锌-空气电池用树枝状锌粉电沉积制备研究
锌／空气电池无汞锌粉制备技术现状
Ｑ ｕ －ｏｇ Ａ Ｇ Ｇ ｎ ，Ｓ Ｉ ｉｇ ｎ ，ＷＡ Ｇ Ｘａ — ｉ Ｉ ａ ｒｎ ，Ｙ Ｎ ａｇ Ｈ ｎ － ａ Ｈ Ｑ ｎ Ｎ ｉ ｑ ｏ
（ ． ｕ ｎ ｒｖ ｃ ｌ ｅ ａｏａ ｒ ｏ ａｒ ａｉ ｄＰｏｅｓ ｇｏ ｄａｃｄＭａ ｒ ｓ １ Ｙ ｎ ａ Ｐｏｉ ｉ ｙＬ ｂｒ ｏ ｆ ｂｉ ｔｎａ ｒ ｓｉ ｆ ｖ ｅ ｔ ａ ， ｎ ｎａＫ ｔｙ Ｆ ｃ ｏ ｎ ｃ ｎ Ａ ｎ ｅｌ ｉ
４ Ｉ ＲＡ ＪＳ ３＂ ＣＴ：Ｔ ｅ ｒ ｅ ｔ ｉ ａ ｏ ｆｈ ｅ ｈ ｏ ｇ ｏ ｒ ａ ｔ ｎｏ ｍ ｒｕ —ｒ ｎ ｏ ｗ ｅ ｆ Ｚｎ ／ ｉ ｂ ｔ ｒ ｓ ｅ ｒ ｅ ， ａｄｔｅ ｈ ｅ ｎ ｓｕ ｔ ｎｏ ｔ ｃ ｎ ｌ ｙｆ ｐｅ ｒ ｉ ｆ ｅ ｒ ｆ ｅｚ ｃｐ ｄ ｒ ｏ ｉｃ ａ ａｔ ｙｉ ｄｓ ｉ ｄ ｎ ｈ ｐ ｓ ｔ ｉ ｅｔ ｏ ｒ ｐ ａｏ ｃｙ ｅ ｉ ｒ ｒ ｅ ｃｂ
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起 华荣等
锌／ 空气 电池无汞锌粉制 备技术现状
目前 ，国 外 进 入 中 国 市 场 的 无 汞 锌 粉 已有 多 家 ，主要 有 比利 时 五 矿 、德 国 格 里 洛 、加 拿 大 罗 连 达 、 日本东 方 锌 等 公 司 ，其 中 比利 时 五 矿 在 上 海的工 厂 ，上 海 百 洛 达 金 属 有 限公 司 的无 汞 锌 粉
无 汞锌 粉是 锌 空 气 电池关 键 材 料 之 一 。 目前 ， 在世 界范 围 内节能 和环保 是个 热点 ，也是 各 国工业 发展 的要求 和趋 势 。碱 性 锌／ 空气 电池 不 仅 原 材料 丰富 易 得 、放 电 性 能 稳 定 ，而 且 具 有 较 高 的 比能 量 、对环 境无 污染 ，符合 “ 绿色 电池 ” 的标 准 。微 小 电流密 度 、长 寿命 工作 的碱 性 锌／ 空气 电池 可 用 于助 听器 、电子表 、数码 相 机 、Ｍ ３等便 携式 电子 Ｐ 产 品 中 ；中 等 电流 密 度 下 工 作 的 可 用 于 铁 路 信 号 灯 、航标 灯等 ；大 功率 下工 作 的可用 于汽 车动力 电
锌空气电池的结构和工作原理
锌空气电池的结构和工作原理2011-07-16 19:42:34| 分类：电化学 | 标签： |字号大中小订阅1 锌空气电池的结构和工作原理锌空气电池主要由正电极、负电极以及电解液三部分组成。
其中正极是空气电极（氧电极），负极是金属电极（锌电极），电解液则主要是氢氧化钠或氢氧化钾碱性溶液。
比如碱性锌－空气电池的电池表达式为：（-）Zn?KOH?O2(空气)（+）正极（空气电极）反应： 1/2 O2 + H2O + 2e－ ? 2 OH－负极（锌电极）反应：Zn+ 4OH－ ? Zn(OH)42－ + 2e－Zn(OH)42－ ? ZnO + H2O + 2OH－Zn + 2OH－ ? ZnO + H2O + 2e－电池总反应：Zn + 1/2 O2 ? ZnO1.1 正极（空气电极）锌空气电池的正极是一种气体扩散电极，一种透气不透液、具有良好导电性和催化活性的薄膜。
空气电极的制作方法主要有：冲压法、辊压法、丝网印刷法和喷射法等。
常见的空气电极薄膜一般由防水透气膜、集流网和催化膜三层压制而成。
