锌—空气电池
锌空气蓄电池
锌空气蓄电池锌空气电池又称锌氧电池，是金属空气电池的一种。
锌空气电池比能理论值是1350W·h/kg，现在的比能量已达到了230Wh/kg，几乎是铅酸电池的8倍。
可见锌空气电池的发展空间非常大。
锌空气电池只能采取抽换锌电极的办法进行“机械式充电”。
更换电极的时间在3min即可完成。
换上新的锌电极，“充电”时间极短，非常方便。
如此种电池得到发展，省去了充电站等社会保障设施的兴建。
锌电极可在超市、电池经营点、汽配商店等购买，对普及此电池电动车十分有利。
这种电池具有体积小，电荷容量大，质量小，能在宽广的温度范围内正常工作，且无腐蚀，工作安全可靠，成本低廉等优点。
现在试验电池的电荷容量仅是铅酸电池的5倍，不甚理想。
但5倍于铅酸电池的电荷量已引起了世人的关注，美国、墨西哥，新加坡及一些欧洲国家都已在邮政车、公共汽车、摩托车上进行试用，也是一极有前途的电动车用电池。
前不久，有报道称中航国际公司与北京长力公司在京签约合作开展锌空气电池产业化项目，北京锌空气电池研究中心也一并揭牌。
两家公司将共同投资5亿元，预计在3年时间内实现锌空气电池的产业化。
有报道称，锌空气电池将会成为21世纪理想动力源，大有代替锂电池一举称霸电池市场的态势。
锌空气电池看似“要火”，而在这热火朝天大张旗鼓的干劲背后也有不同的声音。
有关业内人士认为，锌空气电池的产业化生产只不过是众多炒作概念中的一个，现实推广难度非常之大。
锌空气电池也在炒概念？比起大众熟悉的铅酸电池、镍氢电池、镍锌电池等产品，锌空气电池似乎不太为人们所知。
据中国电池协会副理事长、技术委员会主任王金良介绍，锌空气电池亦称锌氧电池，是金属空气电池的一种。
它是以活性物质锌作为正极，以空气中的氧作为负极的电池。
在原理上等同于锌这个固体燃料在燃烧，从此意义上理解也可称其为燃料电池。
负极活性物质氧直接来源于空气，不受电池体积大小的影响，电池的体积只取决于正极材料的大小。
空气是无形的，不能直接构成电板，需利用多孔的石墨作为负极。
锌-空气燃料电池
锌-空气燃料电池锌-空气燃料电池可以应用于各种领域，例如移动电话、笔记本电脑、电动汽车等。
它不仅具有高能量密度和长续航里程，而且燃料电池使用的是锌颗粒和空气中的氧气，相比传统电池更环保。
然而，锌-空气燃料电池也存在一些挑战和问题，例如金属锌的储存和输送、空气中的湿度对电池性能的影响等。
因此，科学家们正在不断研究和改进锌-空气燃料电池的技术，以便更好地满足未来能源需求。
本文将对锌-空气燃料电池的原理、优势、挑战和发展前景进行深入探讨，以期为读者提供更多有关这一领域的知识和信息。
一、锌-空气燃料电池原理锌-空气燃料电池的工作原理是利用金属锌和空气中的氧气进行化学反应。
当两者在电池中发生化学反应时，会产生电子和离子，从而产生电能。
具体来说，锌-空气燃料电池包括阳极、阴极和电解质三部分。
阳极：阳极是由锌金属组成的，当阳极和电解质接触时，会产生离子和电子，离子会通过电解质向阴极迁移，而电子则通过外部电路向阴极流动，产生电能。
阴极：阴极是由氧气组成的，当阴极和电解质接触时，会吸收到从阳极传来的离子和电子，进而与之结合产生水。
电解质：电解质是连接阳极和阴极的介质，它具有一定的离子传输功能，可以使阳极和阴极之间的化学反应得以进行。
电解质通常是一种固体材料，它不会与金属锌和氧气进行反应，因此可以长时间地维持电池的工作。
总的来说，锌-空气燃料电池的工作原理就是利用金属锌和空气中的氧气进行化学反应，并将产生的电能输出到外部电路中。
这种化学反应的过程非常清洁、高效，不会产生有害的环境污染物质，因此备受人们关注。
二、锌-空气燃料电池的优势锌-空气燃料电池具有许多优势，使其成为一种具有巨大发展潜力的新能源技术。
1. 高能量密度锌-空气燃料电池具有很高的能量密度，可以达到传统电池的2-3倍。
这意味着它可以存储更多的能量，从而在相同体积和重量下提供更长的续航时间，这对于移动设备和电动汽车等需要长时间使用的场合非常重要。
2. 环保锌-空气燃料电池使用的燃料是金属锌和空气中的氧气，在反应过程中产生的产物只有电池内部的锌氢氧化物，不会产生二氧化碳等有害的环境污染物质。
锌空气电池
阳极——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
原理
阳极： Zn + 2OH– → ZnO + H2O + 2e–
锌空气电池（英语：Zinc-air battery）是一类结构特殊的品种。阳极（负极）采用了锌合金。而阴极（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。又称锌氧电池，有时也被称为锌空电池。
电池构造成糊状的锌粉在阳极端，起催化作用的碳在阴极。电池壳体上的孔可让空气中的氧进入腔体附着在阴极的碳上。同时，阳极的锌被氧化，这与小型银氧或汞氧电池的化学反应类似。
阴极： O2 + 2H2O + 4e– → 4OH–
综合： 2Zn + O2→ 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阴极，在阴极壳体上开有小孔以便氧气源源不断地进入才能使电池产生化学反应。
