锌空气电池与锂空气电池

锌空气电池与锂空气电池报告人:赵啸宇,端木凡朋———从电池的工作原理与组成等方面介绍了锌空气电池与锂空气电池的研究进展锌-空气电池研究背景工作原理电池结构工作特性:锌-空气电池的开发过程分为四代:基本的电极反应:以纽扣电池为例介绍基本结构:锌-空气电池工作时的特殊性质研究背景第二代锌-空气电池——纽扣电池体积小,从纽扣到硬币大小上世纪七十年代曾被作为助听器商业化工作原理锌-空气电池直接使用空气中的氧气参与产生电能的化学反应负极:Zn→Zn2++2eZn+2OH-→Zn(OH)2+2eZn(OH)2→ZnO+H2O正极:O2+2H2O+4e→4OH-O2+H2O+2e→O2H-+OH-O2H-→OH-+1∕2O2(速控步骤)简化电池截面图负极壳绝缘垫圈锌负极隔膜正极正极壳金属氧化物纽扣电池锌空气纽扣电池电池结构正极隔膜催化层金属网疏水膜扩散膜空气分散膜电池结构负极内部将会预留15%-20%的体积为负极自由体积催化层组分为碳与锰的氧化物混合所形成的导电介质正极通过添加很细的聚四氟乙烯微粒,增加疏水性金属网构成结构支架,并且作为集流体疏水膜保持空气和电解液之间的界面,能防止气体透过和防止水的进入空气分散层可以把氧气均匀地分散到正极表面工作特性1)电池尺寸选择性灵活从纽扣、硬币电池到大型方形电池,用于助听设备的纽扣电池和军用方形电池较多。2)电压稳定额定开路电压为1.4V,终止电压一般为0.9-1.1V3)体积比能量高在所有纽扣电池中,锌-空气电池体积比能量最高。工作特性4)放电特性:放电曲线平稳,放电电流越大,电压越低5)储存寿命通常用密封标签密封住气孔,防止气体迁移进入电池引起电池性能的衰变;电池中锌电极会发生自放电反应,因为锌在碱性电解质中呈热力学不稳定性,反应生成ZnO和H2,H2可以从密封签中透过,防止电池变形。高温和潮湿会显著影响自放电速度。