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介绍新型化学电池:铁电池

钜大LARGE  |  点击量:2631次  |  2020年12月16日  

新型化学电池:铁电池


现在,新的研究和开发世界上所有国家的汽车,汽车尾气污染环境的进一步下降,不同的措施,一些新能源已经被用于现代汽车,如天然气、氢能源、电力、燃料动力电池等,和燃料动力电池汽车制造商和研究机构重点讨论在一个方向上。在今天的燃料动力电池技能中,有一个新的电池技能铁电池技能。


目前国内外研究的铁电池有高速铁电池和锂铁电池两种。高速铁路电池是一种新型的化学电池,它是由稳定的铁氧体(K2FeO4、BaFeO4等)作为高速铁路电池的正极数据,具有能量密度高、体积小、重量轻、寿命长、无污染等特点。另一种是锂铁电池,重要是磷酸铁电池,开路电压为1.78v-1.83v,工作电压为1.2v-1.5v,比其他一次电池高0.2-0.4v,放电稳定,无污染,安全,性能优良。


高速铁路电池是一种新型的化学电池。具有能量密度高、放电稳定、体积小、重量轻、寿命长、不消耗电解液、无污染等优点。特别适用于大功率、大电流场合,如数码相机、kaimela等电子产品。与锂离子电池相比,高铁电池性价比更高。


高速铁路电池的优势:


目前市场上民用电池的比功率只有60-135w/kg,而高速铁路电池可以达到1000w/kg以上,放电电流是普通电池的3-10倍。高铁酸盐在电池反应中获得三个电子,因此它们的容量相对较高。高铁酸锂的理论容量可达601Ah/kg。高铁酸钡的理论容量也是313Ah/kg。MnO2的容量为308Ah/kg。高速电池放电平稳。以zn-k2feo4为例,70%以上的放电时间为1.2-1.5v。铁是地壳中最丰富的元素之一,含量为4.75%(相比之下,锌锰电池的重要成分为0.088%)。随着每摩尔+6价铁可以出现3mol电子,而每摩尔+4价锰只能出现1mol电子,铁的用量只有锰的1/3,大大节约了资源,降低了材料成本。市场上MnO2约9000元/吨,Fe(NO3)3约7500元/吨。高铁的电池是绿色无污染的。高铁酸盐排放的产物为feo-oh或fe2o3-h2o,无毒、无污染、环保。不要回收。


高速铁路蓄电池正极:


高速铁电池的正极数据为高铁酸盐,如K2FeO4、BaFeO4等。在电池放电响应中,+6价铁得到3个电子,这些电子被转化为+3价铁(通常是铁的氧化物),因此它具有较高的容量。


以高铁酸盐为正极数据,代替工业锌锰电池中的MnO2,可制成高速一次电池。其电池响应为:


K2FeO4+3/2锌--1/2fe2o3+1/2+K2ZnO2zno


高速铁路电池负极:


在高速铁路电池中,也有许多材料可以用作电池的负极,包括锌、铝、铁、镉和镁。


1、锌(锌)


根据锌的金属特性,电极电位较低,因此比能和比功率较高。而锌具有较好的放电功能,价格低廉,历史悠久。广泛应用于化工电源。目前重要使用的电池有zn-mno2电池和zn-air电池。


在碱性溶液中,锌电极反应不仅生成锌酸盐,而且最终产物重要是固体氧化锌:


zn+2OH--zn(OH)2+2e。


锌(OH)2+2OH-锌(OH)42-。


锌(OH)42-->ZnO+H2O+2OH-;


总响应为:Zn+2OH→ZnO+H2O+2e


至于锌的负极,在高速铁电池的使用上有一定的优势。由于Zn电极的负极数据在碱性溶液中积累,理论和工艺更加成熟,可供参考的技术有很多。


2、铝


铝作为高铁电池的负极,会遇到两个问题:


一是铝在碱性溶液中的腐蚀:在高碱性溶液中,铝溶解迅速,大量的氢同时发生。关于高铁酸盐,氢通过隔膜会加速高铁酸盐的分解。


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