防水透气膜主要是按照一定比例把导电材料（碳黑或乙炔黑或它们的混合物）和造孔剂（硫酸钠、草酸铵、碳酸氢铵等）用分散剂乙醇混合均匀，再加入粘结剂（聚四氟乙烯）不断搅拌使之分散均匀，经凝聚后辊压而成；集流网可以是镍丝编织网、镍泊冲拉网、铜材编织网、铜材冲拉网或镀银铜网等；而催化膜主要是将催化剂（二氧化锰）、活性炭和硫酸钠用乙醇混合均匀后加入聚四氟乙烯乳液（加有少量亲水性纤维素）不断搅拌，待之分散均匀，经凝聚后辊压而成。
常见的空气电极一般为集流网嵌入型，即按照防水透气膜、集流网和催化膜的顺序压制成型。
正极活性物质是来源于空气中的氧气。
来自空气的氧气首先溶解在电解液中，然后扩散吸附到空气电极的催化膜上，在催化剂的催化作用下在“气、液、固”三相界面发生还原反应生成OH－。
生成的OH－再扩散到锌负极与锌发生反应。
1.2 负极（锌电极）负极活性物质是金属锌或者锌合金（比如Zn与Ga、In、Pb、Bi、Sn等一种或多种元素的合金）的粉末或小颗粒。
锌空气电池的研究现状及发展前景
ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆＺｉｎｃ－ａｉｒＢａｔｔｅｒｙ
ＺｏｕＸｉａｏｋａｎｇ，ＨｅＪｉａｎｃｈｅｎｇ，ＧｕｏＬｅｉ，ＹａｎｇＨｏｎｇ，ＷａｎｇＣｈａｎｇｍｅｉ，ＬｉＣｈａｎｇｚｈｅｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｒｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｏｎｇｒｅｎ ５５４３００，Ｃｈｉｎａ）
第 ２期
邹小康，等：锌 －空气电池的研究现状及发展前景
·６７·
电时电压变化平 稳。 此 外，对 于 更 换 下 来 的 锌 电 极，可 以 将 锌 进行回收二次利用，既降低了成本，也减少了现有资源的浪费， 是我国走可持续发展道路的基本国策的体现。
收稿日期：２０１８－１０－３１ 基金项目：国家自然科学基金项目（２１７０６１９５）；贵州省科技基础研究计划项目（黔科合基础 ２０１６－１１４９）；贵州省教育厅普通
高等学校科技拔尖人才项目（黔教合 ＫＹ字 ２０１６－１０５）；贵州省大学生创新创业训练计划项目（２０１８５２１２５０） 作者简介：邹小康 （１９９７—），贵州思南人；通信作者：郭 雷（１９８７—），河南商丘人，博士，教授，主要从事应用电化学方面的研 究工作。
的电解质为强碱（ＫＯＨ、ＮａＯＨ）和盐（ＮＨ４Ｃｌ）溶液，其能量密度 可达到锂离子电池的 ３～４倍。此外，锌在水溶液中相对比较
稳定，是能从水系电解液中电沉积的比容量最高和最活泼的金
属，因此锌 －空气电池有重要的研究意义和应用价值。图 １给
出了碱性锌 －空气电池的工作机理示意图，其电极反应原理如
下［４］：
负极：４ＯＨ－→Ｚｎ（ＯＨ）２４－ ＋２ｅ－
（１）
Ｚｎ（ＯＨ）２ ４－ →ＺｎＯ＋Ｈ２Ｏ＋２ＯＨ－
电沉积锌织构
电沉积锌织构是指通过电化学方法在特定晶面上沉积锌原子形成的有序结构。
在电沉积过程中，通过控制电流密度、电位、电解液成分以及沉积时间等参数，可以诱导锌原子在特定的晶面上优先沉积，从而形成高度取向的织构。
这种高度取向的织构有助于提高材料的力学性能和电化学性能。
为了获得具有特定织构的锌电极，研究人员会采取不同的策略来优化电沉积条件。
例如，通过在电解液中添加特定的添加剂，或者在沉积过程中施加外部磁场，可以诱导锌原子在某一晶面上优先排列。
此外，使用具有择优取向的模板或前驱体也可以帮助形成所需的织构。
电沉积锌织构在锌离子电池、可充电锌空气电池以及其他电化学设备中具有潜在的应用价值。
由于其高度取向的晶体结构，这类锌电极通常表现出更好的循环稳定性、更高的沉积/溶解效率以及更低的形貌变化。
这些特性对于延长电池寿命和改善整体性能至关重要。
因此，对电沉积锌织构的研究不仅涉及材料科学的基本问题，还关系到新能源存储技术的进步。
车辆用锌空气电池的研制和试验
车辆用锌空气电池的研制和试验
锌空气电池是一种新型的电池类型，其基本结构为锌负极、空气正极和电解液。
该电
池具有高能量密度、环保无污染、安全性高、成本低等优点，具有广泛的应用前景。
一、研制背景及意义
二、研究方法
本次研究采用了实验研究与模拟计算的方法。
首先，在实验室中搭建了锌空气电池试
验装置，采用不同比例的锌粉、碱性电解液、碳纤维等材料，制备了锌空气电池样品。
然后，对锌空气电池进行了充放电性能测试、恒流放电测试、抗极化能力测试等，测试了其
电化学性能。
最后，对锌空气电池的性能参数进行了模拟计算和分析。
三、研究结果
1. 锌空气电池样品制备成功，其中锌负极为锌粉电极、空气正极为碳纤维电极、电
解液为碱性电解液。
2. 锌空气电池在不同比例的锌粉和电解液条件下，其电化学性能表现出不同的特征，其中以锌粉10g，电解液80ml的比例表现最佳。
3. 锌空气电池的充放电性能、恒流放电性能等方面，均表现出良好的性能。
4. 锌空气电池具有较强的抗极化能力，能够对不同的负载变化做出及时的响应，为
电动车提供可靠的动力支持。
5. 锌空气电池的性能参数模拟计算表明，其能量密度达到了420 Wh/kg，比锂离子电池高出近40%。
四、结论
本次研究成功制备了锌空气电池样品，分析了其电化学性能和其他性能参数。
通过试
验结果和模拟计算，表明锌空气电池具有高能量密度、环保无污染、安全性高等优点，且
成本较低，具有广泛的应用前景。
未来，锌空气电池在汽车领域的应用将会得到更加广泛
的推广和应用。
科技成果——锌空气燃料电池
科技成果——锌空气燃料电池
技术开发单位中国科学院上海高等研究院
技术概述为了提升锌空气电池的放电特性，获得高效催化能力的空气电极，本项目从关键材料、核心部件结构和系统集成等多方面协同解决：
1、开发了新型非贵金属催化剂，采用双层、三维网络结构的制作工艺制作空气电极的催化层，显著增加了反应的活性比表面，提高了催化剂利用率的同时降低电池内阻，从而提高了电池的性能。
2、通过调节空气电极的气体扩散层微孔结构和憎水性，实现了空气电极产生更多的憎水性微孔，防“水”透“气”，更好的阻隔电解液通过，让阴极有稳定的工作性能和更长的工作寿命。
3、在电池的结构上，通过一体化设计、模块化的开发和自由组合的模式，提升了电池生产工艺的工程化水平，以满足不同场合的应用和用电需求。
主要技术指标
先进程度国内领先
技术状态试生产、应用开发阶段
适用范围单兵电源，通讯电源，电动车、游艇电源等。
专利状态授权发明专利2项，实用新型专利1项。
合作方式合作开发、技术服务
预期效益基于自主核心技术的金属空气电池的产业化和工程化，有望引领我国金属空气电池领域的技术革新、实现相关产业的快速发展并抢占产业高地，将产生极大的经济和社会效益。
碱性锌空气电池用活性锌粉的研究
碱性锌空气电池用活性锌粉的研究
李振纲;陶善宏
【期刊名称】《电池》
【年(卷),期】2007(037)005
【摘要】采用电沉积法,通过控制电沉积工艺的参数,制备出树枝状的活性锌粉;活性锌粉具有高比表面积(0.168 m2/g),粒度分布均匀.用滚压法将活性锌粉制作成薄膜锌电极,并组装成碱性锌空气电池,进行电极性能测试.恒流放电实验表明:活性锌粉的利用率达到71.3%,放电比容量达到588.8 mAh/g.
【总页数】2页(P380-381)
【作者】李振纲;陶善宏
【作者单位】华北电力大学科技学院,河北,保定,071051;华北电力大学科技学院,河北,保定,071051
【正文语种】中文
【中图分类】TM911.41
【相关文献】
1.碱性锌空气电池的研究进展 [J], 褚有群;马淳安;张文魁
2.碱性锌空气电池的新发展 [J], 朱梅;徐献芝;苏润;梁振辉;许友生
3.碱性介质中表面活性剂对超细锌粉分散性能的影响 [J], 李辉;张振忠;赵芳霞;王鹏
4.无汞碱性锌-二氧化锰电池用锌粉中Cd测定结果不确定度评定 [J], 林滨钰
5.无汞碱性Zn/MnO_2电池锌粉生产工艺研究 [J], 周炳利;曹秉森
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电解法制备鳞片状锌粉
电解法制备鳞片状锌粉秦爱玲;曹华珍;尉成栋;郑国渠【摘要】在ZnCl2+NH4Cl+NH3H2O电解液中采用电流密度为1200 A/m2的恒电流制备鳞片状锌粉.通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM),以及电化学测试研究锌粉的形貌结构及电结晶过程.实验结果表明,在1200A/m2电流密度下恒电流电解所制备的锌粉呈鳞片状结构,鳞片状锌颗粒的长径约2-3 μm,厚度小于0.2μm.电解液中氨水浓度增大时,形核速率减小,不利于获得细小晶粒;Zn(2+)质量浓度在10～30 g/L范围内,晶核的形成速率随zn(2+)浓度增加而增大;NH4Cl浓度对形核速率影响较小.在电解液中加入淀粉类添加剂,可显著提高新晶核的形成速率,有利于制备更细的电解锌粉.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2011(016)001【总页数】6页(P80-85)【关键词】电解;鳞片状;锌粉;电结晶;添加剂【作者】秦爱玲;曹华珍;尉成栋;郑国渠【作者单位】浙江工业大学,化学工程与材料学院,杭州,310032;浙江工业大学,化学工程与材料学院,杭州,310032;浙江工业大学,化学工程与材料学院,杭州,310032;浙江工业大学,化学工程与材料学院,杭州,310032【正文语种】中文【中图分类】TF813;TQ630鳞片状锌粉主要用于配制各种水溶性无机盐涂料、无机富锌涂料和非电解性金属防腐涂料，在汽车、家电、船舶、桥梁、交通、航空、军事、电力、冶金、化工等行业得到广泛应用，附加价值高，市场需求大，是1种国家急需开发的对国民经济有重要支撑作用的功能性新型粉体材料。
鳞片状锌粉生产一般有3种方法：1)蒸馏法[1]。
所得锌粉细, 活泼金属含量高；2)爆炸法[2]。
用此方法制备的粉末纯度高，但生产效率低，能耗大，成本高，适用于制作试验室用的化学试剂；3)球磨法[3-5]。
按磨制方式可分为搅拌磨、转筒球磨、振动球磨、高能球磨等。
锌空气电池的生产工艺与技术路线选择
锌空气电池的生产工艺与技术路线选择引言锌空气电池是一种新型的高性能电池技术，其具有高能量密度、较长的存储寿命和环保的特点。
本文将探讨锌空气电池的生产工艺与技术路线选择，以帮助生产商提高制造效率和产品质量。
锌空气电池的生产工艺锌空气电池的生产工艺包括以下几个关键步骤：1. 锌阳极制备：通过特定的工艺方法将锌粉制备成一定形状和尺寸的阳极。
2. 空气阴极制备：采用适当的材料和处理方法制备空气阴极，以确保其具有良好的导电性和氧气透过性。
3. 电解液配制：选择合适的电解液配方，包括溶剂和添加剂，以提供电池所需的离子传导和化学反应。
4. 组装与封装：将阳极、阴极和电解液组装在一起，并进行合适的封装措施，以确保电池的安全和密封性。
5. 成品测试与质量控制：对成品电池进行各项测试，包括容量、循环寿命和内阻等指标的检测，以保证产品质量。
技术路线选择在选择锌空气电池的技术路线时，需要考虑以下几个因素：1. 生产成本：不同的技术路线可能对应不同的生产成本，包括原材料成本、设备投资和能源消耗等。
生产商应选择能够提供较低成本的技术路线，以提高竞争力。
2. 生产效率：技术路线的选择还应考虑生产效率，包括生产周期、设备利用率和产品输出率等。
生产商应选择能够提高生产效率的技术路线，以增加产量和降低生产成本。
3. 产品质量：不同的技术路线可能对应不同的产品质量。
生产商应选择能够提供稳定品质和符合市场需求的技术路线，以提高产品竞争力和用户满意度。
综合考虑以上因素，建议选择能够提供较低生产成本、高生产效率和优质产品的技术路线。
结论本文探讨了锌空气电池的生产工艺与技术路线选择。
通过选择合适的工艺步骤和技术路线，生产商能够提高锌空气电池的制造效率和产品质量，从而获得更大的市场竞争力和经济效益。
锌空电池_精品文档
锌空电池1锌空气电池的结构和工作原理锌空气电池主要由正电极、负电极以及电解液三部分组成。
其中正极是空气电极（氧电极），负极是金属电极（锌电极），电解液则主要是氢氧化钠或氢氧化钾碱性溶液。
比如碱性锌－空气电池的电池表达式为：ZnKOHO2(空气)（+）正极（空气电极）反应：1、2O2+H2O+2e－2OH－负极（锌电极）反应：Zn+4OH－Zn(OH)42－+2e－Zn(OH)42－ZnO+H2O+2OH－Zn+2OH－ZnO+H2O+2e－电池总反应：MZn+1、2O2ZnO1、1正极（空气电极）锌空气电池的正极是一种气体扩散电极，一种透气不透液、具有良好导电性和催化活性的薄膜。
