锌空气电池的工作原理,化学表达式

锌空气电池的结构和工作原理2011-07-16 19:42:34| 分类：电化学 | 标签： |字号大中小订阅1 锌空气电池的结构和工作原理锌空气电池主要由正电极、负电极以及电解液三部分组成。

其中正极是空气电极（氧电极），负极是金属电极（锌电极），电解液则主要是氢氧化钠或氢氧化钾碱性溶液。

比如碱性锌－空气电池的电池表达式为：（-）Zn?KOH?O2(空气)（+）正极（空气电极）反应： 1/2 O2 + H2O + 2e－ ? 2 OH－负极（锌电极）反应：Zn+ 4OH－ ? Zn(OH)42－ + 2e－Zn(OH)42－ ? ZnO + H2O + 2OH－Zn + 2OH－ ? ZnO + H2O + 2e－电池总反应：Zn + 1/2 O2 ? ZnO1.1 正极（空气电极）锌空气电池的正极是一种气体扩散电极，一种透气不透液、具有良好导电性和催化活性的薄膜。

空气电极的制作方法主要有：冲压法、辊压法、丝网印刷法和喷射法等。

常见的空气电极薄膜一般由防水透气膜、集流网和催化膜三层压制而成。

防水透气膜主要是按照一定比例把导电材料（碳黑或乙炔黑或它们的混合物）和造孔剂（硫酸钠、草酸铵、碳酸氢铵等）用分散剂乙醇混合均匀，再加入粘结剂（聚四氟乙烯）不断搅拌使之分散均匀，经凝聚后辊压而成；集流网可以是镍丝编织网、镍泊冲拉网、铜材编织网、铜材冲拉网或镀银铜网等；而催化膜主要是将催化剂（二氧化锰）、活性炭和硫酸钠用乙醇混合均匀后加入聚四氟乙烯乳液（加有少量亲水性纤维素）不断搅拌，待之分散均匀，经凝聚后辊压而成。

常见的空气电极一般为集流网嵌入型，即按照防水透气膜、集流网和催化膜的顺序压制成型。

正极活性物质是来源于空气中的氧气。

来自空气的氧气首先溶解在电解液中，然后扩散吸附到空气电极的催化膜上，在催化剂的催化作用下在“气、液、固”三相界面发生还原反应生成OH－。

生成的OH－再扩散到锌负极与锌发生反应。

1.2 负极（锌电极）负极活性物质是金属锌或者锌合金（比如Zn与Ga、In、Pb、Bi、Sn等一种或多种元素的合金）的粉末或小颗粒。

锌空气电池正极
锌空气电池是一种基于锌和空气中氧气反应的电池，其正极材料通常是氧化锌（ZnO）。

在锌空气电池中，锌作为负极，会在电池放电时被氧化，同时产生电子流。

而氧化锌作为正极，会在电池充电时接受电子，并与空气中的氧气反应，生成锌氧化物（ZnO2）和水（H2O），同时释放出电子。

反应方程式如下：
Zn + 1/2 O2 + H2O → ZnO + 2OH- + 2e-
在这个反应中，锌和氧气反应生成了锌氧化物和水，同时释放出了电子。

电子流在外部电路中流动，从而产生电能。

氧化锌作为正极材料具有以下优点：
1. 稳定性好：氧化锌在空气中稳定性较好，不易受到空气中的水分和二氧化碳等物质的影响。

2. 导电性能好：氧化锌具有较高的电导率，可以有效地传导电子。

3. 成本较低：氧化锌是一种常见的材料，成本相对较低。

因此，氧化锌作为锌空气电池的正极材料具有很好的应用前景。

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。

1 锌空气电池的结构和工作原理锌空气电池主要由正电极、负电极以及电解液三部分组成。

其中正极是空气电极（氧电极），负极是金属电极（锌电极），电解液则主要是氢氧化钠或氢氧化钾碱性溶液。

比如碱性锌－空气电池的电池表达式为：Zn½KOH½O2(空气)（+）正极（空气电极）反应：1/2 O2 + H2O + 2e－® 2 OH－负极（锌电极）反应：Zn+ 4OH－® Zn(OH)42－+ 2e－Zn(OH)42－® ZnO + H2O + 2OH－Zn + 2OH－® ZnO + H2O + 2e－电池总反应：MZn + 1/2 O2 ® ZnO1.1 正极（空气电极）锌空气电池的正极是一种气体扩散电极，一种透气不透液、具有良好导电性和催化活性的薄膜。

