锌空气电池简介

合集下载

锌空气蓄电池

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

锌空气电池
吸收氧。
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 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

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

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。

锌空气电池的集流体概念

锌空气电池的集流体概念

锌空气电池的集流体概念
锌空气电池是一种新型环保电池,其正极由锌和空气构成,负极则为集流体。

集流体是锌空气电池中的重要组成部分,其作用是将电子从负极输送至外部电路,同时将正极产生的氢气和水蒸气排出电池。

集流体的选材和设计对锌空气电池的性能和寿命有着重要影响。

传统的集流体采用多孔性材料,例如碳纤维或泡沫铝,但其存在着容易堵塞、生成氢气速度慢等问题。

近年来,研究人员提出了一种新型材料——纳米孔道碳,其具有高孔隙度、高导电性和优异的气体透过性,能够有效提高集流体的性能。

除了材料的选择,集流体的结构设计也至关重要。

优化的结构可以实现更好的气体扩散和液体传输,提高锌空气电池的效率和寿命。

一些新型结构,如双层多孔结构和纳米结构,已经被探索和应用于锌空气电池的集流体设计中。

总之,集流体作为锌空气电池的重要组成部分,其材料和结构的优化将进一步促进锌空气电池技术的发展和应用。

- 1 -。

锌空气电池空气电极

锌空气电池空气电极

锌空气电池空气电极锌空气电池空气电极是锌空气电池中的重要组成部分,它扮演着将空气中的氧气与电池中的锌发生反应的角色。

锌空气电池是一种高能量密度的电池,由于其较高的能量密度和较低的成本,被广泛应用于电动车、储能系统和便携式电子设备等领域。

锌空气电池的空气电极通常采用碳材料制成,因为碳具有良好的导电性、化学稳定性和较高的气体透过性。

空气电极的主要作用是将空气中的氧气导入电池内部,并与电池中的锌发生氧化还原反应。

这一反应的产物是氧化锌,同时释放出电子。

电子通过外部电路流动,产生电能。

在锌空气电池中,空气电极通常由碳材料制成的多孔板组成。

这种多孔板具有较大的比表面积,可以提供更多的反应活性位点,增加空气电极与空气中的氧气接触的机会。

多孔板的孔隙结构还可以提高氧气的传输速率,减小电池内部的氧气扩散阻力。

为了进一步提高空气电极的性能,一些研究人员还采用了纳米材料修饰空气电极表面。

纳米材料具有较大的比表面积和更好的反应活性,可以增强空气电极与氧气之间的相互作用。

例如,研究人员利用纳米碳管修饰空气电极,提高了电池的能量转化效率和循环稳定性。

除了碳材料,一些研究还尝试了其他材料作为空气电极的候选材料。

例如,金属氧化物、金属氮化物和金属硫化物等材料被认为具有较高的氧还原反应活性。

这些材料可以替代碳材料,提高锌空气电池的性能。

然而,锌空气电池中的空气电极也存在一些问题。

一方面,空气中的水蒸气和二氧化碳会与空气电极中的氧气竞争反应,降低电池的性能。

另一方面,空气电极在长时间使用后会出现堵塞现象,导致氧气无法有效传输,从而影响电池的性能。

因此,为了进一步提高锌空气电池的性能,需要从多个方面进行改进。

首先,可以通过优化空气电极的材料和结构,提高氧气的传输速率和反应活性。

