介绍
至今,锌银电池已经历了100多年的发展,锌银电池的理论能量密度为300W·h/kg、1400W·h/dm3,实际能量密度为40~110W·h/kg、116~320W·h/dm3,是能量最高的水溶液电池。1883年克拉克(Clark)从理论上描述了第一个完整的碱性锌氧化银电池。1887年,邓等人发明了第一个完整的锌氧化银电池。 第一个成功的锌氧电池体系是由法国教授亨利·安德烈于1941年发明的,他在论文《锌银蓄电池》中描述了他的早期工作,并于1943年获得美国专利。锌银电池问世60年后,一次锌银电池和二次锌银电池已广泛应用于商业、航天、潜艇、核武器等领域。其可靠性高、安全性好的突出优点是其他电化学体系难以比拟的。一些发达国家,如美国、英国、法国、日本、德国、加拿大、意大利、俄罗斯和一些发展中国家都在开发和生产锌银电池。我国目前有6个工厂和研究所能够开发、设计和生产锌银电池。锌银电池是比特性和稳定电压输出最好的电池体系。锌银电池目前的研究方向是进一步提高锌银电池的比特性、双极性设计,提高活性物质的放电密度。
分类:锌银电池按工作性质可分为三类,第一类为一次电池(或称原电池),第二类为蓄电池(或称二次电池),第三类为后备电池(或称活化电池)。锌银电池按电池结构和特性可分为两大类六种电池,第一类为不充电式(或称干式),第二类为充电式电池。第一类电池为人工激活的蓄电池,这种电池需要经过1~3次充放电循环后才能正常工作。第二类电池又分为干式和湿式两种,干式指人工激活的一次或二次电池和自动激活的电池。湿式指一次电池、纽扣电池、一次和二次电池或全密封电池。干式的主要特点是电池在使用前不能输出电能网校头条,需经过激活过程; 湿式的主要特征是在使用前电池已经具备输出电能的能力,主要连接在用电设备即可使用。无论干式或湿式,这类电池使用前都无须充电。锌银电池按放电率可分为五类。第一类为低倍率电池,放电率小于0.5C;第二类为中倍率电池,放电率为0.5~3.5C;第三类为高倍率电池,放电率为3.5~7C;第四类为超高倍率电池,放电率大于7C;第五类为纽扣电池,最大放电电流不超过1mA。锌银电池的分类并不是互相独立的,而是相互联系的。
优缺点锌银电池具有以下优点:(1)比能量高;(2)放电效率高;(3)充电效率适中;(4)放电电压比较稳定;(5)自放电率比较低;(6)干贮存寿命比较长;(7)机械性能比较良好。
与此同时,锌银电池也存在明显的缺点,包括以下几点:(1)成本高;(2)寿命短;(3)低温性能差;(4)不耐过充电。
应用领域 锌银电池主要有以下几种应用: (1)高倍率电池:该类电池具有优越的大电流放电性能银密度,可作为各种导弹发射车的控制系统、伺服机构、发动机等设备的主电源,也可作为靶机、各种飞机的启动和应急电源。 (2)中倍率电池:锌银电池的工作电压很稳定,这在中、低倍率工作时更为显著,广泛应用于导弹、火箭的遥测系统、外测系统、安全自毁系统及仪器舱等。 (3)低倍率电池:低倍率电池不但电压稳定,而且性能可靠,适用于对电压稳定性要求极高的导弹或火箭上的仪器。密封的锌银电池还可作为返回卫星的主电源,使用寿命为几天到十几天。 (4)新闻摄影蓄电池:锌银电池因性能稳定、体积小、重量轻、使用维护简单,被各电影制片厂、中央、地方电视台等用作新闻摄影、电视摄影及照明电源。1
电池保持容量与循环寿命:锌银电池充电后在室温下放置三个月银密度,放出的电量一般为额定容量的85%。负极上枝晶的生长、隔膜的破裂使电池的寿命终止。低倍率电池的循环寿命可达100周以上。扩大锌银电池应用范围的关键,除了降低其成本外,延长锌银电池的循环寿命是关键。循环寿命与放电深度密切相关。由22个容量为8A·h的单体电池组成的电池组,在5%的深度放电下,循环寿命可达2000周以上。