锌空气蓄电池
锌-空气燃料电池
锌-空气燃料电池锌-空气燃料电池可以应用于各种领域，例如移动电话、笔记本电脑、电动汽车等。
它不仅具有高能量密度和长续航里程，而且燃料电池使用的是锌颗粒和空气中的氧气，相比传统电池更环保。
然而，锌-空气燃料电池也存在一些挑战和问题，例如金属锌的储存和输送、空气中的湿度对电池性能的影响等。
因此，科学家们正在不断研究和改进锌-空气燃料电池的技术，以便更好地满足未来能源需求。
本文将对锌-空气燃料电池的原理、优势、挑战和发展前景进行深入探讨，以期为读者提供更多有关这一领域的知识和信息。
一、锌-空气燃料电池原理锌-空气燃料电池的工作原理是利用金属锌和空气中的氧气进行化学反应。
当两者在电池中发生化学反应时，会产生电子和离子，从而产生电能。
具体来说，锌-空气燃料电池包括阳极、阴极和电解质三部分。
阳极：阳极是由锌金属组成的，当阳极和电解质接触时，会产生离子和电子，离子会通过电解质向阴极迁移，而电子则通过外部电路向阴极流动，产生电能。
阴极：阴极是由氧气组成的，当阴极和电解质接触时，会吸收到从阳极传来的离子和电子，进而与之结合产生水。
电解质：电解质是连接阳极和阴极的介质，它具有一定的离子传输功能，可以使阳极和阴极之间的化学反应得以进行。
电解质通常是一种固体材料，它不会与金属锌和氧气进行反应，因此可以长时间地维持电池的工作。
总的来说，锌-空气燃料电池的工作原理就是利用金属锌和空气中的氧气进行化学反应，并将产生的电能输出到外部电路中。
这种化学反应的过程非常清洁、高效，不会产生有害的环境污染物质，因此备受人们关注。
二、锌-空气燃料电池的优势锌-空气燃料电池具有许多优势，使其成为一种具有巨大发展潜力的新能源技术。
1. 高能量密度锌-空气燃料电池具有很高的能量密度，可以达到传统电池的2-3倍。
这意味着它可以存储更多的能量，从而在相同体积和重量下提供更长的续航时间，这对于移动设备和电动汽车等需要长时间使用的场合非常重要。
2. 环保锌-空气燃料电池使用的燃料是金属锌和空气中的氧气，在反应过程中产生的产物只有电池内部的锌氢氧化物，不会产生二氧化碳等有害的环境污染物质。
锌空气电池
阳极——是锌粉和电解液的混合物，成糊状。
电解液——高浓度的氢氧化钾水溶液。
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——镍金属外壳，具有良好的防腐性的导体
原理
阳极： Zn + 2OH– → ZnO + H2O + 2e–
锌空气电池（英语：Zinc-air battery）是一类结构特殊的品种。阳极（负极）采用了锌合金。而阴极（正极）材料，则是空气中的氧。在储存时一般保持密封，所以基本上没有自放电。又称锌氧电池，有时也被称为锌空电池。
电池构造成糊状的锌粉在阳极端，起催化作用的碳在阴极。电池壳体上的孔可让空气中的氧进入腔体附着在阴极的碳上。同时，阳极的锌被氧化，这与小型银氧或汞氧电池的化学反应类似。
阴极： 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阴极，在阴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应。
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，否则不能取下电池阴极封条。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。
锌空气电池正负极反应式
锌空气电池是一种常用的氧化还原型电池，它的正极反应式为:Zn(s) + O2(g) -> ZnO(s) + e-这是一个氧化反应，锌电极上的锌原子被氧气氧化成锌氧化物，并释放出电子。
而负极反应式则是:1/2O2(g) + H2O(l) + 2e- -> 2OH-这是一个还原反应，氧气在水中还原成氢氧根离子，并吸收电子。