其次,可以采用适当的方法降低气体竞争反应的影响,例如添加吸湿剂或调节电池的工作条件。

此外,还可以通过研究新型的空气电极材料,进一步提高锌空气电池的性能。

锌空气电池的空气电极在电池性能和应用领域方面起着重要作用。

锌空气电池 锌离子电池

锌空气电池 锌离子电池

锌空气电池锌离子电池锌空气电池和锌离子电池是两种常见的电池类型,它们在电化学能源领域具有重要的应用价值。

本文将从原理、结构、性能和应用等方面详细介绍这两种电池。

一、锌空气电池锌空气电池是一种以空气作为氧化剂、以锌作为负极材料的电池。

其工作原理是将锌负极与空气中的氧气发生反应,产生电流和锌离子。

锌空气电池具有高能量密度、低成本、环保等优点,因此广泛应用于电动车、储能系统、无线传感器等领域。

锌空气电池的结构主要包括负极、正极和电解质三部分。

负极由锌金属构成,正极由催化剂、导电剂和氧气透气层构成,电解质则是锌离子的传输介质。

在电池工作过程中,锌负极被氧化成锌离子,同时电子流经外部电路产生电流,氧气在正极催化剂的作用下与锌离子还原生成氢氧化锌。

锌空气电池具有较高的能量密度,其理论能量密度可达到1200Wh/kg,远高于传统的铅酸电池和镍氢电池。

此外,锌空气电池的循环寿命也相对较长,可达到几百次充放电循环。

然而,锌空气电池在实际应用中还存在一些问题,如锌负极的腐蚀、氧气的透气性以及电解液的稳定性等,这些问题限制了其进一步的应用和发展。

二、锌离子电池锌离子电池是一种以锌离子在电极之间传递来储存和释放电能的电池。

相比于锌空气电池,锌离子电池的工作原理更加复杂。

在充放电过程中,锌离子在正负极之间迁移,并通过电解质传递离子。

锌离子电池具有高能量密度、良好的循环寿命和较低的成本,被广泛应用于电动车、储能系统、移动设备等领域。

锌离子电池的结构与锌空气电池类似,也包括负极、正极和电解质三部分。

负极材料可以采用锌金属、锌合金或锌化合物,正极则由嵌锂材料或者其他适合储存锌离子的材料构成。

电解质通常是含锌盐的溶液,其主要作用是传递锌离子。

锌离子电池具有较高的能量密度,其理论能量密度可达到300Wh/kg。

与锌空气电池相比,锌离子电池的循环寿命更长,可达到数千次充放电循环。

此外,锌离子电池还具有较好的安全性能和稳定性,能够满足大规模应用的需求。

锌金属空气电池

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。

锌空气电池正极

锌空气电池正极

锌空气电池正极摘要:1.锌空气电池的概述2.锌空气电池正极的作用和重要性3.锌空气电池正极的主要类型4.锌空气电池正极的关键技术和研究进展5.锌空气电池正极的应用前景和挑战正文:1.锌空气电池的概述锌空气电池,是一种以锌为负极,氧气为正极的化学电池。

它的工作原理是利用锌与氧气的化学反应产生电子,从而形成电流。

锌空气电池具有高能量密度、低成本、环保等优点,被认为是一种理想的可再生能源存储设备。

2.锌空气电池正极的作用和重要性在锌空气电池中,正极的作用是与负极发生氧化还原反应,从而产生电子流。

正极材料的性能直接影响着电池的能量密度、功率密度、循环寿命等关键性能指标。

因此,研究和发展高性能的锌空气电池正极材料对于提升锌空气电池的整体性能具有重要意义。

3.锌空气电池正极的主要类型根据正极材料的不同,锌空气电池正极主要分为以下几类:氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硫酸锌等。

