低温磷酸3.2V 20Ah
低温18650 3350mAh
低温26650 3300mAh
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银锌蓄电池的内部原理

钜大LARGE  |  点击量:8229次  |  2018年05月30日  

摘要
放电时电极反应可写成:负极Zn+20Hˉ-2eˉ=ZnO+H2O正极Ag2O+H20+2eˉ=2Ag+20Hˉ电池总反应为:Zn+Ag2O=ZnO+2Ag微型纽扣式银锌电池由正极壳、负极盖(二者都用不锈钢做成)、绝缘密封圈、隔离膜、正极活性材料(AgO和少量石墨粉

    放电时电极反应可写成:负极Zn+20Hˉ-2eˉ=ZnO+H2O正极Ag2O+H20+2eˉ=2Ag+20Hˉ电池总反应为:Zn+Ag2O=ZnO+2Ag微型纽扣式银锌电池由正极壳、负极盖(二者都用不锈钢做成)、绝缘密封圈、隔离膜、正极活性材料(AgO和少量石墨粉,后者起导电作用)、负极活性材料(含汞量很少的锌汞合金)、电解质溶液(浓KOH溶液)等组装而成。质量较好的可用约1年,最好的可用约2年。手表中用的一般就是这种纽扣式电池。这种电池用完后即报废,不再去充电。为什么在纽扣式银锌电池中的负极活性材料用的不是单纯的锌而是含汞量很少的锌汞合金?这是因为如果用了单纯的锌,电池在未工作时(即空置时)就会被电池中的电解质溶液腐蚀而放出氢气,以致影响电池的使用寿命,而改用含汞虽然很少的锌汞合金的话,可以使电池在未工作时锌极被腐蚀的过程被阻止到最小的程度。不仅银锌电池是这样,在其它某些电池中也采取同样的措施。如在制造锌锰干电池的传统工艺中,锌皮用氯化汞溶液处理,部分锌发生了反应:Zn+Hg=Zn+Hg生成的汞与未起反应的锌形成锌汞合金。制造过程中控制HgCl2的用量,使生成的合金中含汞仅约0.25%。汞太多则使锌变脆。正在研究干池等中不用汞的工艺以避免汞污染的危害。


  锌银电池是能量最高的一种水溶液电池。迄今为止,锌银电池已经经历了100多年的发展,锌银电池理论能量密度为300W·h/kg,1400W·h/dm3,实际能量密度40~110W·h/kg,116~320W·h/dm3。第一个成功的锌氧化银电池系统是1941年由法国亨利·安德烈(HenriAndre)教授发明。目前锌银电池的研究方向是进一步改良锌银电池的比特性、双极性设计以及提高活性物质放电密度。


  迄今为止,锌银电池已经经历了100多年的发展,锌银电池理论能量密度为300W·h/kg,1400W·h/dm3,实际能量密度40~110W·h/kg,116~320W·h/dm3,是能量最高的水溶液电池。1883年,克拉克(Clarke)在理论上描述了第一只完整的碱性锌氧化银电池。1887年Dun等人发明了第一只完整的锌氧化银电池。第一个成功的锌氧电池系统是1941年由法国亨利·安德烈(HenriAndre)教授发明,他在《锌银蓄电池》论文中描述了他早期工作,并于1943年获得美国专利。锌银电池问世60年后,一次锌银电池和二次锌银电池在商业、宇航、特种、核武器等领域得到了广泛应用,其可靠性高和安全性好的突出优点是其他电化学体系难以比拟的。一些发达国家,如美国、英国、法国、日本、德国、加拿大、意大利、俄罗斯等,以及部分发展中国家都在研制和生产锌银电池。我国目前主要有六个厂、所可以进行锌银电池的研制、设计和生产。锌银电池是比特性和电压输出平稳最优良的电池体系。目前锌银电池的研究方向是进一步改良锌银电池的比特性、双极性设计以及提高活性物质放电密度。


  锌银电池按工作性质可分为三类,第一类是原电池(或一次电池),第二类是蓄电池(或二次电池),第三类是贮备电池(或激活电池)。锌银电池按电池结构和特性可以分为两大类六种电池,第一类是非荷电态(或干放式),第二类是荷电态电池。第一类电池是人工激活蓄电池,电池在使用前需要经过1~3次充放电循环才能正常工作。第二类电池又分为干式和湿式两种方式,干式是指人工激活一次或二次电池、自动激活电池,湿式是指原电池、扣式电池、一次二次电池或全密封电池。干式的主要特点是使用前电池不能输出电能,需要一个激活的过程;湿式的主要特点是电池在使用前已经具备输出电能的能力,主要接上用电装置就可以使用。无论干式还是湿式,这类电池在使用前不需要充电。锌银电池按放电倍率分类可以分为五类。第一类是低倍率电池,放电率小于0.5C;第二类是中倍率电池,放电率为0.5~3.5C;第三类是高倍率电池,放电率为3.5~7C;第四类是超高倍率电池,放电率大于7C;第五类是扣式电池,放电电流最大不超过1mA。锌银电池的分类并不是相互独立的,而是相互联系。

