锌银电池ppt课件

降 氧化银电极充放电曲线(电势相对于锌电极)
物质 电阻率（Ω·m）
密度（g/cm3）
Ag 1.59×10-8
10.9
Ag2O 1×106
7.15
AgO (10～15)×10-2
7.44
2.2.3 氧化银正极
➢充放电特性
特征：
第2章 锌电池
1—充电曲线 2—放电曲线
1
2
I. 充放电曲线有两个平阶
II. 充电曲线存在一个C点 到D 点的电压回落点
2.2.1锌银电池概述
➢ 锌银电池发展史 ✓ 世界锌银电池
1800年伏特提出锌银电池堆 1883年克拉克(Clarke)的专利中叙述了碱性锌 氧化银原电池 1887年邓恩(Dun)和哈斯莱彻(Hassla—cher)的 专利中首次提出了锌氧化银蓄电池 1941年法国的亨利·安德列(H．Andr6)提出 使用赛璐玢半透膜作隔膜，才实现了可实用 的锌银电池。 20世纪50年代Yard—ney设计制造出实用的 可充锌银电池
负极反应 : Zn 2OH Zn(OH)2 2e
Zn 2OH ZnO H2O 2e
2.2.2 Zn-Ag工作原理
总反应 :
Zn 2AgO H2O Zn(OH)2 Ag2O Zn 2AgO ZnO Ag2O
Zn Ag2O H2O Zn(OH)2 2Ag
Zn Ag2O ZnO 2Ag
Zn－2e＋4OH－→Zn(OH)4-
当溶液被锌酸盐饱和或OH-减少：
Zn－2e＋2OH－→Zn(OH)2⇌ ZnO＋H2O
Zn恒电流阳极溶解 时的V-t曲线
产物为不溶性ZnO时，小电流放电，电池正常运行；大 电流放电，产生致密的ZnO覆盖整个Zn电极表面时， 出现阳极钝化现象；此时电极电势急剧升高；将使电极 发生钝化的最小电流密度称为临界电流密度。
2.2.4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ锌负极
第2章 锌电池
➢ 阳极钝化的影响因素
（1）锌电极的工作电流密度 （2）电极界面溶液中的物质传递速度
锌在6 mol/L KOH 中的阳极极化曲线
ab段：阳极溶解，极化小 bc段：b点i临界，电极开始钝化 ，c点完全钝化 cd段：电极钝化达到析氧电位 def段：新反应；电流上升
1—6 mol/L KOH，搅拌 2—6 mol/L KOH,不搅拌 3—6mol/LKOH,饱和ZnO，搅拌 4—6 mol/LKOH,饱和ZnO，不搅拌
充电搁置自放电：
AgO+Ag=Ag2O 2AgO =Ag2O +1/2 O2
第2章 锌电池
充电高阶电压段长度大于放电高阶段的长度——特征III
2.2.3 氧化银正极
➢充放电特性
✓ 低平阶
充电：Ag——Ag2O； Ag2O比 电阻大，密度小，致密膜， Ag+或O2- 通过阻力大，需低 倍率充电 放电：AgO-Ag2O ，密度差别 小，不致生成致密膜。
III. 充电高阶CE段的长度比 放电高阶电压A/B/段长 度长
✓ 放电曲线 • 高平阶:15%-30%放电容量；低平阶70%容量，很平稳 • 小电流或高精度电压场合，要消除高阶电压
2.2.3 氧化银正极
➢充放电特性
✓ 高平阶
充电：Ag2O——AgO； Ag——AgO 2个电子
放电：AgO-Ag2O 1个电子； Ag2O电阻大； 参加放电AgO比实际量更少
民用：扣式锌银电池和 开口式蓄电池
2.2.1锌银电池概述
第2章 锌电池
➢锌银电池类型
扣式电池（非贮备式湿荷电态电池）
锌-银电池
一次电池
贮备电池
人工激活电池 自动激活电池
二次电池
干式荷电态电池 干式放电态电池
人工激活
自动激活
2.2.1锌银电池概述
➢锌银电池应用
✓一次电池
第2章 锌电池
第2章 锌电池
发展：导弹和航天飞行器、飞机、潜水艇、浮标、导弹、 空间飞行器和地面电子仪表等特殊用途
2.2.1锌银电池概述
第2章 锌电池
✓中国锌银电池
导弹、宇航事业发展促进锌银电池发展。自从20世纪50年 代末开始研制，60年代中期，自行设计的导弹中获得应用。
已研制成各种 规格的原电池， 蓄电池和能瞬 间投入使用的 自动激活式锌 导弹用自动激活 银贮备电池， 用于各类导弹、 鱼雷等武器及 卫星的需要。
低温下放电态搁置
第2章 锌电池
2.2.4 锌负极
第2章 锌电池
➢锌负极特点
• 高比能量和高比功率 • 电极电势负 • 阳极极化小 • 电化当量低 • 电极过程可逆 • 资源丰富、成本低、无毒
➢锌负极问题
阳极钝化和阴极沉积（枝晶）
2.2.4 锌负极
第2章 锌电池
➢ 阳极钝化现象
Zn阳极溶解反应： 浓碱条件：产物可溶锌酸盐
2.2 锌银电池 主要内容
2.2.1 锌银电池概述 2.2.2 锌银电池工作原理 2.2.3 氧化银正极 2.2.4 锌负极 2.2.5 锌银电池性能 2.2.5 锌银电池制作工艺
第2章 锌电池
2.2.1锌银电池概述
第2章 锌电池
大青花鱼号潜艇 Albacore Agss569 锌银动力电池
➢ 锌银电池定义 锌氧化银电池:正极AgO/Ag2O; 负极Zn；电解液KOH 隔膜？ 外壳？
第2章 锌电池
2.2.3 氧化银正极
第2章 锌电池
➢充放电特性
析O2
充电曲线：
1—充电曲线 2—放电曲线
AB：Ag—Ag2O BC：Ag电极钝化
CD：生成AgO
DE：Ag/Ag2O生成AgO
E: 析出O2电位 1
放电曲线:
2 生成Ag
A/B/:AgO-Ag2O B/:Ag生成点 B/C/: AgO/Ag2O-Ag； C/D/ : AgO消耗，电压下
第2章 锌电池
氧化银电极可以大电流放电，但要小电流充电——特征IV
2.2.3 氧化银正极
➢自放电
荷电状态湿储存 ✓ Ag2O化学溶解 ：Ag(OH)2✓ AgO的分解：
固相分解 Ag+AgO→ Ag2O 液相分解 AgO → Ag2O+O2
溶解产物Ag(OH)2-， Ag(OH)4：向负极迁移，在隔膜上沉积 还原为Ag，隔膜自正极→负极 被氧化，致电池短路、失效。
✓ 蓄电池
小电流连续放电的的微型电器
鱼四甲型鱼雷YU-4
330块锌银电池作为动力 的“海豚”号试验潜艇
2.2.2 Zn-Ag工作原理
➢工作原理
第2章 锌电池
(－)Zn|KOH(或NaOH)|AgO(或Ag2O) (＋)
正极反应 : 2AgO H2O 2e Ag2O 2OH
Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH