金屬空氣電池

1、 金屬空氣電池的簡(jiǎn)介及發(fā)展前景金屬空氣電池的簡(jiǎn)介及發(fā)展前景l(fā) 金屬空氣電池(MAB)是一類特殊的燃料電池,也是新一代綠色二次電池的代表之一,具有成本低、無毒、無污染、比功率高、比能量高等優(yōu)點(diǎn),既有豐富的資源,還能再生利用,而且比氫燃料電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,是很有發(fā)展和應(yīng)用前景的新能源。l 金屬空氣電池作為一種高性能的新興綠色能源，有著優(yōu)良的性能價(jià)格比，是替代傳統(tǒng)電池的理想更新?lián)Q代產(chǎn)品。但目前大多數(shù)的金屬空氣電池都存在電極的腐蝕及自放電現(xiàn)象，直接影響電極的電勢(shì)。解決的辦法應(yīng)該從以下幾個(gè)方面人手： 選用合理的電極材料和制造工藝（比如活潑電極的合金化、離子嵌人材料的選擇等）；電解液的合理配置（金屬電極的腐蝕

2、與所處的體系環(huán)境有關(guān)，選擇合適的電解質(zhì)溶液可以提高電極的活性。防止電極的鈍化和腐蝕）；氧空氣電極活性的提高，需開發(fā)高效的催化劑。降低金屬空氣電池成本，完善電池構(gòu)造技術(shù)，開發(fā)實(shí)用型金屬空氣電池，解決金屬空氣電池在推廣應(yīng)用上存在的實(shí)際問題，進(jìn)一步擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，是今后金屬電池的發(fā)展方向 幾種主要金屬空氣電池的研究現(xiàn)狀 （1）鋅空氣電池 鋅空氣電池 鋅空氣電池（ zinc air battery），用活性碳吸附空氣中的氧或純氧作為正極活性物質(zhì)，以鋅為負(fù)極，以氯化銨或苛性堿溶液為電解質(zhì)的一種原電池。又稱鋅氧電池。分為中性和堿性兩個(gè)體系的鋅空氣電池，分別用字母A和P表示，其后再用數(shù)字表示電池的型號(hào)。充電

3、過程鋅空氣電池都充電過程進(jìn)行得十分緩慢，為解決這一問題，通常鋅空氣電池的正極鋅板或鋅粒，被氧化成氧化鋅而失效后，一般采用直接更換鋅板或鋅粒和電解質(zhì)的方法，使鋅空氣電池得到完全更新。放電時(shí)正、負(fù)極和總反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 化學(xué)方程式負(fù)極：Zn+2OH=ZnO+H2O+2e 正極：0.5O2+H2O+2e=2OH 總反應(yīng)：Zn+0.5O2=ZnO 謝在鋅錳電池中用含鉑的多孔性炭電極代替二氧化錳炭包，開發(fā)了鋅空氣干電池的技術(shù)。電池類型主要有4種類型。中性鋅空氣電池:結(jié)構(gòu)與鋅錳圓筒形電池的類同，也采用氯 化銨與氯化鋅為電解質(zhì)，只是在炭包中以活性炭代替了二氧化錳，并在蓋上或周圍留有通氣孔，在使用時(shí)打開；

4、紐扣式鋅空氣電池：結(jié)構(gòu)與鋅銀扣式電池基本相同，但在正極外殼上留有小孔，使用時(shí)可打開；低功率大荷電量的鋅空氣濕電池：將燒結(jié)或粘接式活性炭電極和板狀鋅電極組合成電極組浸入盛有氫氧化鈉溶液的容器中（見圖）；高功率鋅空氣電池：一般是將薄片狀粘結(jié)式活性炭電極裝在電池外壁上，將鋅粉電極裝在電池中間，兩者之間用吸液的隔膜隔離，上口裝有注液塞。使用時(shí)注入氫氧化鉀溶液。這種電池便于攜帶。低功率鋅空氣濕電池和高功率鋅空氣電池屬于臨時(shí)激活型，活性炭電極能反復(fù)使用，因而電池在耗盡電荷量以后，只要更換鋅電極和堿液，就可重復(fù)使用。 鋅空氣電池原理 鋅空氣電池的電化學(xué)反應(yīng)如下： 在中性溶液中： 2Zn+4NH4Cl+O22