空气电极的制作方法主要有：冲压法、辊压法、丝网印刷法和喷射法等。

常见的空气电极薄膜一般由防水透气膜、集流网和催化膜三层压制而成。

防水透气膜主要是按照一定比例把导电材料（碳黑或乙炔黑或它们的混合物）和造孔剂（硫酸钠、草酸铵、碳酸氢铵等）用分散剂乙醇混合均匀，再加入粘结剂（聚四氟乙烯）不断搅拌使之分散均匀，经凝聚后辊压而成；集流网可以是镍丝编织网、镍泊冲拉网、铜材编织网、铜材冲拉网或镀银铜网等；而催化膜主要是将催化剂（二氧化锰）、活性炭和硫酸钠用乙醇混合均匀后加入聚四氟乙烯乳液（加有少量亲水性纤维素）不断搅拌，待之分散均匀，经凝聚后辊压而成。

常见的空气电极一般为集流网嵌入型，即按照防水透气膜、集流网和催化膜的顺序压制成型。

正极活性物质是来源于空气中的氧气。

来自空气的氧气首先溶解在电解液中，然后扩散吸附到空气电极的催化膜上，在催化剂的催化作用下在“气、液、固”三相界面发生还原反应生成OH－。

生成的OH－再扩散到锌负极与锌发生反应。

1.2 负极（锌电极）:负极活性物质是金属锌或者锌合金（比如Zn与Ga、In、Pb、Bi、Sn等一种或多种元素的合金）的粉末或小颗粒。

1. 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。

2. 锌空气电池的构造在单体电池中以锌为正极，氧为负极，采用外氧式设计，在锌空气电池两侧有两块高功率、长寿命的空气电极。

成品的锌空气电池由一组单体电池串联而成，车载锌空气动力电池组还包括空气流通保障系统和电池组热管理系统两个子系统，以确保动力电池组能够长期、稳定地运转。

空气流通保障系统，调节进入锌空气电池负极地空气量，当不使用电池时，可以自动切断空气。

热管理系统保证锌空气电池组能够可靠地工作。

用更换锌空气电池中的锌板或锌粒和电解质的"机械式"充电模式，既方便又快捷，只需3min即可完成"充电"全过程。

更换下来的氧化锌在专门的工厂进行回收处理，实现锌的再生循环。

3. 锌空气电池的基本特性● 充电特性锌空气电池的充电模式，打破了普通蓄电池的常规充电模式，采用机械式更换电池的锌板或锌粒的"充电"模式，整体更换锌空气电池的活性物质，将整个锌空气电池进行更换，电池不再需要花很长的时间来充电，更换一块20kWh的电池块只需要1分40秒。

只要在公路沿线设置锌板或锌粒匣以及电解质器匣的机械式整体更换站，其效果如同现在内燃机汽车的加油站，直接"充电"，可以为用户提供很大的方便。

● 放电特性锌空气电池具有大电流持续放电的能力，能够满足EV快速加速和连续爬坡的要求。

锌空气电池（Zinc锌空气电池（Zinc-Air）时间:2010-09-07 21:18来源:新能源汽车聚焦网作者:admin 点击: 362次锌空气电池的正极是氧，负极是锌，电解质是氢氧化钾，它具有比能量大、性能稳定、安全性好、成本低等特点，不足之处是对空气的湿度及二氧化碳十分敏感。

锌空气电池的工作原理锌空气电池的构造锌空气电池的充电特征锌空气电池的放电特性锌空气电池的性能特点锌空气( Zinc- air)电池的发明已有上百年历史。

1995年，以色列电燃料(Electric Fuel)公司首次将锌空气电池用于电动汽车上，使得空气电池进入了实用化阶段。

美国、德国、法国、瑞典、荷兰、芬兰、西班牙、葡萄牙和南非等多个国家也都在电动汽车上积极推广应用锌空气电池。

1. 锌空气电池的工作原理锌空气电池以锌为负极，以氧为正极，以氢氧化钾( KOH)溶液为电解质。

锌空气电池的化学反应与普通碱性电池类似，在特殊催化剂的催化作用下，当电池放电时，锌摄取疏松碳块内从空气中吸附到的氧气，锌和氧发生化学反应生成氧化锌( ZnO)，其正极、负极和总反应的放电时化学反应方程式为：锌空气电池在放电过程中，由于其锌板或锌粒通常被氧化成氧化锌( ZnO)而几乎失效，使得锌空气电池要再充电，其过程进行得十分缓慢。

加快反应速度要有足够的催化剂（如铂、银）。

含有催化剂的电极表面需同时与氧及电解液接触，才能发生氧化还原。

又由于对还原有催化作用的铂族、银族催化剂价格很贵，因而一般采用直接更换锌板或锌粒和电解质的方法，使锌空气电池完全更新，所以锌金属的消耗量较大。

2. 锌空气电池的构造锌空气单体电池的结构如图所示，其中图a为结构图，图b为空气极板的局部放大图。

电池的氧由电池下端(见图a)的空气孔供给，负极活性物质为锌粒，电解质为胶体化的30%氢氧化钾KOH电解液。

其空气极板（见图b）由隔离层、催化剂层、集屯层和空气扩散层等组成。

催化剂层使用表面改性的活性炭或炭黑材料，集电层用导电良好的金属网和塑料制成，空气扩散层用纤维素作扩散纸，催化剂层和空气扩散层之间有用聚四氟乙烯树脂做的含水层。

锌空气电池的结构和工作原理2011-07-16 19:42:34| 分类：电化学 | 标签： |字号大中小订阅1 锌空气电池的结构和工作原理锌空气电池主要由正电极、负电极以及电解液三部分组成。

其中正极是空气电极（氧电极），负极是金属电极（锌电极），电解液则主要是氢氧化钠或氢氧化钾碱性溶液。

比如碱性锌－空气电池的电池表达式为：（-）Zn?KOH?O2(空气)（+）正极（空气电极）反应： 1/2 O2 + H2O + 2e－ ? 2 OH－负极（锌电极）反应：Zn+ 4OH－ ? Zn(OH)42－ + 2e－Zn(OH)42－ ? ZnO + H2O + 2OH－Zn + 2OH－ ? ZnO + H2O + 2e－电池总反应：Zn + 1/2 O2 ? ZnO1.1 正极（空气电极）锌空气电池的正极是一种气体扩散电极，一种透气不透液、具有良好导电性和催化活性的薄膜。

空气电极的制作方法主要有：冲压法、辊压法、丝网印刷法和喷射法等。

常见的空气电极薄膜一般由防水透气膜、集流网和催化膜三层压制而成。

防水透气膜主要是按照一定比例把导电材料（碳黑或乙炔黑或它们的混合物）和造孔剂（硫酸钠、草酸铵、碳酸氢铵等）用分散剂乙醇混合均匀，再加入粘结剂（聚四氟乙烯）不断搅拌使之分散均匀，经凝聚后辊压而成；集流网可以是镍丝编织网、镍泊冲拉网、铜材编织网、铜材冲拉网或镀银铜网等；而催化膜主要是将催化剂（二氧化锰）、活性炭和硫酸钠用乙醇混合均匀后加入聚四氟乙烯乳液（加有少量亲水性纤维素）不断搅拌，待之分散均匀，经凝聚后辊压而成。

常见的空气电极一般为集流网嵌入型，即按照防水透气膜、集流网和催化膜的顺序压制成型。

正极活性物质是来源于空气中的氧气。

来自空气的氧气首先溶解在电解液中，然后扩散吸附到空气电极的催化膜上，在催化剂的催化作用下在“气、液、固”三相界面发生还原反应生成OH－。

生成的OH－再扩散到锌负极与锌发生反应。

1.2 负极（锌电极）负极活性物质是金属锌或者锌合金（比如Zn与Ga、In、Pb、Bi、Sn等一种或多种元素的合金）的粉末或小颗粒。

For personal use only in study and research; not for commercial use锌-空气电池的化学反应原理锌-空气电池剖面图锌空气电池是一类结构特殊的品种。

负极采用了锌合金。

而正极材料，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。

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。

阴极：Zn + 2OH–→ZnO + H2O + 2e–阳极：O2 + 2H2O + 4e–→4OH–综合：2Zn + O2– + 2e–→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是电池产生化学反映。

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。

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。

锌空气电池原理及应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。

锌空气电池的充电过程进行得十分缓慢，为解决这一问题，通常锌空气电池的负极锌板或锌粒，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方法，使锌空气电池得到完全更新。

放电时正、负极和总反应的化学方程式为：2Zn+O2+2H2O=2Zn（OH）2锌空气电池原理及应用于取得了突破性进展而异军突起，并悄然在美国开花，在上海结果。

美国博信（Pow-erzic电池公司日前在上海建立了研发中心及生产工厂，第一代商品化的锌空气动力燃料电池已经通过了上海市环保产品质量监督检验总站的检测，开始上市试销。

锌空气燃料电池的原理早在100多年前就已被发现，它的能量值比铅酸电池高出5~7倍。

该项技术近50年来在国内也曾有过多层面的研发，但均未在产品化上取得实质性的突破。

博信公司历时7年，耗资数千万美元，一举攻克了以往研发过程中所遇到的功率低、不稳定、不可靠等难题。

据介绍，博信是目前世界上惟一一家能把锌空气动力燃料电池技术推进到最接近产品化的公司，已得到美国府的高度认可和支持，其技术已在美国申请了专利，并申请了包括中国在内的世界上126个国家的专利及优先权。

由于锌空气燃料电池具有安全、零污染、高能量、大功率、低成本及材料可再生等优点，因而被专家们认为是装备电动汽车等的理想动力电源。

如果能普及使用锌空气燃料电池的话，可大大减少空气和噪声污染。

因此，由美国能源部和中国科技部授权成立的美中能源环境技术交流中心已经把锌空气动力燃料电池作为向中国推荐的重点合作项目。

我国是锌储量居世界第一的国家，在氢氧燃料电池车的商业化面价格昂贵、投资巨大、技。

固态锌空气电池组成
固态锌空气电池由正极、负极和电解质组成。

正极：正极使用锌(Zn)金属作为活性材料。

锌在反应中氧化成
锌离子(Zn2+)，释放电子。

负极：负极通常使用空气作为活性材料。

空气中的氧气(O2)参与反应，与电子结合生成氧化物离子(O2-)。

电解质：电解质是一种固态或液态物质，能够导电并在正负极之间传递离子。

在固态锌空气电池中，电解质通常是固态的，如固体氧化物或盐。

固态锌空气电池的工作原理如下：
当电池接通电路时，锌金属在正极氧化成锌离子，释放出电子。

电子在电路中流动，产生电能。

锌离子穿过电解质，沿着离子通道移动到负极。

在负极，氧气与电子结合生成氧化物离子。

氧化物离子通过电解质内的离子通道返回正极，参与电子的再组合反应，生成锌金属。

这个循环反应不断进行，从而产生持续的电流。

锌空气电池原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊锌空气电池原理。

你说这锌空气电池啊，就像是一个小小的能量魔法盒。

锌就像是一个勤劳的小工人，一直在努力工作呢。

想象一下，锌和空气中的氧气就像两个小伙伴，它们一相遇，嘿，化学反应就开始啦！锌把自己的电子贡献出来，氧气呢，则欢快地把这些电子接住，这一过程中就产生了电能。

这不就跟咱人和人合作做事一样嘛，大家各自发挥长处，就能创造出好的成果。

锌空气电池有个特别厉害的地方，它的能量密度挺高的哟！也就是说，在同样大小的空间里，它能储存更多的能量呢。

这好比是同样大小的背包，它能装下更多的东西，那可就实用多啦，是不是？而且它相对来说还比较环保呢，不会产生太多让人头疼的污染物。

那它是怎么工作的呢？简单来说，锌在电池里被氧化，产生电流，然后氧气再参与进来，让这个过程持续下去。

这就好像是一场接力赛，锌跑了第一棒，氧气接着跑第二棒，一直这样传递下去，电能就源源不断地产生啦！你看，生活中好多东西都有类似的原理呢。

就像我们每天吃饭获取能量，然后去做各种事情，这也是一种能量的传递和转化呀！锌空气电池不也是这样嘛，把化学能转化成电能，让我们的各种小电器能正常工作。

哎呀，这锌空气电池真的挺神奇的呀！它虽然小小的，却有着大大的能量。

在我们的生活中默默发挥着作用，为我们的便利生活贡献着力量。

我们可不能小瞧了它哟！它就像是一个低调的小英雄，不声不响地在那里工作着。

我们用的一些电子设备，说不定里面就有它在努力发电呢！所以啊，我们得好好感谢它，让我们能随时随地享受科技带来的便利。

总之呢，锌空气电池原理虽然有点复杂，但其实也不难理解。

只要我们用心去感受，去观察生活中的这些小细节，就能发现它的奇妙之处啦！大家说是不是呀！。

锌空气电池的类型及构成空气电池是化学电池的一种。

构造原理与干电池相似，所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧。

例如有一种空气电池，以锌为阳极，以氢氧化钠为电解液，而阴极是多孔的活性炭，因此能吸附空气中的氧以代替一般干电池中的氧化剂（二氧化锰）。

根据电器调查空气电池可分为：锌空气电池、锂空气电池、铝空气电池。

今天电器先带大家来认识一下锌空气电池，在后续的报道中电器会继续带来对锂空气电池、铝空气电池的报道。

锌空气电池：锌空气电池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。

锌空气电池的构成：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——是起催化作用的碳从空气中吸收氧。

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锌空气电池化学方程式：阳极：Zn + 2OH–→ZnO + H2O + 2e–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。

锌空气电池类型：锌空气电池主要有4种类型：①中性锌空气电池:结构与锌锰圆筒形电池的类同，也采用氯化铵与氯化锌为电解质，只是在炭包中以活性炭代替了二氧化锰，并在盖上或周围留有通气孔，在使用时打开。

②纽扣式锌空气电池：结构与锌银扣式电池基本相同，但在正极外壳上留有小孔，使用时可打开。