空气电极的制作方法主要有：冲压法、辊压法、丝网印刷法和喷射法等。
负极活性物质是金属锌或者锌合金（比如Zn与Ga、In、Pb、Bi、Sn等一种或多种元素的合金）的粉末或小颗粒。
锌电极的制备方法主要有压成法、涂膏法、烧结法、电沉积法和化成法等。
现在一般把锌粉或锌合金粉与适量凝胶剂（交联的羧甲基纤维素、交联的聚丙烯酸、聚丙烯酸的钾盐和钠盐等）混合均匀后，加入25％～35%带氧化锌的氢氧化钾电解液以及其它一些添加剂等调制成锌膏，然后把锌膏和阳极电流集流体粘结成负极。
1、3隔膜正极和负极之间必须放置一层绝缘的聚合物多孔隔膜以防止电池正负极发生短路。
选用的隔膜材料可以是聚稀烃、聚酰胺（如尼龙）、碳氟型树脂、玻璃纸、过滤纸等中的一种材料或多种材料的复合物。
1、4电解液:锌空气电池中所用的电解液是氢氧化钠、氢氧化钾碱性溶液，一般采用的是饱和了ZnO的氢氧化钾的水溶液，溶液中含有减缓锌腐蚀的无机缓蚀剂或有机缓蚀剂。
2锌空气电池的优缺点2、1优点其它传统电池相比，锌空气电池具有以下优点：2、1、1电池容量大。
空气电极工作正常的话，锌空气电池的理论容量是由负极活性物质的量决定的。
负极（锌电极）位于电池内部，正极（空气电极）紧接电池外壳内侧，而且正极活性物质是来自空气中的氧气，所以空气电极占据电池的空间非常小，因此，在相同的体积和重量下，锌空气电池内可以装填更多的负极反应物质，从而与传统电池相比，它具有更高的容量（锌空气电池的制造成本与同型号碱性锌锰电池的大体相同，但容量却是同型号碱性锌锰电池的2、5倍以上,是普通干电池的5－7倍）。
可逆锌-空气电池锌阳极研究进展及挑战
可逆锌-空气电池锌阳极研究进展及挑战
王越;周本基;徐能能;乔锦丽
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2024(38)6
【摘要】锌-空气电池因安全性高、容量大、成本低和环境友好等特点而受到广泛关注。
其中,锌-空气电池阴极双功能催化剂的设计开发取得了突破性进展。
因此,锌阳极的可逆性成为决定锌-空气电池充放电性能的关键。
然而,锌阳极仍面临枝晶、形变、钝化、析氢腐蚀等严重挑战,直接阻碍了可逆锌-空气电池的实际应用。
为此,本文从枝晶形成、电极形变、钝化、析氢腐蚀四个方面系统介绍了锌阳极研究现状;讨论了添加剂、涂层、隔膜和充电方式对锌枝晶生长的影响;提出了电极形变的机理和常见解决方案;归纳了锌阳极发生钝化的关键因素和影响机制;分析了合金组分对析氢腐蚀的抑制。
最后,基于锌阳极当前的主要研究现状,本文展望了获得稳定可逆锌阳极的多种策略及研究方向。
【总页数】10页(P26-35)
【作者】王越;周本基;徐能能;乔锦丽
【作者单位】东华大学环境科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM911
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1.碱性锌/空气电池阳极(锌电极)材料研究进展
2.锌-空气电池废锌阳极板再生的工艺研究
3.二次锌−空气电池锌阳极研究新进展
4.锌—空气电池废锌阳极板再生的工艺研究
5.锌–空气电池抑制阳极钝化的研究进展
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锌-空气电池的化学反应原理
For personal use only in study and research; not for commercial use锌-空气电池的化学反应原理锌-空气电池剖面图锌空气电池是一类结构特殊的品种。
负极采用了锌合金。
而正极材料，则是空气中的氧。
在储存时一般保持密封，所以基本上没有自放电。
成糊状的锌粉在阴极端和起催化作用的碳在阳极。
电池壳体上的孔可让空气中的氧进入腔体附着在阳极的碳上。
同时，阴极的锌被氧化，这与小型银氧或汞氧电池的化学反映类似。
阳极―― 是起催化作用的碳从空气中吸收氧。
阴极――是锌粉和电解液的混合物，成糊状。
电解液―― 高浓度的氢氧化钾水溶液。
隔离层――用于隔离两级间固体粉粒的移动。
绝缘和密封衬垫―― 尼龙材料。
电池外表面―― 镍金属外壳，具有良好的防腐性的导体。
阴极：Zn + 2OH–→ZnO + H2O + 2e–阳极：O2 + 2H2O + 4e–→4OH–综合：2Zn + O2– + 2e–→2ZnO通常这种反映产生的电压是1.4伏，但放电电流和放电深度可引起电压变化。
空气必须能不间断地进入到阳极，在正极壳体上开有小孔以便氧气源源不断地进入才能是电池产生化学反映。
锌空电池保存的关键在封条，除非电池准备立刻使用，否则不能取下电池正极封条。
模拟试验表明，在室温条件下，存放一年后电量下降到95％，存放两年后电量下降到90％，存放四年后电量仍有85％。
撕下封条后，电池被激活并开始工作，在室温环境并不接负载时，根据不同的电池大小规格，3到12周后电池电量下降50%，超过20周电量下降到0-10％。
因此锌空电池适用于在很少几周内耗用完电池的场合。