锌空电池的使用
锌空电池保存的关键在封条，除非电池准备立刻使用，否则不能取下电池阴极封条。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。
多金属氧酸盐 zn-空气电池
多金属氧酸盐 zn-空气电池
多金属氧酸盐锌-空气电池是一种新型的可再充电电池，也被
称为锌空气电池。
它采用锌作为负极材料，空气作为正极材料。
在充放电过程中，锌通过氧化还原反应与空气中的氧气相互作用，从而释放出电能或吸收电能。
该电池的工作原理如下：
充电：在充电过程中，外部电源施加在电池上，使电池中的锌负极发生反应，生成氧化物，同时推动电子流动，将电子输送至正极。
在正极上，氧气从空气中吸收电子，生成氢氧根离子。
同时，在锌负极上产生的氧化物，通过电子传输到正极上与氢氧根离子结合，还原成锌负极，从而实现充电。
放电：在放电过程中，锌负极与空气中的氧气反应，生成氧化物，并释放出电子。
电子通过外部电路流向正极，释放出电能，同时锌负极通过电解质中的液体或固体传输至正极。
在正极上，氧化物与氢氧根离子再次结合，生成氧气，并通过空气中的通孔释放至外界。
锌负极在反应中逐渐消耗，同时空气中的氧气也逐渐耗尽，电池电能会逐渐减弱。
多金属氧酸盐锌-空气电池具有高能量密度、长循环寿命、低
成本等优点，广泛应用于电动车辆、储能系统等领域。
但同时也面临一些挑战，如锌枝晶生长、氧氧化物生成速度过慢等问题，需要进一步研究和改进。
锌空气电池原理及应用
锌空气电池原理及应用锌空气电池是一种新型的碱性电池，它以锌为负极材料，空气为正极材料，利用空气中的氧气与锌负极化学反应产生电能。
锌空气电池具有体积小、容量大、能量密度高、可充电性好等优点，成为目前电动汽车、储能设备等领域的重要电池。
1.高纯度锌锭被放入负极材料中，锌与电解液中的氢氧根离子发生反应，生成锌离子和电子；2.负极上的电子通过外部电路流动到正极，形成电流；3.正极是由氧气和水组成的多孔隔板，当电子到达正极时，与来自空气中的氧气进行化学反应，生成氢氧根离子；4.氢氧根离子与锌离子结合形成氢氧化锌，同时释放出电子；5.电子通过外部电路再次回到负极，与锌离子结合形成锌。
1.电动汽车：由于锌空气电池具有高能量密度和重量轻的特点，可以显著提高电动汽车的续航里程，并且充电方便快捷，因此被视为理想的电动汽车能源解决方案。
2.储能设备：锌空气电池在储能设备中，可以存储大量的电能，用于平衡供需之间的差异，为电网提供稳定的电力输出。
3.便携式电子设备：由于锌空气电池体积小、容量大，可以为便携式电子设备如智能手机、平板电脑等提供更长时间的电力供应。
4.深海探测器：锌空气电池具有耐腐蚀、高压力耐受、体积小等特点，适用于深海探测设备，为这些设备提供可靠的电力支持。
5.紧急备用电源：锌空气电池可以作为紧急备用电源，在停电等情况下提供持久的电力供应。
锌空气电池在实际应用中还面临一些挑战。
首先是氧气催化剂的稳定性问题，氧气催化剂的活性会随时间的推移而减弱，导致电池性能下降。
其次是锌电极在反应过程中容易形成枝晶，影响电池的寿命和稳定性。
针对这些问题，研究人员正在开展多方面的努力，包括催化剂的改进、电极结构的设计优化等，以提高锌空气电池的性能和稳定性。
总之，锌空气电池作为一种新型的电池技术，具有广阔的应用前景。
它能够提供高能量密度的电力输出，为电动汽车、储能设备及其他便携式电子设备提供可靠的电力支持，有望在未来能源领域发挥重要作用。
锌空气电池
锌空气电池( zinc air battery)，用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质，以锌为负极，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。
又称锌氧电池。
分为中性和碱性两个体系的锌空气电池，分别用字母A和P表示，其后再用数字表示电池的型号。
1.什么是锌空气电池锌空气电池是以空气中的氧气为正极活性物质，金属锌为负极活性物质的一种新型化学电源。
锌空气电池是一种半蓄电池半燃料电池。
首先，负极活性物质同锌锰、铅等蓄电池一样封装在电池内部，具有蓄电池的特点；其次，正极活性物质来自电池外部的空气中所含的氧。
锌-空气电池的电压为1.4 V左右，放电电流受活性炭电极吸附氧及扩散速度的制约。
纽扣形锌-空气电池的电荷量在200~400 mA·h，已广泛用于助听器中。
2.锌空气电池的工作原理锌空气电池以锌（Zn）为正极、氧为负极、氢氧化钾（KOH）为电解质。
锌空气电池地化学反应与普通碱性电池类似，其基本工作原理为电池正极上的锌与电解液中的OH－发生电化学反应(负极反应)，释放出电子。
同时GDE（气体扩散电极或空气负极）反应层中的催化剂与电解液及经由扩散作用进入电池的空气中的氧气相接触，吸收电子，发生电化学反应(正极反应)。
但锌空气电池充电过程进行得十分缓慢，通常锌空气电池正极的锌板或锌粒，在放电过程中，被氧化成氧化锌而失效后，一般采用直接更换锌板或锌粒和电解质的办法，使锌空气电池完全更新。
