锌锰二次电池的设计方法以及与原电池的工艺比较

来源:钜大LARGE    2011-06-10 14:43:00    点击量:0

电池在25℃时电动势为1.55V,放电是通过阴极质子和电子迁移进入MnO2晶格中而进行的。假设放电只进行到一个电子级别,如采用限制锌阳极或0.9V截止电压,那么充电过程是可逆的;电池容量随循环次数的增加而下降,而且有用的循环次数主要依赖于放电深度。
锌锰二次电池设计与原电池的内外结构相类似。阴极采用EMD(电解MnO2)和10%的石墨,并压制成四个环状片。此外,阴极还含少量添加剂,如氢复合催化剂和控制孔率的惰性粉末。如果要使电池具有良好的MnO:利用率,阴极电子和离子电导率的优化非常重要。阳极包括KOH凝胶中的锌粉、降低腐蚀的有机级蚀剂和中心的金属集流体。电池的有效工作要求KOH浓度高,最初在KOH电解质中加入ZnO是为了防止充电时生成氧气,在第一个电子前防止放电过程继续进行(即在Mn0i之前)非常重要。电压低于0.9 V时,产生可溶性物质,从而引起不可逆特性和锌的腐蚀。有人试图通过利用大量活性炭正极中的第二个电子来提高电池容量,但电池放电电压低使电池能量很小。商业电池采用限制锌来控制MnO放电。
采用添有粗纤维组分的两层或多层隔膜,可防止充电时形成的锌枝晶引起内部的短路。电池有标准的弯曲密封垫和安全阀。Rayov的设计是一个外部塑料套结构,它与原电池内不同点是在电池壳顶部没有鼓包。外部充放电触点的不同设计,使得为RAM电池设计的充电器将无法给一次电池充电。
电池可以制成AAA, AA, C和D四种型号,其中AA型电池最常用。AAA型电池的需求量日益剧增。