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锌空气电池 编辑

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锌空气电池

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锌空气电池(不可充电)和锌空气燃料电池(可机械充电)是金属空气电池,通过空气中的氧气氧化锌来提供动力。这些电池具有高能量密度并且生产相对便宜。尺寸范围从用于助听器的非常小的纽扣电池,以前使用汞电池的胶卷相机中使用的较大电池,到用于电动汽车推进和电网规模的能量存储的超大型电池。

锌空气电池

在放电过程中,大量的锌颗粒形成了多孔阳极,该阳极被电解质饱和。空气中的氧气在阴极发生反应并形成氧根离子,这些氢氧根离子会迁移到锌糊中并形成锌酸盐(Zn(OH)2-4),释放出电子以传播到阴极。锌酸盐分解成氧化锌,水返回电解液。来自阳极的水和羟基在阴极循环,因此不消耗水。反应会产生理论上的1.65伏特,但在可用电池中会降至1.35–1.4V。

锌空气电池具有燃料电池和电池的某些特性:锌是燃料,可以通过改变空气流量来控制反应速率,并且可以用新鲜的糊代替氧化的锌/电解质糊。

锌空气电池可用于替代现已停产的1.35 V汞电池(尽管使用寿命明显缩短),该电池在1970年代至1980年代通常用于照相相机和助听器。

该电池可能的未来应用包括部署为电动汽车电池公用事业规模的储能系统

储存密度

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锌空气电池比其他类型的电池具有更高的能量密度和比能量(和重量)比,因为大气是电池的反应物之一。空气没有与电池包装在一起,因此与必须同时包含例如二氧化锰的电池相比,电池在阳极中可以使用更多的锌。对于给定的重量或体积,这增加了容量。作为一个具体示例,一家制造商生产的直径为11.6毫米,高度为5.4毫米的锌-空气电池容量为620 mAh,重量为1.9 g;各种大小的氧化银(SR44)和碱性电池可提供150-200 mAh的重量,重量为2.3-2.4 g。

储存和使用寿命

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如果密封以防止空气进入,锌空气电池的保质期很长。如果不拆封,即使是微型纽扣电池也可以在室温下最多保存3年,而容量损失很小。以干燥状态存储的工业电池具有不确定的存储寿命。

锌空气电池的使用寿命是与其环境相互作用的关键功能。在高温和低湿的条件下,电解质会更快地失去水分。由于氢氧化钾电解质具有潮解性,因此在非常潮湿的条件下,多余的水会积聚在电池中,从而充斥阴极并破坏其活性。氢氧化钾也与大气中的二氧化碳反应; 碳酸盐的形成最终降低了电解质的电导率。微型电池一旦打开空气,其自放电率就很高;该单元的容量打算在几周内使用。

锌空气电池的放电特性

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由于阴极在放电过程中不会改变特性,因此端电压相当稳定,直到电池接近耗尽为止。

功率容量是几个变量的函数:阴极面积、空气可用性、孔隙率和阴极表面的催化值。氧气进入电池必须与电解质的水分流失保持平衡。阴极膜上涂有(疏水)特氟龙材料,以限制水的流失。低湿度会增加水分流失;如果损失了足够的水,电池将失效。纽扣电池消耗的电流有限;例如,IEC PR44电池的容量为600毫安小时(mAh),但xxx电流仅为22毫安(mA)。脉冲负载电流可能更高,因为在脉冲之间电池中会残留一些氧气。

低温会降低原电池的容量,但对低耗电量的影响很小。如果在0°C(32°F)下放电300小时,则电池可提供80%的容量,但在该温度下以50小时速率放电时,电池仅可提供20%的容量。较低的温度也会降低电池电压。


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  1. 锌空气电池
  2. 储存密度
  3. 储存和使用寿命
  4. 锌空气电池的放电特性

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