•总反应式为: Zn(s) + 1/2O2(g H2O(l) -> ZnO(s) + 2OH-在锌空气电池的正极，锌被氧化成锌氧化物并释放出电子，而在负极，氧气在水中还原成氢氧根离子并吸收电子。
这样，在负极和正极之间就形成了电动势差，产生电流。
锌空气电池具有高能量密度、高电动势、环境友好、使用寿命长等优点，广泛应用于各种便携式电源、医疗设备、手持工具、儿童电动玩具等领域。
锌空气电池的正极为锌电极，其上的锌原子在氧气的作用下氧化成锌氧化物，并释放出电子。
锌氧化物是一种黑色粉末状的物质，它是锌空气电池正极上的电极材料。
负极是氧化还原型电池中必不可少的部分，在锌空气电池中，负极为氧化负极，是氧气电极。
氧气在水中还原成氢氧根离子并吸收电子。
锌空气电池的工作过程是：锌空气电池正极上的锌原子被氧气氧化成锌氧化物并释放出电子，而在负极上，氧气在水中还原成氢氧根离子并吸收电子。
这样，在负极和正极之间就形成了电动势差，产生电流。
锌空气电池在工作过程中会产生氧化还原反应，锌氧化物会在正极上逐渐积累，而氢氧根离子会在负极上逐渐积累。
随着电池使用的进行，锌氧化物会越来越多，而氢氧根离子会越来越少，电池的电动势差会逐渐降低，电池的电力输出也会逐渐减弱。
多金属氧酸盐 zn-空气电池
多金属氧酸盐 zn-空气电池
多金属氧酸盐锌-空气电池是一种新型的可再充电电池，也被
称为锌空气电池。
它采用锌作为负极材料，空气作为正极材料。
在充放电过程中，锌通过氧化还原反应与空气中的氧气相互作用，从而释放出电能或吸收电能。
该电池的工作原理如下：
充电：在充电过程中，外部电源施加在电池上，使电池中的锌负极发生反应，生成氧化物，同时推动电子流动，将电子输送至正极。
在正极上，氧气从空气中吸收电子，生成氢氧根离子。
同时，在锌负极上产生的氧化物，通过电子传输到正极上与氢氧根离子结合，还原成锌负极，从而实现充电。
放电：在放电过程中，锌负极与空气中的氧气反应，生成氧化物，并释放出电子。
电子通过外部电路流向正极，释放出电能，同时锌负极通过电解质中的液体或固体传输至正极。
在正极上，氧化物与氢氧根离子再次结合，生成氧气，并通过空气中的通孔释放至外界。
锌负极在反应中逐渐消耗，同时空气中的氧气也逐渐耗尽，电池电能会逐渐减弱。
多金属氧酸盐锌-空气电池具有高能量密度、长循环寿命、低
成本等优点，广泛应用于电动车辆、储能系统等领域。
但同时也面临一些挑战，如锌枝晶生长、氧氧化物生成速度过慢等问题，需要进一步研究和改进。
锌空气电池原理及应用
锌空气电池原理及应用锌空气电池是一种新型的碱性电池，它以锌为负极材料，空气为正极材料，利用空气中的氧气与锌负极化学反应产生电能。
锌空气电池具有体积小、容量大、能量密度高、可充电性好等优点，成为目前电动汽车、储能设备等领域的重要电池。
1.高纯度锌锭被放入负极材料中，锌与电解液中的氢氧根离子发生反应，生成锌离子和电子；2.负极上的电子通过外部电路流动到正极，形成电流；3.正极是由氧气和水组成的多孔隔板，当电子到达正极时，与来自空气中的氧气进行化学反应，生成氢氧根离子；4.氢氧根离子与锌离子结合形成氢氧化锌，同时释放出电子；5.电子通过外部电路再次回到负极，与锌离子结合形成锌。
1.电动汽车：由于锌空气电池具有高能量密度和重量轻的特点，可以显著提高电动汽车的续航里程，并且充电方便快捷，因此被视为理想的电动汽车能源解决方案。
2.储能设备：锌空气电池在储能设备中，可以存储大量的电能，用于平衡供需之间的差异，为电网提供稳定的电力输出。
3.便携式电子设备：由于锌空气电池体积小、容量大，可以为便携式电子设备如智能手机、平板电脑等提供更长时间的电力供应。
4.深海探测器：锌空气电池具有耐腐蚀、高压力耐受、体积小等特点，适用于深海探测设备，为这些设备提供可靠的电力支持。
5.紧急备用电源：锌空气电池可以作为紧急备用电源，在停电等情况下提供持久的电力供应。
锌空气电池在实际应用中还面临一些挑战。
首先是氧气催化剂的稳定性问题，氧气催化剂的活性会随时间的推移而减弱，导致电池性能下降。