3.锌空气电池的优缺点优点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）。
锌-空气燃料电池
锌-空气燃料电池，也被称为锌-氧空气电池，是一种基于锌和空气中的氧气进行电化学反应产生电能的电池。
这种电池具有体积小、电荷容量大、质量小、能在宽广的温度范围内正常工作、无腐蚀且工作安全可靠的特性。
锌-空气燃料电池的基本结构包括锌电极、空气电极、电解液和隔膜四个部分。
其中，空气电极由催化层、集流体和气体扩散层三个部分组成。
放电过程中，氧气在空气电极上发生还原反应，而在锌电极上，锌进行氧化反应，从而产生电流。
锌-空气燃料电池的优点包括来源无限、电池价廉、安全、零污染、高能量、大功率、低成本及材料可再生等。
由于铂（Pt）基电极催化材料能够实现氧还原反应（ORR）的四电子转移反应机制，因此大多数锌-空气燃料电池的阴极催化材料采用Pt基材料。
然而，为了降低成本，研究人员正在研发高效廉价的阴极催化材料来替代Pt基电极催化材料。
总的来说，锌-空气燃料电池因其独特的优势和广泛的应用前景，被认为是一种理想的动力电源，尤其在电动汽车等领域有着巨大的应用潜力。
然而，该电池的发展还需要克服一些技术难题，如提高电池性能、延长使用寿命等。
锌金属空气电池
锌金属空气电池1. 介绍锌金属空气电池是一种利用锌金属和空气中的氧气进行化学反应来产生电能的电池。
它是一种高能量密度、环保且可重复充放电的电池技术。
锌金属空气电池具有许多优点，例如高能量密度、长寿命、低成本和易于制造等。
2. 原理锌金属空气电池的工作原理是通过将锌金属与空气中的氧气反应来产生电能。
在正极，锌金属发生氧化反应，生成锌离子和电子：Zn → Zn²⁺ + 2e⁻。
在负极，空气中的氧气还原为水：O₂ + 4e⁻ + 4H⁺ → 2H₂O。
这两个反应共同构成了锌金属空气电池的电化学反应。
3. 结构锌金属空气电池由正极、负极和电解质组成。
正极通常由锌金属构成，而负极则是由碳材料（如石墨）制成。
两个极之间通过离子导电的电解质进行隔离，以防止直接接触。
电解质还能促进正极和负极之间的离子传输。
4. 优点4.1 高能量密度锌金属空气电池具有高能量密度，即单位体积或单位质量所储存的电能较大。
这使得它在一些需要高能量密度的应用中具有潜在优势，例如电动车和便携式设备。
4.2 长寿命相比于其他类型的电池，锌金属空气电池具有较长的寿命。
这是因为锌金属作为正极材料具有良好的稳定性和耐久性。
由于空气中的氧气是无限可用的，因此锌金属空气电池可以实现长时间持续供电。
4.3 低成本锌金属是一种广泛存在且相对廉价的材料，因此制造锌金属空气电池相对较为经济。
与其他高能量密度电池技术相比，它具有更低的制造成本。
4.4 易于制造由于采用了简单的结构设计，锌金属空气电池相对易于制造。
它不需要复杂的工艺和特殊的材料，使得大规模生产成为可能。
5. 应用锌金属空气电池在许多领域都有广泛的应用前景，以下是其中几个典型的应用场景：5.1 电动车锌金属空气电池由于其高能量密度和长寿命，在电动车领域具有巨大潜力。
它可以提供更长的续航里程，并且充电时间相对较短，从而满足了人们对电动车高性能和便捷性的需求。
5.2 便携式设备由于锌金属空气电池具有高能量密度和低成本等优点，因此在便携式设备领域也有广泛应用。
锌空气电池简介
锌空气电池的应用·
1、锌空气电池应用于助听器中 2、用于从前使用水银电池的电影摄像机 型电源。 3、锌空电池主要用于航标灯，也可用作 铁路信号、公路信号、地震测量仪、导 航机、通信机、战时医疗手术照明等， 可取代普通的中性和碱性干电池； 4、作备用电源代替笨重的铅酸蓄电池。 如单体300安时圆柱型锌空电池，其重 量仅为0.75Kg，而同样的铅蓄电池的重 量则大于8Kg； 5、在没有工业电的地方如野外、山区、 林区、海上用作电源； 6、作军用电源和电站调峰用。锌空电池 除可用于步兵随身携带电源外，还可用 作潜艇潜入水下的动力电源，代替目前 所使用的铅蓄电池，以提高潜艇速 度。
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。
锌空气电池（Zinc
锌空气电池（Zinc锌空气电池（Zinc-Air）时间:2010-09-07 21:18来源:新能源汽车聚焦网作者:admin 点击: 362次锌空气电池的正极是氧，负极是锌，电解质是氢氧化钾，它具有比能量大、性能稳定、安全性好、成本低等特点，不足之处是对空气的湿度及二氧化碳十分敏感。
锌空气电池的工作原理锌空气电池的构造锌空气电池的充电特征锌空气电池的放电特性锌空气电池的性能特点锌空气( Zinc- air)电池的发明已有上百年历史。
1995年，以色列电燃料(Electric Fuel)公司首次将锌空气电池用于电动汽车上，使得空气电池进入了实用化阶段。
美国、德国、法国、瑞典、荷兰、芬兰、西班牙、葡萄牙和南非等多个国家也都在电动汽车上积极推广应用锌空气电池。
1. 锌空气电池的工作原理锌空气电池以锌为负极，以氧为正极，以氢氧化钾( KOH)溶液为电解质。
