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[问答] 锌空电池的工作原理是什么?
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成糊状的锌粉在阴极端和起催化作用的碳在阳极。电池壳体上的孔可让空气中的氧进入腔体附着在阳极的碳上。同时,阴极的锌被氧化,这与小型银氧或汞氧电池的化学反映类似。
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2020-3-10 09:02:13   评论 分享淘帖 邀请回答

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  • 锌空电池的结构
  • 锌空电池的工作原理
  • 锌空电池的特性
  • 锌空电池的竞争优势
  • 锌空电池的使用
  • 锌空电池的应用领域
  • 锌空电池的漏液处理



  锌空电池的结构




  •   成糊状的锌粉在阴极端和起催化作用的碳在阳极。电池壳体上的孔可让空气中的氧进入腔体附着在阳极的碳上。同时,阴极的锌被氧化,这与小型银氧或汞氧电池的化学反映类似。
      阳极―― 是起催化作用的碳从空气中吸收氧。
      阴极 ――是锌粉和电解液的混合物,成糊状。
      电解液―― 高浓度的 KOH 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―― 不锈钢外壳,具有良好的防腐性的导体。



  锌空电池的工作原理




  •   阴极: Zn + 2OH = ZnO + H2O + 2e
      阳极: 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阳极,在正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映。



2020-3-10 13:46:32 评论

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锌空电池的特性




  •   1、比能量高,约为275wh/kg,为锌锰干电池的4-5倍。
      2、体积小,重量轻(空气电极的活性物质不在电池内部),容量大。
      3、内阻小,大电流放电和脉冲放电性相当好。
      4、储存寿命长。
      5、使用温度范围广,最佳工作温度0~+50℃,能在-40~+60℃下工作。
      6、工作电压非常平稳。
      7、用安全,对生态环境污染少。



  锌空电池的竞争优势




  •   一、用途广泛
      锌空电池可用于以下几方面:
      1、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;
      2、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;
      3、在没有工业电的地方如野外、山区、林区、海上用作电源;
      4、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。
      二、极高的性能价格比
      锌空电池由于其制造工艺简单,原材料便宜易得,故电池成本相应较低,其中小容量电池每瓦时成本仅0.3至0.6元。
      三、减轻了对环境的污染
      由于锌空电池使用了空气中的氧作电池的正极,因此在电池的制造过程中,至少减少了一半原料的筹集、加工和使用,这无疑会减轻对环境的污染,而 用过的电池的废弃物也相应地减少了。同时,锌空电池不使用铅、汞、镉等有毒的重金属物质,用锌空电池取代使用上述有毒物质的电池,对保护人类赖以生存的自然环境,也是一种贡献。



  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,否则不能取下电池正极封条。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。


  锌空电池的应用领域




  •   民用领域:在民用方面,主要作为充电电池运用于电动车行业,如电动自行车、电动助动车和摩托车,电动出租车以及电动巴士等,这是因为锌空气燃料电池解决了现有电池在电动车辆应用方面所存在主要问题:锌空气燃料电池比能量达到200Wh/Kg,是现有市场上铅酸电池比能量的近6倍,使电动车续行里程可达200公里以上;单位成本可与铅酸电池相比,具有最好的市场性价比;能源再生体系保证对环境的零污染。
      军事领域:在军事领域,锌空气燃料电池具有极大的价值和运用前景。现已被广泛运用于单通道地面及空中通讯系统(AN/PRC—119SINCGARS)、通讯设备(战地收音机PRC—104、卫星通讯收音机)、计算机、夜视系统、数码信息设备、导向系统、监视传感器、闪光灯、潜艇和武器探测器等。



  锌空电池的漏液处理




  •   由于锌空电池内部含有高浓度的电解质(氢氧化钾,具有强碱性,强腐蚀性),一旦发生渗漏,将腐蚀电池附近部件,而且这种腐蚀可能是不可修复的,致命的。而且电池上有孔,电池在激活使用后存放时间又很短,所以锌空电池较易发生电池漏液。使用锌空电池的场合要及时更换耗尽的电池,经常检查电池状况,较长时间不用时取出电池。


2020-3-10 13:46:35 评论

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