5、Zn(NH3)2Cl2+2H2O 在堿性溶液中： 2Zn+2NaOH+O22NaHZnO2 性能特征和用途 鋅空氣電池的電壓為1.4V左右，放電電流受活性炭電極吸附氧及擴(kuò)散速度的制約。每一型號(hào)的電池有其最佳使用電流值，超過極限值時(shí)活性炭電極會(huì)迅速劣化。電池的荷電量一般比同體積的鋅錳電池大 3倍以上。大型鋅空氣電池的電荷量一般在 5002000Ah，主要用于鐵路和航海燈標(biāo)裝置上。紐扣形鋅空氣電池的電荷量在200400mAh，已廣泛用于助聽器中。 （2 2）鋰空氣電池）鋰空氣電池鋰空氣電池是一種用鋰作陽極，以空氣中的氧氣作為陰極反應(yīng)物的電池。鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度，因?yàn)槠潢帢O（以

6、多孔碳為主）很輕，且氧氣從環(huán)境中獲取而不用保存在電池里。理論上，由于氧氣作為陰極反應(yīng)物不受限，該電池的容量?jī)H取決于鋰電極，其比能為5.21kWh/kg（包括氧氣質(zhì)量），或11.14kWh/kg（不包括氧氣）。相對(duì)與其他的金屬-空氣電池，鋰空氣電池具有更高的比能（見下表）1，因此，它非常有吸引力。不過，鋰空氣電池仍在開發(fā)中，市場(chǎng)上還買不到。原理 放電時(shí)電極反應(yīng)如下: （1）負(fù)極反應(yīng)（LiLi+e-） 金屬鋰以鋰離子（Li+）的形式溶于有機(jī)電解液，電子供應(yīng)給導(dǎo)線。溶解 的鋰離子（Li+）穿過固體電解質(zhì)移到正極的水性電解液中。 （2）正極反應(yīng)（O2+2H2O+4e-4OH-） 通過導(dǎo)線供應(yīng)電子，空氣

7、中的氧氣和水在微細(xì)化碳表面發(fā)生反應(yīng)后生成氫氧根離子（OH-）。在正極的水性電解液中與鋰離子（Li+）結(jié)合生成水溶性的氫氧化鋰（LiOH）。充電時(shí)電極反應(yīng)如下: （1）負(fù)極反應(yīng)（Li+e-Li） 通過導(dǎo)線供應(yīng)電子，鋰離子（Li+）由正極的水性電解液穿過固體電解質(zhì)到達(dá)負(fù)極表面，在負(fù)極表面發(fā)生反應(yīng)生成金屬鋰。 （2）正極反應(yīng)（4OH-O2+2H2O+4e-） 反應(yīng)生成氧。產(chǎn)生的電子供應(yīng)給導(dǎo)線。 (3) (3) 鋁鋁- -空氣電池空氣電池鋁-空氣電池鋁-空氣電池是以鋁合金為負(fù)極、空氣電極為正極、海水或食鹽水為電解液構(gòu)成的一種空氣燃料電池。由于鋁既溶于酸又溶于堿，電阻率低，電化當(dāng)量高（2.98Ah/g）

8、，電極電位-1.66V，成為發(fā)展金屬空氣電池的首選材料。鋁合金在電池放電時(shí)被不斷消耗并生成Al(OH)3；正極是多孔性氧電極，跟氫氧燃料電池的氧電極相同；電池放電時(shí)，從外界進(jìn)人電極的氧（空氣）發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成OH-；電解液可分為兩種：一種為中性溶液（NaCl或 NH4Cl水溶液或海水），另一種是堿性溶液。氧電極主要由防水透氣層、導(dǎo)電網(wǎng)、催化層3 部分組成。鋁-空氣電池目前所需要的關(guān)鍵技術(shù)有以下4 點(diǎn)：（1）電解液中鋁氧化膜的生成會(huì)導(dǎo)致鋁電極電位升高，而氧化膜的破壞又會(huì)導(dǎo)致大量析氫，難以使溶解停止，使電池失效。（2）如何選用其他廉價(jià)材料來制造適合的電極形狀，以減小鋁電極的腐蝕率，增大電池功率