其次是锌电极在反应过程中容易形成枝晶，影响电池的寿命和稳定性。
针对这些问题，研究人员正在开展多方面的努力，包括催化剂的改进、电极结构的设计优化等，以提高锌空气电池的性能和稳定性。
总之，锌空气电池作为一种新型的电池技术，具有广阔的应用前景。
它能够提供高能量密度的电力输出，为电动汽车、储能设备及其他便携式电子设备提供可靠的电力支持，有望在未来能源领域发挥重要作用。
锌空气电池
锌空气电池( zinc air battery)，用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质，以锌为负极，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。
又称锌氧电池。
分为中性和碱性两个体系的锌空气电池，分别用字母A和P表示，其后再用数字表示电池的型号。
1.什么是锌空气电池锌空气电池是以空气中的氧气为正极活性物质，金属锌为负极活性物质的一种新型化学电源。
锌空气电池是一种半蓄电池半燃料电池。
首先，负极活性物质同锌锰、铅等蓄电池一样封装在电池内部，具有蓄电池的特点；其次，正极活性物质来自电池外部的空气中所含的氧。
锌-空气电池的电压为1.4 V左右，放电电流受活性炭电极吸附氧及扩散速度的制约。
纽扣形锌-空气电池的电荷量在200~400 mA·h，已广泛用于助听器中。
2.锌空气电池的工作原理锌空气电池以锌（Zn）为正极、氧为负极、氢氧化钾（KOH）为电解质。
锌空气电池地化学反应与普通碱性电池类似，其基本工作原理为电池正极上的锌与电解液中的OH－发生电化学反应(负极反应)，释放出电子。
同时GDE（气体扩散电极或空气负极）反应层中的催化剂与电解液及经由扩散作用进入电池的空气中的氧气相接触，吸收电子，发生电化学反应(正极反应)。
但锌空气电池充电过程进行得十分缓慢，通常锌空气电池正极的锌板或锌粒，在放电过程中，被氧化成氧化锌而失效后，一般采用直接更换锌板或锌粒和电解质的办法，使锌空气电池完全更新。
3.锌空气电池的优缺点优点1.电池容量大。
空气电极工作正常的话，锌空气电池的理论容量是由负极活性物质的量决定的。
负极（锌电极）位于电池内部，正极（空气电极）紧接电池外壳内侧，而且正极活性物质是来自空气中的氧气，所以空气电极占据电池的空间非常小，因此，在相同的体积和重量下，锌空气电池内可以装填更多的负极反应物质，从而与传统电池相比，它具有更高的容量（锌空气电池的制造成本与同型号碱性锌锰电池的大体相同，但容量却是同型号碱性锌锰电池的2.5倍以上,是普通干电池的5－7倍）。
锌空电池和锌离子电池
锌空电池和锌离子电池一、概述锌空电池和锌离子电池都是以锌为负极材料的电池。
锌空电池的正极材料是空气中的氧气，而锌离子电池的正极材料则是其他氧化剂，例如二氧化锰或钒氧化物。
二、工作原理1. 锌空电池锌空电池在放电过程中，锌负极发生氧化反应，生成锌离子，锌离子迁移到电解液中，并到达正极。
正极的氧气发生还原反应，生成氧离子。
锌离子和氧离子在电解液中结合形成氧化锌。
2. 锌离子电池锌离子电池在放电过程中，锌负极发生氧化反应，生成锌离子，锌离子迁移到电解液中，并到达正极。
正极的氧化剂发生还原反应，吸收电子。
锌离子和氧化剂在电解液中结合形成氧化锌。
三、比较1. 优点•锌空电池和锌离子电池都具有能量密度高、成本低、环保等优点。
2. 缺点•锌空电池的缺点是电压较低、循环寿命较短，且正极容易受到污染。
•锌离子电池的缺点是能量密度低于锌空电池，且正极材料的选择较为困难。
四、应用•锌空电池主要应用于电动汽车、无人机等领域。
•锌离子电池主要应用于可穿戴设备、储能等领域。
五、发展前景锌空电池和锌离子电池都是具有发展潜力的电池技术。
随着技术的进步，锌空电池和锌离子电池的性能将不断提高，应用范围也将不断扩大。
以下是一些锌空电池和锌离子电池的应用案例：•2022年，宁德时代发布了第一代钠离子电池，其正极材料采用了锌离子电池的正极材料之一钒氧化物。
•2023年，特斯拉宣布将推出使用锌空电池的电动汽车。
总结锌空电池和锌离子电池都是具有发展潜力的电池技术。
随着技术的进步，锌空电池和锌离子电池将为我们的生活带来更多的便利。
锌-空气电池的电解液
锌-空气电池的电解液锌-空气电池是一种利用锌和空气作为电极材料的电池，其电解液起着重要的作用。
电解液是电池中的重要组成部分，它能够提供离子传输的通道，使电池正常工作。
锌-空气电池的电解液通常是碱性的，常见的电解液有氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液。
这种碱性电解液可以提供足够的氢氧根离子（OH-），使锌电极上的锌离子（Zn2+）在电极上溶解并释放出电子。
同时，电解液中的氧气（O2）通过气体透过膜进入电池的正极反应区域，与锌离子反应生成氢氧化锌（Zn(OH)2）。
这个过程中，电解液不参与反应，只起到传递离子的作用。
锌-空气电池的电解液具有一定的浓度要求，过高的浓度会增加电池内阻，影响电池的性能，而过低的浓度则会降低电池的输出功率。
因此，在设计锌-空气电池时，需要根据具体的应用需求选择合适的电解液浓度。
锌-空气电池的电解液还需要具备一定的导电性和溶解性。
导电性是指电解液能够有效地传递离子，确保电池正常工作；溶解性是指电解液能够充分溶解反应物，使反应能够顺利进行。
因此，在选择电解液时，需要考虑其导电性和溶解性的要求。
锌-空气电池的电解液还需要具备良好的稳定性和耐久性。
稳定性是指电解液在电池工作过程中不易分解或变质，以保证电池的长周期稳定工作；耐久性是指电解液能够在长时间的使用中不发生性能下降或损坏，以延长电池的使用寿命。
因此，在选择电解液时，需要考虑其稳定性和耐久性的要求。
锌-空气电池的电解液在电池中起着重要的作用，它能够提供离子传输的通道，使电池正常工作。
在选择电解液时，需要考虑其浓度、导电性、溶解性、稳定性和耐久性等因素，以满足电池的性能要求。
未来，随着科技的不断进步，锌-空气电池的电解液将会得到进一步的改进和优化，以提高电池的能量密度和循环寿命，促进其在可再生能源和便携式设备等领域的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
锌空气蓄电池锌空气电池又称锌氧电池，是金属空气电池的一种。
锌空气电池比能理论值是1350W·h/kg，现在的比能量已达到了230Wh/kg，几乎是铅酸电池的8倍。
可见锌空气电池的发展空间非常大。
锌空气电池只能采取抽换锌电极的办法进行“机械式充电”。
更换电极的时间在3min即可完成。
换上新的锌电极，“充电”时间极短，非常方便。
如此种电池得到发展，省去了充电站等社会保障设施的兴建。
锌电极可在超市、电池经营点、汽配商店等购买，对普及此电池电动车十分有利。
这种电池具有体积小，电荷容量大，质量小，能在宽广的温度范围内正常工作，且无腐蚀，工作安全可靠，成本低廉等优点。
现在试验电池的电荷容量仅是铅酸电池的5倍，不甚理想。
但5倍于铅酸电池的电荷量已引起了世人的关注，美国、墨西哥，新加坡及一些欧洲国家都已在邮政车、公共汽车、摩托车上进行试用，也是一极有前途的电动车用电池。
前不久，有报道称中航国际公司与北京长力公司在京签约合作开展锌空气电池产业化项目，北京锌空气电池研究中心也一并揭牌。
两家公司将共同投资5
亿元，预计在3年时间内实现锌空气电池的产业化。
有报道称，锌空气电池将会成为21世纪理想动力源，大有代替锂电池一举称霸电池市
场的态势。
锌空气电池看似“要火”，而在这热火朝天大张旗鼓的干劲背后也有不同的声音。
有关业内人士认为，锌空气电池的产业化生产只不过是众多炒作概念中的一个，现实推广难度非常之大。
锌空气电池也在炒概念？
比起大众熟悉的铅酸电池、镍氢电池、镍锌电池等产品，锌空气电池似乎不太为人们所知。
据中国电池协会副理事长、技术委员会主任王金良介绍，锌空气电池亦称锌氧电池，是金属空气电池的一种。