锌空气电池的化学反应与普通碱性电池类似，在特殊催化剂的催化作用下，当电池放电时，锌摄取疏松碳块内从空气中吸附到的氧气，锌和氧发生化学反应生成氧化锌( ZnO)，其正极、负极和总反应的放电时化学反应方程式为：锌空气电池在放电过程中，由于其锌板或锌粒通常被氧化成氧化锌( ZnO)而几乎失效，使得锌空气电池要再充电，其过程进行得十分缓慢。
加快反应速度要有足够的催化剂（如铂、银）。
含有催化剂的电极表面需同时与氧及电解液接触，才能发生氧化还原。
又由于对还原有催化作用的铂族、银族催化剂价格很贵，因而一般采用直接更换锌板或锌粒和电解质的方法，使锌空气电池完全更新，所以锌金属的消耗量较大。
2. 锌空气电池的构造锌空气单体电池的结构如图所示，其中图a为结构图，图b为空气极板的局部放大图。
电池的氧由电池下端(见图a)的空气孔供给，负极活性物质为锌粒，电解质为胶体化的30%氢氧化钾KOH电解液。
其空气极板（见图b）由隔离层、催化剂层、集屯层和空气扩散层等组成。
催化剂层使用表面改性的活性炭或炭黑材料，集电层用导电良好的金属网和塑料制成，空气扩散层用纤维素作扩散纸，催化剂层和空气扩散层之间有用聚四氟乙烯树脂做的含水层。
锌空气电池
近年来，在开发低成本催化剂，例如，钙钛矿 （La1-xCaxCoO3）、尖晶石（Co3O4和NiCo2O4）、 烧绿石（Pb2Ru2Pb1-xO1-y和Pb2Ru2O6.5）、其它 氧化物（Na0.8Pt3O4）和以钴为添加剂的热解大环 化合物方面，取得了重大进展。 以钙钛矿、尖晶石和烧绿石形式存在的金属氧 化物，对氧还原的催化活性优于贵金属。 负极材料： 树枝状Zn粉。
(3)水蒸气迁移对使用寿命的影响
当电解质蒸气压和周围环境之间存在分压差时就产生水蒸气
迁移。如前所述，采用典型电解质的电池，电解质由30%浓
度氢氧化钾组成，在室温下，当湿度低于60% 时会损失水分， 而在60 % 以上的湿度下会增加水分。 水分过分减少会增大电解质的浓度，并且因为维持放电反应 的电解质不足，最后会使电池失效。
水分过分增加会稀释电解质， 也会降低电导率。
此外，空气正极的催化剂层在水分持续增加的情况下会淹没， 降低电化学活性，最后使电池失效。
五、锌空气燃料电池
1.组成原理
组成：
(–) Zn|KOH|空气(+)
负极为金属Zn粒、 Zn粉或Zn片； 正极为空气中的氧；
电解液为循环KOH溶液。
原理： （－）阳 （＋）阴 极： Zn＋2OHˉ＝ZnO＋H2O＋2e极： 1/2O2＋H2O＋2e-＝2OHˉ
以色列电燃料（Electric Fuel）有限公司开发的锌空气电
池，装在载重1000kg、总重3500kg的电动邮政车上，实验结 果为：比能量达到207Wh/kg，最高车速可达120km/h，由静 止加速到80km/h为12s，该车具有良好的动力性能。更换锌 粒匣和灌满电解质的时间为2min。以色列设有每小时能处理 10kg锌的再生处理厂，可以供给10～15辆电动邮政车更换锌 粒匣服务。
2024年锌空气电池市场发展现状
2024年锌空气电池市场发展现状概述锌空气电池是一种新型的高性能纽扣电池，以其高能量密度、长寿命和环保的特点，逐渐受到消费者的青睐。
本文将对锌空气电池市场的发展现状进行详细介绍。
锌空气电池技术简介锌空气电池是一种基于空气的化学反应产生电能的电池。
它的正极由锌、碳黑和电解液组成，负极则为空气。
在工作时，锌与空气中的氧气发生反应，产生电流并释放电能。
这种电池具有高能量密度、较低的成本和环保的特点，被广泛应用于电子设备、电动车等领域。
锌空气电池市场规模分析根据市场研究机构的数据显示，锌空气电池市场在过去几年里保持了稳定增长的势头。
其主要原因是锌空气电池的性能优势和消费者对环保产品的需求增加。
2018年，全球锌空气电池市场规模约为1000万美元，预计到2025年将达到2亿美元。
这一增长势头主要受到电子设备行业的推动，越来越多的消费者选择锌空气电池作为纽扣电池的替代品。
锌空气电池市场应用领域1. 电子设备随着智能手机、平板电脑、音频设备等电子设备的普及，对于高能量密度和长寿命的电池需求也大幅增加。
锌空气电池作为一种新型的高性能电池，具备了满足这些需求的潜力。
越来越多的电子设备制造商开始采用锌空气电池作为电源选择。
2. 电动车随着对环保能源的需求不断增加，电动车市场也进入了高速发展阶段。
而锌空气电池作为一种高能量密度的电池，被视为电动车市场的潜在替代品。
其相对低廉的成本和较长的寿命使其成为消费者和制造商关注的焦点。
3. 其他领域除了电子设备和电动车领域，锌空气电池还在其他领域得到了应用。
例如，无线传感器网络、军事装备和医疗器械等领域都有锌空气电池的身影。
这些领域对于长寿命、高能量密度和环保特性的需求，为锌空气电池的发展提供了新的机遇。
锌空气电池市场前景展望随着科技的不断进步和市场需求的增加，锌空气电池市场有望继续保持快速增长。
未来几年，锌空气电池的市场规模和应用领域将进一步扩大。
然而，目前锌空气电池还存在一些挑战，如电池寿命、充电速度和电池成本等。
锌-空气电池的制备及性能检测.
