应用电化学：锌空气电池.pptVIP

Primary battery 峰值功率：~265mW cm-2 电流密度：~200mA cm-2 at 1V 比容量：~570mAh/g 能量密度：700Wh/Kg 性能测试 Rechargeable battery 结构：two-electrode configuration 缺点：short cycle life Rechargeable battery 结构：three-electrode configuration 优点：long cycle life 必威体育精装版进展2 Zhang, Jintao, Liming Dai et al. ?Nature nanotechnology?10.5 (2015): 444-452. 催化剂设计与制备 Primary battery 峰值功率：~55mW cm-2 比容量：735mAh/g 能量密度：~835Wh/Kg OCP：~1.48V-250s Catalyst loading:0.5mg cm-2 性能测试 Rechargeable battery 结构：two-electrode configuration 缺点：short cycle life Rechargeable battery 结构：three-electrode configuration 优点：long cycle life 如此绿色、高效、安全、低价的锌空气电池，为何迟迟没有在市场上露面呢? 按理说，早在100多年前就已出现的锌空气电池，即便是当时技术不达标，但只要研发能够得以延续，应该不会被后来的铅酸电池、镍铬电池，亦或现在的锂电池所取代。之所以出现如今锂电池一统天下的局面，锌空气电池确实有着自己的硬伤。而这一致命缺陷就是不可充电，即锌空气电池属于一次性电池。虽然也有企业研发过可充放的锌电池，但极为有限的充放电次数，与其他电池相比，显然满足不了市场需求。 不少业内专家表示，如今人们提到的锌空气电池并不是真正意义上的充电电池，而是需要定期更换材料(锌)才能维持运行。就像传统燃油车需要加油一样，一旦不能提供原料锌，就不能实现连续工作，储能、放电也就无从谈起。 1电池对通风的要求高。 由于液体循环式锌一空气电池的电化学反应离不开空气中的氧气，只要阻止空气进人电池，则电化学反应将无法进行。实验室做放电特性时，供氧均匀、充分不易达到。在串联电池组中，只要有一个电池性能不佳，将迅速导致整个电池组性能下降闭。 2存在漏电现象。 因为电池没有密封，电解液不可避免地洒溅到壳体表面，从而产生漏电现象。高浓度的电解质（氢氧化钾，具有强碱性，强腐蚀性），一旦发生渗漏，将腐蚀电池附近部件，而且这种腐蚀可能是不可修复的，致命的。而且电池上有孔，电池在激活使用后存放时间又很短，所以锌空电池较易发生电池漏液。使用锌空电池的场合要及时更换耗尽的电池，经常检查电池状况，较长时间不用时取出电池。 3电解液流动不均匀。 靠近管道进、出口的电解液流动快、更新快，所以质量好;而远离管道的边角地带电解液流动的速度很慢，导致质量下降。 4 电池内阻运动状态比静止状态大 在车辆运行的振动状态下，锌粒之间的接触电阻以及锌粒与电解液的接触电阻处于变化之中，并经常大于实验室静止状态下的值。对于锌板而言，其内组可忽略不计，其参与反应的面积基本恒定。但在锌板改为锌粒匣的情况下，锌粒之间存在接触电阻，此时的“锌板”内阻可等效为若干串电阻的并联，其大小与锌粒的几何尺寸、形状、表面光洁度等因素有关。比如在振动下，若干锌粒会处于非接触状态从而加大“锌板”内阻，并使得“锌板”的有效反应面积减小。由于锌粒之间存在空隙，每个处于电解液中的锌粒参与反应的情况不同(比如反应面积不同、电解液浓度不同等)，所以，其反应质量比锌板要差。由于一组电池由若干个单体电池串联而成，每个单体电池性能的不同也会导致电池的一致性变差。 那么，是不是锌空气电池即便规模化投产，也不会有太大用武之地呢? 虽然目前新能源汽车主要的动力源还是由锂电池把控，但续航能力差、充电时间长等缺陷，一直都是消费者吐槽的焦点。新能源车充电要十几甚至二十几个小时，充满电后跑不长，无法让用车者满意。 而锂电池的缺陷，恰恰可以由锌空气电池来弥补。据悉，如今有相关部门在研发中，车辆能够根据实际路况和车速，灵活采用不同的电池组合加以应对。如果车辆以30至40公里每小时的速度行驶在路况较好的路面时，就使用锌空气电池;而碰到爬坡上坎的路面时，就切换到锂电池提供电力。 毫无疑问，在如今政府新一轮新能源汽车优惠政策的影响下，新能源车的普及也只是时间问题。而与之应用息息相关的电池行业，其发展也会