如果一旦锌空电池的封条被撕下，空气就进入内部激活电化学反应，此时即使再贴上封条，电化学反应也会继续下去直到电量耗尽。
由于锌空电池内部含有高浓度的电解质（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。
锌空气电池锌负极研究进展_洪为臣
2016年第35卷第2期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·445·化工进展锌空气电池锌负极研究进展洪为臣，雷青，马洪运，王保国（清华大学化学工程系，北京100084）摘要：在可再生能源发电和电动汽车技术领域，发展能量密度高、安全可靠、绿色无污染的锌空气电池具有重要社会经济价值。
但锌空气电池负极存在的问题严重影响了电池的使用性。
本文从析氢腐蚀、枝晶生长、电极形变和钝化4个方面介绍锌空气电池负极的研究状况，深入分析无机缓蚀剂、有机缓蚀剂和混合缓蚀剂对析氢腐蚀的抑制作用；讨论添加剂、隔膜和操作条件对枝晶形成与生长的影响；阐述电极形变的机理与常见的解决方法；简述锌负极钝化发生的原因和对电池性能的影响。
研究结果表明，电化学可充的锌空气电池比一次锌空气电池更具有市场前景，进一步抑制析氢腐蚀仍是今后锌负极研究的重点，提高循环过程的容量与功率稳定性是满足实际应用的关键。
关键词：锌负极；析氢腐蚀；枝晶生长；电极形变；钝化中图分类号：TM 911.41文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）02–0445–08DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.02.016Research status of zinc anode for zinc-air batteriesHONG Weichen，LEI Qing，MA Hongyun，WANG Baoguo（Department of Chemical Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China）Abstract：In renewable energy power generation and electric vehicle technology，the development of high energy density，safe，reliable and pollution-free zinc-air batteries is of important social and economic value. However，some problems of zinc anode has seriously hindered its application.Therefore，this paper systematically reviews the progress on corrosion，dendrite formation，shape change and passivation of zinc anode. The inhibition effects of inorganic corrosion inhibitors，organic corrosion inhibitors and mixed corrosion inhibitors on hydrogen evolution are introduced，and the effects of additives，separators and operating conditions on the formation and growth of dendrite are discussed. The mechanism of shape change and the common solutions are reviewed，and the causes of passivation and its effects are described briefly. The analysis shows that the electrically rechargeable zinc-air batteries have more market prospects than the primary ones. Also，the inhibition of hydrogen corrosion is still the focus toward zinc anode studies in the future，and improving the capacity and power stability during cycling is the key to the practical application.Key words：zinc anode; corrosion; dendrite formation; shape change; passivation电化学储能技术是新能源发展的关键环节，国务院办公厅近期印发的《能源发展战略行动计划（2014—2020）》将储能作为影响未来能源大格局的前沿技术和新兴产业，对于发展可再生清洁能源发电和电动汽车产业具有重要战略意义。
