锌银电池详解(格式整齐)
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2.2 锌银电池 主要内容
2.2.1 锌银电池概述 2.2.2 锌银电池工作原理 2.2.3 氧化银正极 2.2.4 锌负极 2.2.5 锌银电池性能 2.2.5 锌银电池制作工艺
优质材料
第2章 锌电池
2.2.1锌银电池概述
第2章 锌电池
大青花鱼号潜艇 Albacore Agss569 锌银动力电池
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
溶解产物Ag(OH)2-， Ag(OH)4：向负极迁移，在隔膜上沉积 还原为Ag，隔膜自正极→负极 被氧化，致电池短路、失效。
低温下放电态搁置 优质材料
优质材料
民用：扣式锌银电池和 开口式蓄电池
2.2.1锌银电池概述
第2章 锌电池
锌银电池类型
扣式电池（非贮备式湿荷电态电池）
锌-银电池
一次电池
贮备电池
人工激活电池 自动激活电池
二次电池
干式荷电态电池 干式放电态电池
人工激活
优质材料
自动激活
2.2.1锌银电池概述
AgO (10～15)×10-2
7.44
2.2.3 氧化银正极
充放电特性
特征：
第2章 锌电池
1—充电曲线 2—放电曲线
1
2
I. 充放电曲线有两个平阶
II. 充电曲线存在一个C点 到D 点的电压回落点
III. 充电高阶CE段的长度比 放电高阶电压A/B/段长 度长
放电曲线 • 高平阶:15%-30%放电容量；低平阶70%容量，很平稳 • 小电流或高精度电压场合，要消除高阶电压
锌银电池应用
一次电池
第2章 锌电池
蓄电池
小电流连续放电的的微型电器
鱼四甲型鱼雷YU-4 优质材料
330块锌银电池作为动力 的“海豚”号试验潜艇
2.2.2 Zn-Ag工作原理
工作原理
第2章 锌电池
(－)Zn|KOH(或NaOH)|AgO(或Ag2O) (＋)
正极反应 : 2AgO H2O 2e Ag2O 2OH
E: 析出O2电位 1
放电曲线:
2 生成Ag
A/B/:AgO-Ag2O B/:Ag生成点 B/C/: AgO/Ag2O-Ag； C/D/ : AgO消耗，电压下
降 氧化银电极充放电曲线(电势相对于锌电极)
物质 电阻率（Ω·m）
密度（g/cm3）
Ag 1.59×10-8
Ag2O 1×106
10.9 优质材料 7.15
第2章 锌电池
发展：导弹和航天飞行器、飞机、潜水艇、浮标、导弹、 空间飞行器和地面电子优仪质表材料等特殊用途
2.2.1锌银电池概述
第2章 锌电池
中国锌银电池
导弹、宇航事业发展促进锌银电池发展。自从20世纪50年 代末开始研制，60年代中期，自行设计的导弹中获得应用。
已研制成各种 规格的原电池， 蓄电池和能瞬 间投入使用的 自动激活式锌 导弹用自动激活 银贮备电池， 用于各类导弹、 鱼雷等武器及 卫星的需要。
Zn Ag2O H2O Zn(OH)2 2Ag
Zn Ag2O ZnO 2Ag
优质材料
第2章 锌电池
2.2.3 氧化银正极
第2章 锌电池
充放电特性
析O2
充电曲线：
1—充电曲线 2—放电曲线
AB：Ag—Ag2O BC：Ag电极钝化
CD：生成AgO
DE：Ag/Ag2O生成AgO
优质材料
2.2.4 锌负极
第2章 锌电池
阳极钝化的影响因素
（1）锌电极的工作电流密度 （2）电极界面溶液中的物质传递速度
锌在6 mol/L KOH 中的阳极极化曲线
锌银电池定义 锌氧化银电池:正极AgO/Ag2O; 负极Zn；电解液KOH 隔膜？ 外壳？
2.2.1锌银电池概述
锌银电池发展史 世界锌银电池
1800年伏特提出锌银电池堆 1883年克拉克(Clarke)的专利中叙述了碱性锌 氧化银原电池 1887年邓恩(Dun)和哈斯莱彻(Hassla—cher)的 专利中首次提出了锌氧化银蓄电池 1941年法国的亨利·安德列(H．Andr6)提出 使用赛璐玢半透膜作隔膜，才实现了可实用 的锌银电池。 20世纪50年代Yard—ney设计制造出实用的 可充锌银电池