这些材料各有优缺点,如氧化锌具有较高的电化学活性,但稳定性较差;氢氧化锌稳定性较好,但电化学活性较低。

因此,研究者们需要根据实际需求,选择合适的正极材料。

4.锌空气电池正极的关键技术和研究进展为了提高锌空气电池正极的性能,研究者们开展了许多关键技术和研究。

例如,优化正极材料的结构和形貌,提高其电化学活性和稳定性;研究新型正极材料,以拓宽锌空气电池的电压窗口;探索正极材料的复合改性,以提高电池的整体性能。

近年来,这些研究取得了显著的进展,为锌空气电池正极的实际应用奠定了基础。

5.锌空气电池正极的应用前景和挑战锌空气电池正极在能源存储领域具有广泛的应用前景,如便携式电子设备、电动汽车、太阳能和风能发电系统等。

然而,锌空气电池正极在实际应用中也面临着一些挑战,如电化学稳定性、循环寿命、环境适应性等。

锌空气电池(Zinc

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。

锌空气电池产气

锌空气电池产气

锌空气电池产气1.引言1.1 概述概述:锌空气电池作为一种新型环境友好型电池,近年来备受关注。

其优势在于能量密度高、成本低廉、资源丰富,并且具有无污染、无毒性的特点。

然而,锌空气电池在使用过程中会产生气体,这不仅会对电池性能产生一定影响,同时也能够作为一种新的能源供应方式被进一步研究和应用。

因此,研究锌空气电池的产气机理以及产气对其性能的影响具有重要的理论与实际意义。

锌空气电池是由金属锌和空气中的氧气通过化学反应产生电能的装置。

在正极上,锌金属通过氧化反应释放出电子和锌离子,同时与空气中的氧气反应生成氧化锌。

而在负极上,氧气通过还原反应和电子再结合产生氢氧根离子。

这些氧化锌和氢氧根离子会在电解液中相互结合生成氢氧根离子和氧气,而这部分氧气便会产生气体。

锌空气电池产气机理的研究发现,产气过程受到多种因素的影响,例如电流密度、环境温度和电池寿命等。

产气通常是在锌空气电池的正负极反应处进行的,其中负极上的氧还原反应是主要的产气来源。

然而,产生的气体在一定程度上会对电池的性能产生影响。

例如,过多的气体产生可能会导致电解液流失,降低电池容量。

因此,研究锌空气电池产气对其性能的影响,对于优化电池设计以及提高电池性能具有重要意义。

锌空气电池产气的应用前景也备受关注。

随着能源需求的增大以及新能源领域的发展,锌空气电池作为一种新型电池技术具有广阔的应用前景。

其潜在应用领域包括移动电源、电动汽车和储能系统等。

因此,深入研究锌空气电池产气机理以及产气对其性能的影响,有助于开发更高效、更稳定的锌空气电池,并推动其在能源领域的广泛应用。

文章结构部分的内容可以如下编写:1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述,以保证逻辑清晰、思路明确:第一部分是引言部分,主要对锌空气电池产气这一主题进行概述,介绍文章的背景和意义,以及文章的结构安排。

第二部分是正文部分,将分为两个小节来详细介绍锌空气电池的原理和产气机理。

首先,会对锌空气电池的工作原理进行阐述,包括正极、负极反应的过程和电子的流动方式等。

锌空电池充放电电压

锌空电池充放电电压

锌空电池充放电电压
锌空电池(Zinc Air Battery)是一种常见的碱性锌空气电池,它是一种以锌作为负极材料,空气中的氧气作为正极材料的电池。

在充电时,锌空电池的负极反应是锌(Zn)被氧化成锌氧化物(ZnO),同时释放出电子;正极反应是氧气(O2)在电解液中得到电子被还原成氢氧根离子(OH)。

充放电电压会随着电池的充放电状态而变化,以下是一个简化的描述:
放电状态:在放电过程中,电池的电压通常在1.2至1. 5伏特之间,这取决于电池的类型和制造工艺。

充电状态:在充电过程中,电池的电压会逐渐上升,从放电结束时的较低电压(通常是1伏特左右)逐渐增加到充满电时的电压,这个电压通常高于放电时的电压。

需要注意的是,锌空电池的放电电压和充电电压可能会因为电池的具体设计、制造工艺、电解液的种类和浓度等因素而有所不同。

此外,电池的放电和充电曲线可以提供更为详细的信息,包括电池的容量、循环寿命和自放电特性等。

如果需要准确的数据,建议查阅具体的电池技术规格或咨询电池制造商。

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。

锌空气电池项目分析方案

锌空气电池项目分析方案

锌空气电池项目分析方案锌空气电池是一种新型的环境友好型电池,其主要原理是通过将锌与空气中的氧气发生反应,产生电能。

锌空气电池具有高能量密度、较长的使用寿命和可重复充放电等优点,因此在电动汽车、太阳能电池储能系统等领域具有广阔的应用前景。

本文将从市场分析、技术分析和商业模式分析三个方面对锌空气电池项目进行分析。

一、市场分析1.锌空气电池具有高能量密度和较长的使用寿命,使其在电动汽车领域具有广阔的市场潜力。

目前,全球对环境友好型交通工具的需求日益增加,电动汽车作为一种零排放的交通工具受到越来越多的关注。

2.太阳能电池储能系统也是锌空气电池的重要应用领域之一、由于太阳能电池在储能方面具有一定的局限性,需要配备高性能的储能系统,而锌空气电池正好符合这一需求。

3.随着可再生能源的发展,能源储存问题日益凸显。

锌空气电池作为一种环保、高效的储能技术,将在能源储存领域发挥重要作用。

二、技术分析1.锌空气电池的核心技术是锌空气反应。

该反应是一种氧化还原反应,通过将锌阳极与空气中的氧气反应,产生电能。

目前,研究人员正在致力于提高锌空气电池的能量密度和循环寿命,以满足不同应用领域的需求。

2.充电和放电过程是锌空气电池的关键技术。

充电时,需要将氧气从空气中分离出来,并将锌从阴极中溶解出来,然后储存起来。

放电时,需要将存储的锌与空气中的氧气反应,产生电能。

因此,优化充放电过程对于提高锌空气电池的性能至关重要。

三、商业模式分析1.锌空气电池可以通过多种商业模式来实现商业化运作。

其中一种模式是将锌空气电池作为电动汽车的动力源,实现电动汽车的商业化运营。

另一种模式是将锌空气电池作为太阳能电池储能系统的组成部分,实现太阳能电池储能系统的商业化运作。

2.锌空气电池的商业化需要考虑技术成熟度、市场需求、竞争对手等因素。

在技术成熟度方面,需要不断改进锌空气电池的关键技术,提高其性能指标。

在市场需求方面,需要了解并满足不同应用领域的需求。

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
20xx
锌空气电池原理, 锌空气电池的应用
-
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。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
13
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。
15
Thank you !
16
8
新空气电池的构成



