第3章 锌银电池 2012.ppt

(－)Zn|KOH(或NaOH)|AgO(或Ag2O) (＋) 优点： （1）质量比能量和体积比能量高，100~300Wh/kg， 180~220Wh/L； （2）比功率很高，可以高速率放电，且在大电流放电 时，容量下降不多； （3）锌-银电池放电电压非常平稳。 （4）锌-银电池的自放电小，并具有良好的机械强度。 缺点： 锌-银电池的缺点是成本高、寿命短、高低温性能不太理想。 锌-银电池的分类 3.2 工作原理 Overall reaction 3.3 AgO（Ag2O电极） 3.3.1 充放电曲线 银及其氧化物的电阻率和密度 消除高阶电压方法： 预放电； 还原； 电液中添加卤素离子； 不对称交流电或脉冲充电等。 * 在大电流放电时高阶电压时间短。 不对称交流电或脉冲充电 充电电流交变，在每个交变周期里，正半周充电，负半周放电。 消除放电曲线上的高坪阶；防止充电末期发生析气反应，提高容量 3.3.2 氧化银电极的自放电 荷电状态湿储存 Ag2O化学溶解 ：Ag(OH)2- AgO的分解：固相分解 Ag+AgO→ Ag2O 液相分解 AgO → Ag2O+O2 Ag(OH)2-， Ag(OH)4- ：向负极迁移，在隔膜上沉积还原，隔膜自正极→负极被氧化，致电池短路、失效。因此，二次电池最好在低温下放电态搁置。 3.4 锌负极 3.4.1 阳极钝化 锌枝晶 一次电池—活性物质的制备，二次电池—充电 影响锌枝晶生长的主要因素： （1）电极过程的电化学极化 苔藓状 卵石状 （2）反应物的物质传递 高电流密度，浓差极化大 锌枝晶 （3）溶液中表面活性物质的含量 3.5 Zn-AgO（Ag2O）电池电性能 3.5.1 放电特性 工作电压高，放电电压平稳 内阻小 可大电流放电 活性物质利用率高 比能量、比功率高 充电效率高 3.5.2 蓄电池循环寿命（自学） 1. 锌负极在循环过程中的容量损失 电极变形 锌枝晶 2. 隔膜损坏 隔膜被氧化 锌枝晶的穿透 习题 1.锌银电池为什么有两个放电平台？ 2.如何消除锌银电池的高阶电压？ 3.为什么银电极充电时的高坪阶段比放电的高坪阶段长很多。 4.为什么氧化银电极可以大电流放电，但是必须使用小电流充电？ 5.影响锌银电池循环寿命的主要原因？ 6.锌电极钝化的影响因素？ 锌汞电池 电池的电性能特征： ①储存寿命长 开路电压变化极小 ②放电电压平稳。在轻负荷下其平稳阶段可达全放电时间的97％以上； ③能量密度高。可达400mWh/cm3。 MERCURIC OXIDE BATTERIES Zinc Anode Cadmium Anode Zinc/mercuric oxide battery METAL/AIR BATTERIES Cathode Anode Overall discharge reaction Other factors which can affect the performance of the metal/ air battery are the following: Polarization Electrolyte Carbonation Water Transpiration. Efficiency Charging Zinc/air battery Zinc/air battery 优点： 容量大 能量高 放电曲线平稳 内阻小 价格便宜 缺点： 电解液的碳酸化 湿储存性能差：自放电、电解液干涸、电解液浓度降低 空气电极催化活性偏低 锌枝晶 锌电极 二次电池：锌枝晶、变形下沉 循环阳极：在电池外部充电还原处理 机械再充式：放电后取出，换入新锌电极 正极 活性物质：O2(空气） 活性炭为载体 催化剂：铂、银、镍、铂合金 锰氧化物、Al2O3、活性炭 气、固、液三相界面——气体扩散电极 气体向电极表面输送过程： （1）气体溶解 （2）气体向电极表面附近的传质过程 （3）气体穿越双电层 疏水（防水、增水）电极 防水透气层+催化层+导电网 通常用催化剂粉末与疏水性材料混合后辗压、喷涂及经过适当的热处理后制成。常用的疏水材料是聚乙烯、聚四氟乙烯等。 图 1-12 疏水电极示意图 (威海） (威海） (威海） (威海） (威海） (威海） (威海） Cutaway view of typical zinc /silve