电池在设计时应遵循以下原则
1、电流密度分布均匀 2、合适的工作电极面积 3、合适的电解液体积 4、电池结构简单，操作方便
三、实验步骤
1、催化层的制备： 电子天平 用电子天平精确称量配 比一定的二氧化锰、活 性炭、胶体石墨
恒温水域锅
将称量好的混合物放入烧杯中，加无水乙醇 进行分散，在60℃水浴中加热，边搅拌边添加 PTFE乳液，加热至混合物成稀面团状。
上压头 塑料薄膜 滤纸 防水层 导电网
催化层
下压头
空气电极成型过程图
压片机
简易的锌－空 气电池模型
将制备出的空气 电极和锌片及 KOH电解液组成 锌－空气电池
将制备出的锌－空 气电池，进行放电 实验
DC－5电池充放电 系统
四、数据分析及讨论
根据电池放电电流密度和电池欧姆电阻 的大小，分析制备出性能良好的催化层和防 水层的工艺条件。（主要考虑物料的配比， 电极的大小，电极成型的压力和电极厚度）
总的电池反应：Zn + 1/2O2 = ZnO
氧在空气电极中进行还原时，首先要通过溶解进 入电解液，在液相中扩散到电极表面后进行化学吸 附，最后再进行电化学的还原反应。这个过程可以 简要地表示为： O2
溶解
O 2溶
扩散
O2扩
化学吸附
O2吸
电化学还原
OH－
实验中空气电极采用的是疏水透气结构。 该电极由防水透气层和多孔催化层加集流导电网 组成。
对辊机
取出稀面团，在 对辊机上反复对 辊10次左右，使 PTFE逐渐纤维化 直至成为柔软而 有韧性的薄膜。
2、防水层的制备：
将配比一定的聚四氟乙烯（PTFE）和无 水硫酸钠混合，制备工艺与催化层的制备类似， 制得防水层。将制得的防水层放入蒸馏水中， 在70 ℃时反复清洗三次，以除去无水硫酸钠。
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。
锌-空气电池隔膜功能解析
锌-空气电池隔膜功能解析锌-空气电池隔膜功能解析锌-空气电池是一种利用锌和空气作为电化学反应原料的电池。
在这种电池中，锌作为负极，空气中的氧气作为正极。
电池中的隔膜在电池的正负极之间起到重要的功能。
首先，隔膜的主要功能是防止正负极直接接触。
正负极的直接接触会引发不可逆的化学反应，导致电池的短路或过早失效。
隔膜通过物理屏障的作用，有效地分隔了正负极，确保它们之间只能通过电荷传递的方式进行反应。
这样一来，电池的电流可以在正负极之间流动，完成电化学反应，而不会造成意外损坏。
其次，隔膜还可以控制电池的离子传输速率。
隔膜通常是一种具有特殊孔隙结构的材料，可以选择性地允许特定大小的离子通过。
在锌-空气电池中，锌离子需要通过隔膜向正极传输，而氧气需要通过隔膜向负极传输。
隔膜的孔隙结构可以控制离子的扩散速率，使得电池的反应速度得到合理的调节。
如果隔膜的孔隙太小，离子的传输速率将会减慢，从而降低电池的性能。
相反，如果隔膜的孔隙太大，离子的传输速率将会过快，导致电池的能量损失增加。
因此，设计合适的隔膜孔隙结构对于锌-空气电池的性能至关重要。
最后，隔膜还可以减小电池的自放电。
在电池中，正负极之间会存在一些微小的电流流动，这被称为自放电。
自放电会导致电池的能量损失，减少电池的使用寿命。
隔膜的作用是尽量减小正负极之间的电荷流失，从而降低自放电的程度。
通过选择合适的材料和优化隔膜的物理结构，可以有效地减少电池的自放电，提高电池的长期稳定性。
综上所述，锌-空气电池中的隔膜起到了防止正负极直接接触、控制离子传输速率和减小自放电的重要功能。
通过合理选择材料和优化设计，可以提高锌-空气电池的性能和使用寿命。
锌空气电池项目介绍
锌空气电池项目介绍锌空气电池是一种新型的高性能电池技术，它利用锌和空气之间的电化学反应产生电能。
与传统的锂离子电池相比，锌空气电池具有更高的能量密度、更低的成本、更长的寿命以及更环保的特点。
本文将详细介绍锌空气电池的工作原理、发展历程、应用前景以及面临的挑战。
锌空气电池的工作原理基于锌和空气之间的电化学反应。
当锌阳极和空气阴极相互接触时，锌表面会与氧气反应生成氧化锌，并释放出电子。
这些电子将通过外部电路流动，从而实现电能的产生。
当锌阳极耗尽时，只需更换新的锌电极即可继续使用。
近年来，随着能源需求的增加和对环境保护的关注，锌空气电池再次受到研究人员的关注。
与锂离子电池相比，锌空气电池具有更高的能量密度。
根据统计，锌空气电池的能量密度可以达到理论值的五倍以上，使其成为电动汽车、小型电子设备和储能系统等领域的理想选择。
与此同时，锌空气电池的成本也相对较低。
由于原材料的丰富和制备工艺的简单，锌空气电池在生产成本上具有明显的优势。
这使得锌空气电池在大规模商业应用中具备更加广阔的市场前景。
此外，锌空气电池具有长寿命的特点。
锌是一种稳定的材料，与其他金属相比，锌阳极的氧化速度较慢，从而延长了电池的使用寿命。
事实上，在实验室中已经开发出了使用超过500次充放电循环的锌空气电池原型。
尽管锌空气电池有着广阔的应用前景，但仍面临一些挑战。
首先，锌空气电池的充放电效率相对较低，需要进一步优化。