Zn－2e＋4OH－→Zn(OH)4-
当溶液被锌酸盐饱和或OH-减少：
Zn－2e＋2OH－→Zn(OH)2⇌ ZnO＋H2O
Zn恒电流阳极溶解 时的V-t曲线
产物为不溶性ZnO时，小电流放电，电池正常运行；大 电流放电，产生致密的ZnO覆盖整个Zn电极表面时， 出现阳极钝化现象；此时电极电势急剧升高；将使电极 发生钝化的最小电流密度称为临界电流密度。
2.2.3 氧化银正极
充放电特性
高平阶
充电：Ag2O——AgO； Ag——AgO 2个电子
放电：AgO-Ag2O 1个电子； Ag2O电阻大； 参加放电AgO比实际量更少
充电搁置自放电：
AgO+Ag=Ag2O 2AgO =Ag2O +1/2 O2
第2章 锌电池
充电高阶电压段长度大于放电高阶段的长度——特征III
优质材料
2.2.3 氧化银正极
充放电特性
低平阶
充电：Ag——Ag2O； Ag2O比 电阻大，密度小，致密膜， Ag+或O2- 通过阻力大，需低 倍率充电 放电：AgO-Ag2O ，密度差别 小，不致生成致密膜。
第2章 锌电池
氧化银电极可以大电流放电，但要小电流充电——特征IV
2.பைடு நூலகம்.3 氧化银正极
第2章 锌电池
2.2.4 锌负极
第2章 锌电池
锌负极特点
• 高比能量和高比功率 • 电极电势负 • 阳极极化小 • 电化当量低 • 电极过程可逆 • 资源丰富、成本低、无毒
锌负极问题
阳极钝化和阴极沉积（枝晶）
2.2.4 锌负极
第2章 锌电池
阳极钝化现象
Zn阳极溶解反应： 浓碱条件：产物可溶锌酸盐
Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH
负极反应 : Zn 2OH Zn(OH)2 2e
Zn 2OH ZnO H2O 2e
优质材料
2.2.2 Zn-Ag工作原理
总反应 :
Zn 2AgO H2O Zn(OH)2 Ag2O Zn 2AgO ZnO Ag2O
2.2.1 锌银电池概述 2.2.2 锌银电池工作原理 2.2.3 氧化银正极 2.2.4 锌负极 2.2.5 锌银电池性能 2.2.5 锌银电池制作工艺
优质材料
第2章 锌电池
2.2.1锌银电池概述
第2章 锌电池
大青花鱼号潜艇 Albacore Agss569 锌银动力电池
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
溶解产物Ag(OH)2-， Ag(OH)4：向负极迁移，在隔膜上沉积 还原为Ag，隔膜自正极→负极 被氧化，致电池短路、失效。
低温下放电态搁置 优质材料
优质材料
民用：扣式锌银电池和 开口式蓄电池
2.2.1锌银电池概述
第2章 锌电池
锌银电池类型
扣式电池（非贮备式湿荷电态电池）
锌-银电池
一次电池
贮备电池
人工激活电池 自动激活电池
二次电池
干式荷电态电池 干式放电态电池
人工激活
优质材料
自动激活
2.2.1锌银电池概述
AgO (10～15)×10-2
7.44
2.2.3 氧化银正极
充放电特性
特征：
第2章 锌电池
1—充电曲线 2—放电曲线
1
2
I. 充放电曲线有两个平阶
II. 充电曲线存在一个C点 到D 点的电压回落点
III. 充电高阶CE段的长度比 放电高阶电压A/B/段长 度长
放电曲线 • 高平阶:15%-30%放电容量；低平阶70%容量，很平稳 • 小电流或高精度电压场合，要消除高阶电压
锌银电池应用
一次电池
第2章 锌电池
蓄电池
小电流连续放电的的微型电器
鱼四甲型鱼雷YU-4 优质材料
330块锌银电池作为动力 的“海豚”号试验潜艇
2.2.2 Zn-Ag工作原理
工作原理
第2章 锌电池
(－)Zn|KOH(或NaOH)|AgO(或Ag2O) (＋)
正极反应 : 2AgO H2O 2e Ag2O 2OH
E: 析出O2电位 1
放电曲线:
