锌空气电池的工作原理是什么?它的基本特性有哪些?

2019-11-26      2862 次浏览

锌空气电池的发明已经有上百年的历史,1995年以色列电燃料(ElectricFuel)有限公司首次将锌空气电池用于EV上,使得空气电池进入了实用化阶段。美国DreisbackElectromoTIve公司以及德国、法国、瑞典、荷兰、芬兰、西班牙和南非等多个国家也都在EV上积极地推广应用锌空气电池。



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。


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。


●自放电率


锌空气电池的电化学反应过程中,要与空气中氧气发生作用,只要阻隔空气进入锌空气电池即可使锌空气电池的电化学反应无法进行,可以使锌长时期保持其活性。实际使用时锌空气电池的自放电率很低,接近于零,具有长期保持电能的能力。


4.锌空气电池的特点


●比能量大


锌空气电池的理论比能量可达1350Wh/kg,目前的锌空气电池的实际比能量只达到180~230Wh/kg,仍然是铅酸电池的4.35~5.5倍。能量密度达230Wh/L,也是铅酸电池的2~3倍。采用锌空气电池后,电动车辆能够明显地提高车辆地续驶里程。


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