9、和放電密度。（3）電解液的活性控制及循環(huán)利用。（4）選用合適的電極催化劑來提高電極反應(yīng)的效率。 電極材料是以Al-Ca、Al-In、Al-Ca-In合金為基質(zhì)，再輔以鉛、鉍、錫、鋅、鎂、鎘、錳等元素形成的負(fù)極材料系列。適合的電池形狀可以減小鋁電極的腐蝕率，增大電池功率和放電密度。研究的電極形狀已經(jīng)有多種，如平面形、楔形、圓柱形等。當(dāng)電解液是鹽溶液時(shí)，電池放電產(chǎn)物會(huì)成凝膠狀，增大電池電阻，降低電池效率。目前使用的電解液有堿性溶液、中性溶液及常溫熔鹽溶液等。氧電極的工作電流密度已達(dá)650mA/cm2，其壽命也由過去的20次提高到3000次以上，并且提高了系統(tǒng)輸出功率。氧電極催化劑的研究主要集中在貴

10、金屬催化劑、金屬復(fù)合氧化物催化劑（尖晶石型、燒綠石型、鈣欽礦型）、過渡金屬碳基化合物和有機(jī)催化劑等方面。MnO2催化劑與上述催化劑相比，最大的優(yōu)勢(shì)在于價(jià)格低廉，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。（4）鎂空氣電池鎂錳電池MnO2Mg(ClO4)2或MgBr2Mg+2MnO2+H2O=Mg(OH)2+Mn2O3鎂海水電池AgCl CuCl海水（含MgCl2和NaCl）Mg+2AgCl=2Ag+MgCl2Mg+2CuCl=2Cu+MgCl2鎂空氣電池空氣電極Mg(ClO4)2或MgBr2或NaCl2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2其他電池間二硝基苯（m-DNB）Mg(ClO4)26Mg+8H2O+m-D

11、NB=6Mg(OH)2+m-DNB(胺)二、電解液的研究發(fā)展電解液添加劑方面的研究較少，鎂電池需要在電解液中添加氫抑制劑，以降低過電勢(shì)和自腐蝕性，減小自腐蝕產(chǎn)物膜結(jié)構(gòu)的活化劑，促進(jìn)腐蝕產(chǎn)物的脫落、活化鎂負(fù)極、提高電池性能。目前應(yīng)用的氫抑制劑有錫酸鹽、二硫代縮二尿和季銨鹽等單一抑制劑，或是幾種成分構(gòu)成的復(fù)合型抑制劑。對(duì)AZ31鎂合金負(fù)極，采用季銨鹽和錫酸鹽的復(fù)合抑制劑可使陽極效率達(dá)到90%以上，比未添加抑制劑時(shí)提高13%，電池電壓升高5%。三、負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀由于鎂的電極電勢(shì)較低，化學(xué)活性較高，在大多數(shù)電解質(zhì)溶液中溶解速度快，產(chǎn)生大量氫氣導(dǎo)致負(fù)極利用率低；另外由于有害雜質(zhì)存在，易發(fā)生微觀原電池

12、腐蝕反應(yīng)，因而自腐蝕速率大；同時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生較致密的Mg（OH）2鈍化膜，影響鎂負(fù)極的活性溶解，導(dǎo)致電壓滯后。因此鎂電池研究的重點(diǎn)是開發(fā)高活性、低腐蝕速率的鎂合金，以解決活化與鈍化的矛盾。 金屬空氣電池的結(jié)構(gòu)及工作原理金屬空氣電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 金屬空氣電池主要由正極、負(fù)極、電解液三大部分組成.下圖為金屬空氣電池的構(gòu)成金屬空氣電池的工作原理金屬空氣電池的工作原理（1）正極（空氣電極）一個(gè)空氣電極一般由三層組成：催化層，防水透氣層以及用來增加電極機(jī)械強(qiáng)度的金屬集流導(dǎo)電網(wǎng)?？諝庵械难踉陔姌O參加反應(yīng)時(shí)，首先通過擴(kuò)散溶入溶液，然后在液相中擴(kuò)散，在電極表面進(jìn)行化學(xué)吸附，最后在催化層進(jìn)行電化學(xué)還原。因此催