低温磷酸铁锂电池3.2V 20A
-20℃充电,-40℃ 3C放电容量≥70%

充电温度:-20~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃支持最大放电倍率:3C
-40℃ 3C放电容量保持率≥70%

  锌银电池具有以下优点:(1)具有很高的比能量;(2)具有很高的放电效率;(3)具有适中的充电效率;(4)具有较平稳的放电电压;(5)具有较小的自放电速率;(6)具有较长的干态贮存寿命;(7)具有较好的力学性能。[1]


  同时,锌银电池也有明显的不足,其缺点如下:(1)成本很高;(2)寿命较短;(3)低温性能较差;(4)不耐过充电。[1]


  锌银电池有以下主要的应用:(1)高倍率型电池:这类电池具有优越的大电流放电性能,可用作各类特种运载火箭的控制系统、伺服机构、发动机等设备的主电源,也可用作靶机、各种飞机的启动及应急电源。(2)中倍率型电池:锌银蓄电池的工作电压非常平稳,在中、低倍率下工作时更为显著,在特种和火箭的遥测系统、外测系统、安全自毁系统及仪器舱中,这类电池得到广泛使用。(3)低倍率型电池:低倍率型电池不仅电压平稳,且性能可靠、适用于电压稳定度要求很高的弹上或箭上仪器,密封式的锌银电池还可用作使用寿命为几天到十几天的返回式卫星的主电源。(4)新闻摄影电池:锌银蓄电池由于其性能稳定、体积小、质量轻、使用维护简单等优点而被各电影制片厂、中央及地方电视台用作新闻摄影、电视摄影及灯光照明电源。


  锌银电池在室温下,带电搁置三个月后,放出的电量一般为额定容量的85%。负极上枝晶的生长和隔膜的破裂,使电池的寿命终止,低倍率电池的循环寿命可达100周以上。扩大锌银电池应用范围的关键,除了降低其成本之外,还有一个决定性的因素,就是延长锌银蓄电池的循环寿命。循环寿命和放电深度有密切关系,由22个容量为8A·h的单体电池组成的电池组,以5%的深度放电时,其循环寿命超过2000周。


  放电时电极反应可写成:负极Zn+20Hˉ-2eˉ=ZnO+H2O正极Ag2O+H20+2eˉ=2Ag+20Hˉ电池总反应为:Zn+Ag2O=ZnO+2Ag微型纽扣式银锌电池由正极壳、负极盖(二者都用不锈钢做成)、绝缘密封圈、隔离膜、正极活性材料(AgO和少量石墨粉,后者起导电作用)、负极活性材料(含汞量很少的锌汞合金)、电解质溶液(浓KOH溶液)等组装而成。质量较好的可用约1年,最好的可用约2年。手表中用的一般就是这种纽扣式电池。这种电池用完后即报废,不再去充电。为什么在纽扣式银锌电池中的负极活性材料用的不是单纯的锌而是含汞量很少的锌汞合金?这是因为如果用了单纯的锌,电池在未工作时(即空置时)就会被电池中的电解质溶液腐蚀而放出氢气,以致影响电池的使用寿命,而改用含汞虽然很少的锌汞合金的话,可以使电池在未工作时锌极被腐蚀的过程被阻止到最小的程度。不仅银锌电池是这样,在其它某些电池中也采取同样的措施。如在制造锌锰干电池的传统工艺中,锌皮用氯化汞溶液处理,部分锌发生了反应:Zn+Hg=Zn+Hg生成的汞与未起反应的锌形成锌汞合金。制造过程中控制HgCl2的用量,使生成的合金中含汞仅约0.25%。汞太多则使锌变脆。正在研究干池等中不用汞的工艺以避免汞污染的危害。

低温高能量密度18650 3350mAh
-40℃ 0.5C放电容量≥60%

充电温度:0~45℃
放电温度:-40~+55℃
比能量:240Wh/kg
-40℃放电容量保持率:0.5C放电容量≥60%

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