2 生成Ag
A/B/:AgO-Ag2O B/:Ag生成点 B/C/: AgO/Ag2O-Ag； C/D/ : AgO消耗，电压下
降 氧化银电极充放电曲线(电势相对于锌电极)
物质 电阻率（Ω·m）
密度（g/cm3）
Ag 1.59×10-8
Ag2O 1×106
10.9 优质材料 7.15
第2章 锌电池
发展：导弹和航天飞行器、飞机、潜水艇、浮标、导弹、 空间飞行器和地面电子优仪质表材料等特殊用途
2.2.1锌银电池概述
第2章 锌电池
中国锌银电池
导弹、宇航事业发展促进锌银电池发展。自从20世纪50年 代末开始研制，60年代中期，自行设计的导弹中获得应用。
已研制成各种 规格的原电池， 蓄电池和能瞬 间投入使用的 自动激活式锌 导弹用自动激活 银贮备电池， 用于各类导弹、 鱼雷等武器及 卫星的需要。
Zn Ag2O H2O Zn(OH)2 2Ag
Zn Ag2O ZnO 2Ag
优质材料
第2章 锌电池
2.2.3 氧化银正极
第2章 锌电池
充放电特性
析O2
充电曲线：
1—充电曲线 2—放电曲线
AB：Ag—Ag2O BC：Ag电极钝化
CD：生成AgO
DE：Ag/Ag2O生成AgO
优质材料
2.2.4 锌负极
第2章 锌电池
阳极钝化的影响因素
（1）锌电极的工作电流密度 （2）电极界面溶液中的物质传递速度
锌在6 mol/L KOH 中的阳极极化曲线
锌银电池定义 锌氧化银电池:正极AgO/Ag2O; 负极Zn；电解液KOH 隔膜？ 外壳？
2.2.1锌银电池概述
锌银电池发展史 世界锌银电池
1800年伏特提出锌银电池堆 1883年克拉克(Clarke)的专利中叙述了碱性锌 氧化银原电池 1887年邓恩(Dun)和哈斯莱彻(Hassla—cher)的 专利中首次提出了锌氧化银蓄电池 1941年法国的亨利·安德列(H．Andr6)提出 使用赛璐玢半透膜作隔膜，才实现了可实用 的锌银电池。 20世纪50年代Yard—ney设计制造出实用的 可充锌银电池
Zn－2e＋4OH－→Zn(OH)4-
当溶液被锌酸盐饱和或OH-减少：
Zn－2e＋2OH－→Zn(OH)2⇌ ZnO＋H2O
Zn恒电流阳极溶解 时的V-t曲线
产物为不溶性ZnO时，小电流放电，电池正常运行；大 电流放电，产生致密的ZnO覆盖整个Zn电极表面时， 出现阳极钝化现象；此时电极电势急剧升高；将使电极 发生钝化的最小电流密度称为临界电流密度。
2.2.3 氧化银正极
充放电特性
高平阶
充电：Ag2O——AgO； Ag——AgO 2个电子
放电：AgO-Ag2O 1个电子； Ag2O电阻大； 参加放电AgO比实际量更少
充电搁置自放电：
AgO+Ag=Ag2O 2AgO =Ag2O +1/2 O2
第2章 锌电池
充电高阶电压段长度大于放电高阶段的长度——特征III
优质材料
2.2.3 氧化银正极
充放电特性
低平阶
充电：Ag——Ag2O； Ag2O比 电阻大，密度小，致密膜， Ag+或O2- 通过阻力大，需低 倍率充电 放电：AgO-Ag2O ，密度差别 小，不致生成致密膜。
第2章 锌电池
氧化银电极可以大电流放电，但要小电流充电——特征IV
2.பைடு நூலகம்.3 氧化银正极
第2章 锌电池
2.2.4 锌负极
第2章 锌电池
锌负极特点
• 高比能量和高比功率 • 电极电势负 • 阳极极化小 • 电化当量低 • 电极过程可逆 • 资源丰富、成本低、无毒
锌负极问题
阳极钝化和阴极沉积（枝晶）
2.2.4 锌负极
第2章 锌电池
阳极钝化现象
Zn阳极溶解反应： 浓碱条件：产物可溶锌酸盐
Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH
负极反应 : Zn 2OH Zn(OH)2 2e
Zn 2OH ZnO H2O 2e
优质材料
2.2.2 Zn-Ag工作原理
总反应 :
Zn 2AgO H2O Zn(OH)2 Ag2O Zn 2AgO ZnO Ag2O