它是以活性物质锌作为正极，以空气中的氧作为负极的电池。
在原理上等同于锌这个固体燃料在燃烧，从此意义上理解也可称其为燃料电池。
负极活性物质氧直接来源于空气，不受电池体积大小的影响，电池的体积只取决于正极材料的大小。
空气是无形的，不能直接构成电板，需利用多孔的石墨作为负极。
空气中的氧要溶解到电解液中，随后为石墨吸附。
正极锌与吸附的氧产生电化学反应，产生电流。
锌不间断进行氧化，不间断释放出电流。
只要有锌和空气，就能进行锌氧化“燃烧”。
据有关专家介绍，从理论上讲，石墨电极不损耗，只参与工作，因此可不必更换。
锌要随所提供电能的增加而减少，直至耗尽。
此时就要换装新的锌电极。
从正电板看，锌空气电池是一个完整的电池，而对于负极来说，其充其量只是个能量转换器，但锌空气电池确确实实是二次电池。
专家认为，现在试验电池的电荷容量仅是铅酸电池的5倍，不甚理想。
但仅仅如此也已
引起了世人的关注，而且由于正极反应活性材料氧是来源于电池本体之外的空气，取之不尽，用之不竭。
因此，只要有充分的负极材料锌和电解液的存在，理论上说空气正极就可以不断地工作下去，锌空气电池的这一特点，显示了它的高比能量的优势，长期以来引起人们极大兴趣。
美国、墨西哥、新加坡及一些欧洲国家都已在邮政车、公共汽车、摩托车上进行试用。
据了解，锌空气电池的发明已经有上百年的历史，以其能量大、容量大、能量高、工作电压平稳、使用寿命长、性能稳定、无毒无害、安全可靠、没有爆炸隐患、资源丰富、成本
低廉等诸多优点而被公认为非常优秀的储能材料。
1995年以色列电燃料（ElectricFuel）有
限公司首次将锌空气电池用于电动汽车上，使得锌空气电池进入了实用化阶段。
美国以及德国、法国、瑞典、荷兰、芬兰、西班牙和南非等多个国家也都在电动汽车上积极地推广应用锌空气电池。
前不久中航长力的大手笔又使锌空气电池再一次“闪亮登场”。
一时间，名不见经传的锌空气电池被赋予了“21世纪的新型能源”，“21世纪理想动力源”
等光鲜亮丽的头衔。
虽然锌空气电池已有一百多年历史，目前国外国内也有大力开发的声音和实际的举动，但对于普通大众而言，它仍然还是个新名词，而对于这个盛名之下的新名词，还存在不同的声音。
“锌空气电池现在大多是炒作，玩概念。
那是实验室里的理想状态，实际要想做到大规模的批量化生产非常困难。
”中国电池工业协会秘书长王敬忠如是说。
锌空气电池虽然已有一百多年历史，但到目前为止也还只是应用在小型电池领域，比如助听器、电子表、计算器等。
“一方面是这种电池的保质期很短，因为它需要和空气中的氧反应才能形成电流，一旦揭开电池表面的胶带需要尽快使用，不然很容易释放。
”王敬忠表示：“更为困难的是，锌空气电池汞的含量比较高，这是限制发展的。
这也是为什么尽管它优点很多，却很难推广开来的重要原因。
”
王敬忠还透露，关于锌空气电池，以前曾鼓励发展过，产业结构调整后，相关部门已经不鼓励其发展，今年电池结构调整目录已决定将其调整出去。
对于不鼓励锌空气电池发展的原因，王金良也认为，一方面虽然锌空气电池已有上百年的历史，技术上已成熟，但是就这种电池本身而言，它不是绿色电池，无论使用还是回收对于环境都是不友好的，尤其是汞的存在；另一方面，就电池作为产品的性价比也是比较低的，虽然电池的材料成本不是很高，但是制作成本和回收再利用的成本比较高，如果要大规模的发展，必须建立起相应的一系列配套设施。
这个成本相对来说就比较昂贵了，根本没办法大规模生产。
一些专家认为，从第一代的铅酸电池到镍氢电池、锂电池再到现如今的燃料电池，电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，后石油时代的来临，使人们寻求、开发和利用新能源的脚步越来越急切，电池电源系统行业的发展也越来越受到人们的关注。
但是，从被抬高为电池工业发展趋势的燃料电池到如今被炒作为“21世纪理想动力源”的锌空气电池，往往是虚名大于实际。
《中国质量报》。