阴极——是起催化作用的碳从空气中吸收氧。 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
9
锌空气电池工作原理
锌空气电池简介
10应用化学一班 喻剑 1014131033
1
主要内容



锌空气电池的概述和历史 锌空气电池的优缺点 基本工作原理 锌空气电池分类 锌空气电池的材料 锌空气电池的应用
2
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。简称锌 空电池又称锌氧电池。
锌作为负极被氧化,产生的电子通 过外电路到达正极,而氧气在正极 极得到电子与水形成OH 扩散至负 极从而形成回路。它们阳极和阴极 反应如下:
阳极反应:Zn + 2OH– → ZnO + H2O
-
+ 2e–
阴极反应: O2 + 2H2O + 4e– → 4OH–
锌空气电池的材料

正极(空气电极)
12
锌空气电池的使用

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。
6
锌空气的缺点

电池类型 电池密封问题。 空气电极中的催化剂有待改进。
7
ห้องสมุดไป่ตู้
锌空气电池的分类



①中性锌空气电池:结构与锌锰圆筒形电池的类同,也采用氯化铵与 氯化锌为电解质,只是在炭包中以活性炭代替了二氧化锰,并在盖上 或周围留有通气孔,在使用时打开。 ②纽扣式锌空气电池:结构与锌银扣式电池基本相同,但在正极外壳 上留有小孔,使用时可打开。 ③低功率大荷电量的锌空气湿电池:将烧结或粘接式活性炭电极和板 状锌电极组合成电极组浸入盛有氢氧化钠溶液的容器中 ④高功率锌空气电池:一般是将薄片状粘结式活性炭电极装在电池外 壁上,将锌粉电极装在电池中间,两者之间用吸液的隔膜隔离,上口 装有注液塞。使用时注入氢氧化钾溶液。这种电池便于携带。低功率 锌空气湿电池和高功率锌空气电池属于临时激活型,活性炭电极能反 复使用,因而电池在耗尽电荷量以后,只要更换锌电极和碱液,就可 重复使用。
14
应用前景
碱性锌空气电池容量大、比能量高、工作电压平稳, 同时环保无污染、原材料易得、价格低廉,一直以来 受到人们的高度关注,特别是近年来,再次引起了国 内科研究机构和企业的关注。在当前社会电子电器设 备逐步向小型化、小功率化发展,尤其是近年来便携 式电子产品对高比能量化学电源的需求不断增强的情 形下,开发锌空气电池更具有现实意义。被称为“面 向21世纪绿色新能源”的锌空气电池符合电池工业的 发展趋势和社会需要,其应用范围将会越来越广泛, 有望替代或部分替代现在广泛使用的碱性锌锰电池和 普通锌锰干电池,在电池产品中占有一席之地。
11
锌空气电池的材料

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。
5
锌空气的优点:

1)锌空气电池具有比能量高的特点,其比能量大可达到 340Wh/kg 。 2)生产成本低、价格低廉。 3)放电性能稳定等优点是一种具有巨大市场前景的化学 电源 4)在常温常压下即可操作、安全性佳、环境冲击性低等 特性,相当适合作为可携带式能源产品且产物只有水气和 氧化锌,這些物质经处理后皆可再使用,所以具有良好的 环保性
3
锌空气电池
4
历史




1、1878年法国的L.梅谢在锌锰电池中用含铂的多孔性 炭电极代替二氧化锰炭包,开发了锌空气干电池的技 术。 2、1917年法国人C.费里用活性炭代替铂,以吸收氧, 达到了锌空气电池的实用化。 3、1932年G.W.海泽与E.A.舒梅赫尔又发表了采用碱性 电解液的锌空气电池。 4、60年代由于对宇航用常温燃料电池的氧电极的研究 得到了很大的成功,大功率锌空气电池的开发才达到 了实际应用阶段。 5、70年代中期又发展了微型纽扣式锌空气电池。锌空 气电池由于利用大气中的氧作为正极活性物质,具有 很高的社会和经济效益。
相关文档
最新文档