其次，锌空气电池在高温和湿度环境下的性能也有待提高。
此外，锌空气电池的尺寸和重量也是一个难题，目前的锌空气电池仍无法满足一些应用场景的需求。
总之，锌空气电池是一种有着广阔市场前景的新型电池技术。
它具有高能量密度、低成本和长寿命的特点，可以应用于电动汽车、储能系统和小型电子设备等领域。
然而，锌空气电池仍面临充放电效率、环境适应性和体积重量等挑战。
只有通过进一步研究和创新，锌空气电池才能更好地满足人们的能源需求和环境保护的要求。
锌空气电池原理锌空气电池的应用
锌空气电池原理， 锌空气电池的应用
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1 锌空气电池原理 2 锌空气电池的应用 3 锌空气电池的挑战与前景
锌空气电池原理，锌空气电池的应用
锌空气电池是一种新 型的电池技术，其原 理主要基于金属-空
气电池的结构
锌空气电池由锌金 属作为负极，空气 中的氧气作为正极 活性物质，以及适
当的电解质组成
成为这些应用的理想选择。例如，可以将锌空气电池应用于农业领域，监测土壤湿度、温度等参数； 也可以将其应用于智能城市领域，监测城市的环境质量、交通流量等数据
水下设备与航海仪器 9 锌空气电池还被广泛应用于水下设备和航海仪器中。由于其高能量密度和大容量等特点，可以为水下
探测器、水下机器人等设备提供持久的能源供应。在航海领域，锌空气电池可以为导航设备、通信设 备等提供可靠的电源
照明系统 1 基于锌空气电池的照明系统在一些特殊场合有应用价值，例如紧急照明、备用照明、地下照明和野外 0 用灯等。这些照明系统通常需要能够在没有传统电源的情况下长时间工作，而锌空气电池由于其长寿
命和可靠性，能够满足这些需求
锌空气电池原理，锌空气电池的应用
锌空气电池的挑战与前景
尽管锌空气电池具有许多优点，但在实际应用中仍面临一些挑战。例如，锌电极的自腐蚀 和副反应、空气电极的稳定性问题、电池的充电机制和控制策略等。此外，锌空气电池的 效率和功率密度也有待进一步提高 为了克服这些挑战，需要进一步研究和改进锌空气电池的制造工艺和材料选择。同时，还 需要发展先进的能源管理系统和控制策略，以提高电池的性能和寿命 总的来说，锌空气电池作为一种具有潜力的电池技术，在许多领域都有广泛的应用前景。 随着技术的不断进步和研究的深入，相信锌空气电池将会在未来发挥更加重要的作用
锌空电池原理
锌空电池原理锌空电池是一种常见的原始电池类型，它利用锌和空气中的氧气发生化学反应，产生电流。
在这篇文章中，我将详细介绍锌空电池的原理及其工作过程。
1. 锌空电池概述锌空电池是一种原始电池，也称为干电池。
它由一个锌阳极、一个空气阴极和一个电解液组成。
电解液中常使用的是碱性电解质溶液，如氢氧化钠或氢氧化钾。
锌空电池的工作原理是通过锌在阳极处的氧化和空气阴极处的还原反应来产生电流。
2. 锌空电池原理锌空电池的原理基于氧化还原反应。
在锌阳极处，锌发生氧化反应，将锌原子氧化成锌离子，并释放出电子：Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e^−在空气阴极处，氧气分子接受电子，并与电解液中的氢氧化物离子反应生成水：O2(g) + 2H2O(l) + 4e^− → 4OH^−(aq)整体反应方程式为：2Zn(s) + O2(g) + 2H2O(l) → 2Zn(OH)2(aq)通过这个氧化还原反应，锌空电池产生了电流。
3. 锌空电池工作过程当锌空电池连接外部电路时，电子会从锌阳极通过电路流向空气阴极，产生了电流。
在阳极处，锌原子氧化成锌离子，并释放出电子。
这些电子通过外部电路流向空气阴极。
在阴极处，氧气接受电子并与电解液中的氢氧化物离子反应生成氢氧化锌。
4. 锌空电池的优缺点锌空电池具有一些优点和缺点。
优点：a) 相对便宜：锌是一种常见而廉价的金属，因此成本较低。
b) 高能量密度：锌空电池的能量密度较高，能提供持久稳定的电源。
c) 长寿命：锌空电池寿命较长，在存储期间能保持较好的性能。
d) 环保：锌空电池无污染，对环境友好。
缺点：a) 不能重复充电：一旦锌空电池耗尽，无法再次充电。
b) 自放电：即使锌空电池未使用，它也会逐渐失去能量。
c) 适用性有限：锌空电池对高功率需求不适用。
5. 锌空电池的应用锌空电池在各种应用中发挥着重要作用，包括：a) 闹钟、计算器和遥控器等低功率电子设备；b) 无线传感器网络；c) 紧急备用电源。
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锌—空气电池●扣式锌空气电池市场：1990 世界101百万只日本8—5百万用量统计：助听器94%BB机4%其它用2%日本市场：助听器59%BB机41%●752厂Zn—Air电池工艺1 .C电极材料：青岛东风化工厂104型。
工艺：1）过120目 C ：AB=5 ：1混合2）活化：活化剂：AgNO3、Fe(NO3)3、Cu(NO3)2.3H2O、NH4NO3.9H2OFe(NO3)3根据所需电压决定用量。