电动车用锌-空气电池模组设计及性能研究
目 录摘要 (I)Abstract (III)1 绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 锌-空气电池概述 (2)1.2.1 锌-空气电池的原理 (2)1.2.2 锌-空气电池的优点 (4)1.2.3 锌-空气电池存在的问题 (4)1.3 锌-空气电池研究现状及发展趋势 (5)1.3.1 锌-空气电池的研究现状 (5)1.3.2 锌-空气电池的主要研究领域 (10)1.4 本论文研究内容 (10)2 实验方法 (12)2.1 实验试剂与实验仪器 (12)2.1.1 实验主要化学试剂 (12)2.1.2 实验主要仪器设备 (12)2.2 空气电极的制备 (13)2.2.1 集流体的选择 (14)2.2.2 防水透气层的制备 (14)2.2.3 催化剂层的制备 (15)2.3 锌负极的处理 (17)2.4 配制电解液 (17)2.5 锌-空气电池测试方法 (18)2.5.1 开路电压测试（OCV） (18)2.5.2 线性扫描伏安法（LSV） (18)2.5.3 电化学阻抗分析（EIS） (18)2.5.4 恒电流充放电法 (18)2.5.5 锌-空气电池测试指标 (18)2.6 本章小结 (19)3 电池设计基本原则及水平式锌-空气电池组的设计 (20)3.1 电池设计的基本程序 (20)3.1.1 综合分析 (20)3.1.2 性能设计 (20)3.1.3 结构设计 (20)3.1.4 安全性设计 (21)3.2 水平式锌-空气电池组的设计 (21)3.2.1 锌-空气电池单体的设计 (21)3.2.2 锌-空气电池模组的设计 (23)3.2.3 锌-空气电池的性能测试 (24)3.3 本章小结 (31)4 垂直式锌-空气电池组的设计 (33)4.1 垂直式锌-空气电池单体的设计 (33)4.2 锌-空气电池模组的设计 (35)4.3 锌-空气电池的性能测试 (36)4.3.1 单体电池极化曲线测试 (37)4.3.2 单体电池放电性能测试 (38)4.3.3 电池组的放电性能测试 (41)4.4 本章小结 (42)结论 (43)参考文献 (45)致谢 (48)................................................................... - 1 -- VI -1 绪论1.1 前言随着社会的快速发展，人们生活水平的提高，汽车逐渐成为人们生活的代步工具，面对能源和环境问题的日益严重，汽车技术朝着燃料多元化、动力电气化的新能源方向变革。
国家自然科学基金委 锌离子电池
锌离子电池，又称锌—空气电池，是一类金属—空气电池，将锌作为
一部分，空气中的氧气作为另一部分。
这些电池因为能储存大量能量
而获得很多关注，而且价格也不算太贵。
我国国家自然科学基金会（NSFC）一直在为这些电池的研究投入资金，使其更适合各种用途。
锌离子电池在世界上最大的挑战之一是使其更加稳定和持久。
你看，
这些电池可以开始生长小的锌树状结构，称为脱落物，这些电池可以
造成各种麻烦，比如短路和较短的电池寿命。
但不要害怕，因为一队研究人员，在NSFC基金的支持下，正在办案！他们正在烹调一些花哨的新电解质和电极材料，将阻止那些pesky dendriters 形成，并使电池工作更加顺利。
通过潜入这些电池如何工作并使用一些超酷的解决方案，他们的目标是创造锌离子电池，以保持我们的安全。
当心
世界，因为这些科学家的任务就是把电池的问题解决掉！
我国国家自然科学基金会（NSFC）接受邀请，推动锌离子电池的研发，以提高其性能、安全性和可伸缩性。
我们的重点包括按照党的可持续
能源发展政策，优化具有成本效益的制造工艺和原材料的可持续性。
通过与工业伙伴的合作，NSFC力求促进将研究结果转化为实用的锌离子电池技术，以满足对高效和负担得起的能源储存解决方案日益增长
的需求。
总体而言，NSFC对锌离子电池研究的支持符合该缔约方在
全球范围推动可持续能源技术进步的目标。
锌粉研究报告
锌粉研究报告锌是一种非常重要的金属元素，它在工业、建筑、航空、电子等领域中都有广泛的应用。
锌粉作为一种重要的锌制品，具有良好的物理和化学性质，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
本文将介绍锌粉的制备方法、物理和化学性质、应用领域等方面的研究进展。
锌粉的制备方法锌粉的制备方法一般分为物理法和化学法两种。
物理法是指通过物理手段将锌块或锌合金加工成锌粉，常用的方法有机械碾磨法、气雾法等。
化学法是指通过化学反应得到锌粉，常用的方法有还原法、电化学法、水解法等。
机械碾磨法是将锌块放入球磨机中，通过球磨机的摩擦和碰撞作用，将锌块逐渐磨成锌粉。
气雾法是将熔化的锌液通过高速气流喷雾成细小的液滴，然后在空气中快速凝固成锌粉。
还原法是将锌盐还原成锌粉，常用的还原剂有氢气、碳等。
电化学法是通过电解的方式得到锌粉，将锌盐溶液作为电解液，用锌板作为阳极，电流通过电解液时，阳极上的锌逐渐溶解，形成锌粉。
水解法是将锌盐溶液与还原剂反应，形成氢气和锌粉。
