锌系列电池及锌负极研究进展
2015-02-13张文豪张欣烨张利锋马青青
通信电源技术 2015年3期
张 洁,张 伟,张文豪,张欣烨,张利锋,马青青
(河南省疾病预防控制中心,河南 郑州450016)
金属锌作为化学电源的负极材料具有电位负、容量高、资源丰富[1]的优点,以锌为负极的化学电源称为锌系列电池。目前已广泛应用的锌系列电池有:酸性或中性锌/二氧化锰一次电池[Zn|NH4Cl,ZnCl2|MnO2(C)];碱性锌/二氧化锰一次电池[Zn|KOH|MnO2(C)];碱性锌/氧化银一次或贮备电池[Zn|KOH|Ag2O];碱性锌/氧化汞一次电池[Zn|KOH|HgO];碱性锌/氧化银蓄电池[Zn|KOH|Ag2O/AgO];碱性锌/空气燃料电池[Zn|KOH|O2(空气)]。正在研究开发中的锌系列电池有:碱性锌/二氧化锰蓄电池[Zn|KOH|MnO2];碱性锌/氧化镍蓄电池[Zn|KOH|NiOOH]。
锌系列电池的主要特征为:(1)锌负极活性物质的组成特征:一次电池、贮备电池、锌空气燃料电池直接采用单质/或合金锌这种充电态负极形式;蓄电池多采用氧化锌这种放电态负极形式;(2)锌负极的电极结构特征:一次电池采用锌箔和锌粒,贮备电池采用电沉积锌粉干压/或湿压成箔式,或直接电沉积锌箔,锌空气燃料电池采用更换阳极的锌块或循环阳极的锌带;蓄电池多采用粘结式氧化锌负极结构。
金属锌作为中低功率原电池负极材料已经广泛应用于酸性、中性、碱性锰锌干电池;其作为高中低功率蓄电池负极材料,虽然循环寿命有限,但也已经在锌银蓄电池中工业化应用。目前有关锌负极材料的研究主要集中于:(1)以锌酸钙和包覆氧化锌为代表的碱性蓄电池用二次锌负极的延寿方法与工艺;(2)以电解锌粉和表面改性锌箔为代表的高功率碱性一次电池用锌负极材料的制备与使用工艺。……
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