3）烘干：在1000C经常搅动1—2H，降温至80—900C，烘干为止。
4）热分解：用玻璃布包好放入铁盒内，周围用C粉保护，逐渐升温到3800C（约3H），在3800C下保温2H，自然冷却至常温。
5）热化：低压聚乙烯（分子量148000—183300）+C粉+航空煤油，加热1300C，搅动至能拉糖丝6）倒入瓷盘，快速冷却至不烫手为止，用手搓碎后用尼龙布包住，冷压，把煤油挤掉。
7）粉碎，过60目。
8）热压：170—1800C保压2分。
9）同样压力，冷压1.5分后脱摸,用铁板压住.10) 用苯或甲苯浸泡4—5H.11) 抽风至无苯味,再在低于800C下烘干,烘箱不关严.2锌电极工艺;锌粉: 上海硫酸厂工业用锌粉. 制备工艺: 1) 汞齐化:在瓷缸中H2O+HgCl2(4%Hg计),溶解,加锌粉搅匀.2) 加二级HCl 2Kg+H2O,液面高出锌粉快速搅匀,浸泡一晚.3) 用自来水洗,再用蒸溜水洗至无Cl—为止(用AgNO3检查).4) 用乙醇洗。
5）用600C抽风干燥2.5H, 得含Zn 80—90%Hg 3%Fe 0.002以下6) 过60目7) 成型: 加3%纤维素粉(上海出),再加3%CMC(IH8)混合搅匀,再过60目.每片锌极重31.6g,压力120Kg/cm2(摸具垫纸,便于脱摸).3电液KOH d=1.3—1.44指标S c=50 ╳90mm2, Wc=11g, δ=1.8—2.2mm2双电极放电至1.1V, 3A 放20AH.5总装: 尼龙冲压壳,环氧胶粘结●清华实验室锌空气电池工艺1 Zn极1）除氧Zn +HCl(1:4)→搅拌1H2）汞齐化Zn +HgCl2 →ZnCl2 + Hg Zn : Hg=100 : 4将计算好的HgCl2量加水溶解，倒入1）中，搅拌1H。
3）冲洗Zn粉，先用自来水，再用纯水冲洗至中性，最后用酒精、丙酮冲洗，风干，或酒精冲洗后真空干燥。
4）压制锌极：处理好的锌粉100g+CMC4g混合过100目筛，取20分两次装模，夹银丝网。
极板面积：4ⅹ9cm,压力表指示280kg/cm2,,压力机活塞直径：56mm.2隔膜处理1）皂化处理将三醋酸纤维素隔膜〔C6H7O2(CH3COO)〕n放在KOH(200g)+CH3OH(800g)45℃恒温溶液内浸泡半小时，使其能对水↓Ag2O浸润。
反应为：〔C6H7O2(CH3COO)〕n +CH3OH --→〔C6H7O2(OH)〕n +CH3COOCH45℃恒温（醋酸甲酯）在KOH中用水冲至中性2)Ag、Mg盐溶液浸泡，为粘上Mg、Ag离子。
在AgNO3(10g/l) + Mg(NO3)2(17.4g/l)液中浸泡45-50分。
3）40%KOH中固银：将隔膜从Ag、Mg盐溶液中提出，控干水，放在40%KOH中浸40分至棕红色。
反应：AgNO3 + KOH --→ AgOH + KNO3 + H2O Ag2O为棕红色3C极工艺C：青岛东风化工厂104型1）内层：聚乙烯（1.5g）+活性碳(10g),混合,取5g+Ag(2g)混合研磨,过60目筛得C、Ag混合粉.2）外层: 聚乙烯(2.5g) +活性碳(10g)3）聚乙烯(1.5g) +汽油(60ml,200#),加热130℃成糊状,加入10gC,加热130℃,搅拌,趁热挤出所含汽油,搓碎60目,得C粉.4) Ag粉制造:联銨在冰盐环境降温至-4--10℃,边搅拌,成白雪状.↘AgNO3 25%水溶液加热至近沸点↗混合,Ag↓,冲洗到中性,抽滤,烘干,过200目,得Ag粉.5) 压制C极极板模:4ⅹ9cm2 ,压力表:450Kg/cm2 ,:压力机活塞:ф56mm,内外两层,中间夹银丝网,重4—5g.快速加热到200--220℃,保压2—3分,取下,冷压, 压力表指100Kg/cm2,冷后取出.6) 电液KOH密度1.3—1.47) 装配: 隔膜包锌极,外两片C极,夹紧,C极中间通气电池水平: 工作电压:1V,放电温度:30℃以上.一般电流密度:111mA/cm2—140mA/cm2最高:166mA/cm2---200mA/cm2用168个尺寸为10ⅹ18cm2电池组装成两箱，与坦克电瓶尺寸相同。
空载电压：39.2V起动电压: 19.6V起动电流: 820A*锌空电池催化电极的制备和研究王先友湘潭大学电池2003，6，P360催化剂的合成：La(NO3)3•6H2O: Ca(NO3)2•4H2O: Co(NO3)2•6H2O=0.6: 0.4: 0.1 共0.05mol加入到1mol/l的100ml柠檬酸溶液中,生成的配合物在70℃下蒸发至浆糊状,再在90℃干燥2天,在200℃燃烧2小时,再在马辐炉中700℃赔烧2h,迅速冷却至室温催化剂: 活性炭=15:85加PTFE和水调成糊状,涂到0.5×1cm2泡沫镍,烘干备用,用压片机15Mpa压力压实3分钟.