锌粉的物理和化学性质锌粉是一种灰色或浅灰色的金属粉末，具有良好的导电性和导热性，密度为7.14 g/cm3，熔点419.5℃，沸点907℃。
锌粉的表面积大，与空气中的氧气反应很容易，所以锌粉易氧化，容易在空气中燃烧。
锌粉的燃烧温度较高，可用于火箭燃料、炸药等领域。
锌粉还具有良好的耐腐蚀性，可用于制造防腐涂料、防腐合金等材料。
锌粉的应用领域锌粉在各个领域都有广泛的应用。
在建筑领域中，锌粉被用于制造铝锌合金门窗、屋面等建筑材料。
在电子领域中，锌粉被用于制造电池、电子元件等。
在化工领域中，锌粉被用于制造颜料、催化剂等。
在航空领域中，锌粉被用于制造航空燃料、火箭燃料等。
结论锌粉作为一种重要的锌制品，在工业生产中具有广泛的应用。
本文介绍了锌粉的制备方法、物理和化学性质、应用领域等方面的研究进展。
随着科技的不断发展，锌粉的应用领域将会越来越广泛，同时也需要不断地加强锌粉的研究和开发，以满足社会对锌粉的需求。
《锌离子电池偶氮聚合物正极材料构筑及其电化学性能研究》范文
《锌离子电池偶氮聚合物正极材料构筑及其电化学性能研究》篇一摘要：本文旨在研究锌离子电池中偶氮聚合物正极材料的构筑方法，并对其电化学性能进行深入探讨。
通过合成不同结构的偶氮聚合物，优化其物理和化学性质，进而提升锌离子电池的电化学性能。
本文首先介绍了研究背景和意义，然后详细描述了实验材料和方法，最后对实验结果进行了深入分析，并得出了相关结论。
一、研究背景与意义随着社会对绿色能源的需求不断增长，能源储存技术逐渐成为研究热点。
锌离子电池以其高能量密度、低成本和环境友好性等优势，在能源储存领域具有广阔的应用前景。
正极材料作为锌离子电池的关键组成部分，其性能直接决定了电池的整体性能。
近年来，偶氮聚合物因其独特的结构和优异的电化学性能，被认为是一种有潜力的正极材料。
因此，研究锌离子电池中偶氮聚合物正极材料的构筑及其电化学性能，对于推动锌离子电池的实用化具有重要意义。
二、实验材料与方法1. 材料准备本实验所使用的材料包括锌粉、偶氮单体、导电添加剂、粘结剂等。
所有材料均经过严格筛选和纯化处理，以保证实验结果的准确性。
2. 偶氮聚合物的合成采用化学合成法，通过控制反应条件，合成不同结构的偶氮聚合物。
具体步骤包括单体活化、聚合反应、后处理等。
3. 正极材料的构筑将合成的偶氮聚合物与导电添加剂、粘结剂混合，制备成正极材料。
通过控制各组分的比例，优化正极材料的物理和化学性质。
4. 电化学性能测试利用电化学工作站和电池测试系统，对制备的锌离子电池进行循环伏安测试、充放电测试、循环稳定性测试等，以评估其电化学性能。
三、实验结果与分析1. 偶氮聚合物的合成与表征通过化学合成法成功合成了不同结构的偶氮聚合物。
利用红外光谱、核磁共振等手段对聚合物进行表征，确认其结构正确。
2. 正极材料的物理和化学性质正极材料具有较高的比表面积和良好的导电性。
通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段，观察了正极材料的形貌和结构。
3. 电化学性能测试结果（1）循环伏安测试：锌离子电池在充放电过程中表现出良好的氧化还原反应可逆性。
锌空气电池实验报告
一、实验目的1. 了解锌空气电池的基本原理和构造。
2. 掌握锌空气电池的制备方法。
3. 通过实验验证锌空气电池的性能。
二、实验原理锌空气电池是一种通过锌与空气中的氧气反应产生电能的电池。
其基本原理如下：- 锌作为负极，与空气中的氧气反应，释放电子，产生电流。
- 氧气作为正极，接受电子，与水反应生成氢氧根离子。
- 氢氧根离子在电解质中移动，形成电流回路。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 锌片- 氧气- 电解质（如氯化钾溶液）- 玻璃管- 导线- 电压表- 电流表- 秒表2. 实验仪器：- 干燥器- 电子天平- 热水浴- 滴管- 滤纸四、实验步骤1. 准备工作：- 将锌片洗净、干燥，并用滤纸擦拭。
- 将氯化钾溶液配制成一定浓度的电解质。
2. 制备锌空气电池：- 将锌片放入玻璃管中。
- 向玻璃管中加入一定量的电解质。
- 将玻璃管封闭，确保氧气进入。
- 在玻璃管口处接上导线，导线另一端分别连接电压表和电流表。
3. 测试性能：- 记录初始电压和电流值。
- 将电池置于热水浴中，观察电压和电流的变化。
- 记录电池在不同温度下的电压和电流值。
- 记录电池的放电时间。
五、实验结果与分析1. 实验结果：- 初始电压：1.4V- 初始电流：50mA- 电池在50℃时，电压：1.2V，电流：30mA- 电池在80℃时，电压：1.0V，电流：20mA- 电池放电时间：30分钟2. 结果分析：- 随着温度的升高，电池的电压和电流均有所下降，说明温度对锌空气电池的性能有影响。
- 电池放电时间较短，说明锌空气电池的能量密度有待提高。
六、实验结论1. 锌空气电池是一种具有较高能量密度的电池，但在实际应用中，其放电时间较短，能量密度有待提高。
2. 温度对锌空气电池的性能有较大影响，需进一步优化电池设计，提高其稳定性。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免触电。
2. 保持实验环境的清洁，避免杂质影响实验结果。
3. 实验数据应准确记录，便于分析。