锌空电池放电特性

参考文献
【1】周春森，《锌-空气电池催化剂的制备及其性能的研究》，昆明理工大学硕士学位论文，2011 【2】李升宪 , 周贵茂, 艾新平等《圆柱型锌空气电池研究》，电化学，2000 【3】赵娟娟，《电动车用锌空动力电池的研究》，吉林大学硕士学位论文，2014 【4】邵剑娟，《圆柱形锌空电池的研究》，哈尔滨工业大学硕士学位论文，2006
3.2 开路电压
1
对于刚制成的锌空气电池，电 池的开路电压高达 1.536V
2
随着放置时间的增加，开路电 压逐渐减小，当静置 3600min 后，电压降至 1.4V。
粘接剂含 量过多， 阻碍电极 中电子的 1 传输，增 加内阻， 会导致电 池的放电 电压变低
3.3 粘接剂
粘接剂含量太少，会
影响电极成分的粘接 2 程度，干燥后的电极
04
阳极反应 O2 + 2H2O + 4e– → 4OH–
2
放电特性
放电特性曲线
在放电过程中，电池的阴极及空气 电极化学性质不变，因而电池的放 电电压能保持很平稳。锌空气典型 放电曲线，在起始电压瞬时下降以 后，放电曲线比较平稳，与锌氧化 汞电池和锌氧化银电池相比，以相 同的符合连续放电，锌空气电池的 放电时间是其他电池的两倍左右。 （参考文献1）
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3
影响因素
影响因素
1 2 催化层
开路电压
3 4 粘接剂
锌电极物理状态
5 6 锌片厚度
电解液
3.1催化层
3.1.1 催化剂浓度
锌空电池的空气扩散电极的主要 成分是催化层，理论上催化剂含 量越多，催化效果越好，实质上 催化剂含量过高，增加电池的内 阻，反而影响催化性能，催化效 果不佳。
3.1 催化层
前景
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。
3.6 电解液温度
溶液电导率随温度 升高而增大，当温度超 过60摄氏度时，变化减 缓。这是由于温度升高 使溶液的能量升高，离 子的运动速度增加，离 子在电解液中的扩撒能 力增强。
4 前景展望
（1）电池容量大。 （2）比能量高。 （3）自放电少，储存寿 命好。 （4）生产成本低、价格 低廉。 （5）环保无污染。
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。
阴极反应 Zn + 2OH– → ZnO + H2O + 2e–
03
end
start
Hale Waihona Puke Baidu02
电压
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。 总反应： 2Zn + O2→ 2ZnO
浙江科技学院能源与环境系统工程系
锌空电池的放电特性
制 作：JQ 指导教师：××× 日 期：2016年5月25日
1 电池概述 2 放电特性
CONTENT
3 影响因素（不同条件下的放电特性） 4 前景展望
1
电池概述
概述
简介
锌空气电池（ zinc air battery），用
01 活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正
3.5 锌片厚度
锌片厚度越小，锌 的利用率越高，电池的 容量密度越大，本文实 验所使用的锌片最小厚 度是 0.1mm，其放电容 量最大，锌的利用率最 高。厚度为 1mm 的锌 片恒流放电时的容量密 度可达 750m Ah/g 以 上，锌的利用率达 55% 以上。
3.6 电解液浓度
碱性锌空电池，使用氢氧化钾溶液做 实验，发现室温条件下电导率随电解 质质量分数增加而增大，当质量分数 达到33%时，电导率最高，继续增加 电解质浓度，电导率呈缓慢下降趋势。
容易发生干裂甚至脱 落
3.4锌电极物理状态
锌粉电极在小电流放电和大电流 放电的性能差别最大，锌粉催化剂电 极在大电流放电时容量有部分减少。 锌片电极小电流放电和大电流放电的 容量差别不大，但大电流放电时放电 电压都有较大程度的减少。由于锌粉 的比表面积大，因此含锌粉的电极在 电解液中更容易发生自腐蚀，使电池 容量降低。
3.1.2 催化层厚度
（1）催化层太薄，电解质的水 分容易将催化层浸没，减弱催化 性能，降低催化活性。 （2）催化层太厚，增加了氧扩 散路程和时间，减少氧扩散量， 同样降低催化活性。研究发现， 催化层厚度为2mm较佳。
3.1 催化层
3.1.3 催化层PTFE
含量
PTFE（聚四氟乙烯）在电池中其 翠花作用，同时有利于增加扩散 毛细微孔的孔隙率，增加微孔数 目，使样扩散量提高，加强催化 性能。理论上越多越好，实质上 过量后，多余的被挤到极板边缘， 毛细微孔变小，减少氧扩散量， 增加内阻，催化效果下降。