催化剂种类-0.1V时的电流-0.3V时的电流△I/△VLa0.6Ca0.4CoO315% -0.03395 -0.06754 0.168MnO215%,CaO5% -0.02971 -0.06541 0.1785MnO220% -0.02505 - 0.05788 0.1642MnO25%,Ni(OH)215% -0.02640 -0.05345 0.1353硷锰和锌空电池放电性能比较硷锰锌空电流/ mA 10 10开路电压/V 1.602 1.383终止电压/V 0.800 0.800中值电压/V 1.273 1.202终止容量/mAh 1205.149 1819.443起始内阻/mΩ4531.2 4532.8平均内阻/ mΩ4078.08 3885.26终止时间/min 7055 10496文献:1高比特性实用锌空电池电源技术,2000,(2):63-66.2实用圆柱形锌空电池的开发电池工业,2000,5(6):261-2663 La1-x Ca x Fe1-y Co y O对氧气还原的催化活性无机材料学报,1999,14(4). 5铝空电池氧电极催化剂的工艺研究电源技术,1994,(2):23-27.6 International Journal of Hydrogen Energy,2002,27:45-55.7 J Electrochem Soc,1997,144:3 801-3 806.8 Carbon-based air electrodes carrying MnO2 in zinc-air batteries J Power Sources, 2000,91:83-85●实用电池手册755厂翻译10锌空电池1历史19世纪初就注意，1878设计用镀铂碳空气电极代替MnO2.20世纪30年代，1932用蜡浸的多孔碳空气阴极来防止充满液体。
有高比能量，功率输出能力低。
用于铁路遥控信号设备、助航设备。
70年代连续制备PTFE疏水薄型空气电极。
（1-2）USP 3419900 USP 32769091977年小型、高性能扣式电池商品化。
用于助听器、电子手表、存储器维护封闭式用纯氧，为宇宙飞船设计。
2原理阴极1/2O2 +H2O + 2e →2OH--E0 = 0.40V阳极Zn →Zn2+ +2eZn2+ +2OH--→Zn(OH)2= 1.25 VZn(OH)2→ZnO +H2O总反应Zn +1/2O2→ZnO = 1.65 V3结构3．1工业电池ST牌号1100Ah与汽车电池类似，用铅连接，干存放。
容量范围：320—3000Ah 浮标照明用。
3．2扣式电池阳极留15-20%体积，容纳放电过程中锌变成氧化锌时的膨胀和产生的水。
阴极包括隔膜、催化层、金属网、疏水膜、扩散膜和空气分散层。
催化层：碳导电介质里含锰氧化物，PTFE产生疏水性。
金属网：集电体。
疏水膜：防水、透气。
扩散膜：调节气体扩散速度，或用气孔调节。
空气分散层：氧均匀分散。
●AER Energy Resources,Inc3355 AA CZn-Air AlkalineWh 0.73A 4.7 1.5 4.0V/ml 4.7 8.4 27W/g 15 23.6 65δ/mm 5.5 14 26Wh/Kg 313 64 62Wh/L 1000 179 148R/mΩ50 51 80OCV: 1.4V OV: 1.2-0.8V(desing using 1.1V) Cut Off V: 0.75V C:4.0Ah Energy: 4.7Wh at 0.25A(25℃) Pulse C: 2.0A for 100ms Energy Density:335Wh/Kg1000Wh/L; R:140mΩ.W: 14g; V:0.0047L; Size:Ǿ×H = 33 ×5.5Temperature: Operating: 10-45℃; Storage: 0-50℃; Relative Humidity:Op.:5-90%;St.:5-95%.* D.H施帕彼尔博士谈锌空:空气电极:第一层白膜:非烧结的PTFE,孔率:4%,10个大气压不漏水.易有针孔两层合一起,总厚0.1mm第二层天然材料活性炭层,加入25%PTFE,构成三相界面. 第三层集流体镍网,要经特殊处理,以防生成氧化物.三层压一起,总厚0.5mm可承受的电流密度:50mA/cm2,在自由空气中,极限电流为150 mA/cm2,在纯氧达600 mA/cm2.活性炭:德国用ANTRAZIT的煤烧制,要很纯,可用酸纯化. 锌空:助听器: 极限电流定为20mA,可避免不必要的水份和CO2交换. 60%的湿度达平衡，＞60%调整KOH浓度。
＜60%，干。
美国古德尔、日本东芝生产过圆筒形，因使用范围受限制没成功。
高电流工作时，CO2进入与KOH反应，K2CO3向PTFE膜两边扩散，向外＞向内，电池出汗。
扣式贴上密封膜，极限电流2µA，所有塑料都透气。
透气孔为Ǿ0。
3mm。
氧电极制备时要注意压力不要把孔堵死。
生成ZnO，体积膨胀要留空间，放一多孔聚苯，孔率99%。
●更换式锌空电池美国能源公司博信●752厂锌空电池买上海原子能所隔膜。