化学电源工艺学第3章 Zn-AgO电池3.20
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4—6 mol/L KOH,饱和ZnO， 不搅拌
锌在6 mol/L KOH中的阳Biblioteka Baidu极化曲线
3.4 AgO（Ag2O电极）
3.4.1 充放电曲线
氧化银电极充放电曲线(电势相对于锌电极) 1—充电曲线 2—放电曲线
银及其氧化物的电阻率和密度
物质
Ag
Ag2O
AgO
电阻率（Ω·m） 1.59×10-8 1×106 (10～15)×10-2
Zn-AgO（Ag2O）电池 （Zinc/silver oxide batteries)
• (－)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
Overall reaction
Zn 2AgO H2O Zn(OH)2 Ag2O
E
o AgO/Ag2O
o Zn(OH)2/Zn
1.856V
Zn 2AgO ZnO Ag2O
E
o AgO/Ag2O
o ZnO/Zn
1.867V
Zn Ag2O H2O Zn(OH)2 2Ag
E
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
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
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
o Ag2O/AgO
o Zn(OH)2/Zn
1.594V
Zn Ag2O ZnO 2Ag
E
o Ag2O/AgO
o ZnO/Zn
1.605V
• 3.3 锌负极 • 3.3.1 阳极钝化
1—6 mol/L KOH，搅拌；
2—6 mol/L KOH,不搅拌；
3—6mol/L KOH,饱和 ZnO，搅拌；
• Cadmium Anode
Zinc/mercuric oxide battery
• 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
• 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
干式荷电态电池 干式放电态电池
3.2 工作原理
Positive electrode :
2AgO H2O 2e Ag2O 2OH
Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH
Negative electrode : Zn 2OH Zn(OH)2 2e
Zn 2OH ZnO H2O 2e
• 3.5.2 Zn-AgO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？
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
密度（g/cm3） 10.9
7.15
7.44
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。
3.4.2 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。
3.5 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
锌在6 mol/L KOH中的阳Biblioteka Baidu极化曲线
3.4 AgO（Ag2O电极）
3.4.1 充放电曲线
氧化银电极充放电曲线(电势相对于锌电极) 1—充电曲线 2—放电曲线
银及其氧化物的电阻率和密度
物质
Ag
Ag2O
AgO
电阻率（Ω·m） 1.59×10-8 1×106 (10～15)×10-2
Zn-AgO（Ag2O）电池 （Zinc/silver oxide batteries)
• (－)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
Overall reaction
Zn 2AgO H2O Zn(OH)2 Ag2O
E
o AgO/Ag2O
o Zn(OH)2/Zn
1.856V
Zn 2AgO ZnO Ag2O
E
o AgO/Ag2O
o ZnO/Zn
1.867V
Zn Ag2O H2O Zn(OH)2 2Ag
E
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
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
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
o Ag2O/AgO
o Zn(OH)2/Zn
1.594V
Zn Ag2O ZnO 2Ag
E
o Ag2O/AgO
o ZnO/Zn
1.605V
• 3.3 锌负极 • 3.3.1 阳极钝化
1—6 mol/L KOH，搅拌；
2—6 mol/L KOH,不搅拌；
3—6mol/L KOH,饱和 ZnO，搅拌；
• Cadmium Anode
Zinc/mercuric oxide battery
• 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
• 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
干式荷电态电池 干式放电态电池
3.2 工作原理
Positive electrode :
2AgO H2O 2e Ag2O 2OH
Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH
Negative electrode : Zn 2OH Zn(OH)2 2e
Zn 2OH ZnO H2O 2e
• 3.5.2 Zn-AgO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？
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
密度（g/cm3） 10.9
7.15
7.44
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。
3.4.2 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。
3.5 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