13、化層的性能和催化劑的選擇直接關(guān)系到空氣電極的性能的好壞。而空氣電極反應(yīng)是在氣、液、固三相界面上進(jìn)行的，電極內(nèi)部能否形成盡可能多的有效三相界面將影響催化劑的利用率和電極的傳質(zhì)過程。在放電過程中， 氧氣在三相界面上被電化學(xué)催化還原為氫氧根離子，發(fā)生反應(yīng)：O2 + 2H2O + 4e- 4OH- （1） （2）負(fù)極（金屬電極）金屬空氣電池的理論能量密度只取決于負(fù)極。即燃料電極，這是電池中傳遞的惟一活性物質(zhì)。金屬陽極通常都要根據(jù)具體的金屬性質(zhì)進(jìn)行金屬成分或形態(tài)的加工處理，以滿足電池要求。目前負(fù)極主要研究的有鋁或鋅等金屬合金。以鋅為例，放電時(shí)，鋅在堿性溶液中發(fā)生反應(yīng)2Zn+ 4OH- 2Zn(OH)2

14、+ 4e- （2）在電池中發(fā)生的總反應(yīng)為: O2 + 2Zn + 2H2O 2Zn(OH)2 （3）（3）電解液空氣電極在反應(yīng)過程中產(chǎn)生氫氧根離子，它的電勢(shì)一般由溶液中的氫氧根離子的濃度決定。倘若OH-離子局部地增加，那么由于電勢(shì)變化過速引起嚴(yán)重的極化。緩沖溶液能減低pH變化，也即減低氫氧根離子濃度的變化，這樣可減小極化而提供更大的電流。酸和堿都是比較好的緩沖溶液，因此最令人滿意的空氣電極均采用高濃度的堿性或酸性電解液。堿性和酸性電解液均有缺點(diǎn)，堿性電解液會(huì)被空氣中的二氧化碳污染，酸性電解液會(huì)與低廉的催化劑作用使之腐蝕，同時(shí)也腐蝕用于空氣電極的集流體。實(shí)用上一般還能容許堿性電解液的缺點(diǎn)。有些金

15、屬一空氣體系采用近乎中性的含水電解液，如氯化鈉或碳酸鉀，但它們只限于低電流密度使用。鋰空氣電池 電池的構(gòu)造 化學(xué)原理 鋰空氣電池使用及性能 電池通過放電反應(yīng)生成的不是固體氧化鋰（Li2O），而是易溶于水性電解液的氫氧化鋰（LiOH），這樣就不會(huì)引起空氣極的碳孔堵塞。另外，由于水和氮等無法通過固體電解質(zhì)隔膜，因此不存在和負(fù)極的鋰金屬發(fā)生反應(yīng)的危險(xiǎn)。此外，配置了充電專用的正極，可防止充電時(shí)空氣極發(fā)生腐蝕和劣化。 負(fù)極采用金屬鋰條，負(fù)極的電解液采用含有鋰鹽的有機(jī)電解液。中間設(shè)有用于隔開正極和負(fù)極的鋰離子固體電解質(zhì)。正極的水性電解液使用堿性水溶性凝膠，與由微細(xì)化碳和廉價(jià)氧化物催化劑形成的正極組合。 電

16、池的構(gòu)造化學(xué)原理及原理圖放電時(shí)電極反應(yīng)如下: （1）負(fù)極反應(yīng)（LiLi+e-） 金屬鋰以鋰離子（Li+）的形式溶于有機(jī)電解液，電子供應(yīng)給導(dǎo)線。溶解的鋰離子（Li+）穿過固體電解質(zhì)移到正極的水性電解液中。 （2）正極反應(yīng)（O2+2H2O+4e-4OH-） 通過導(dǎo)線供應(yīng)電子，空氣中的氧氣和水在微細(xì)化碳表面發(fā)生反應(yīng)后生成氫氧根離子（OH-）。在正極的水性電解液中與鋰離子（Li+）結(jié)合生成水溶性的氫氧化鋰（LiOH）。 充電時(shí)電極反應(yīng)如下: （1）負(fù)極反應(yīng)（Li+e-Li） 通過導(dǎo)線供應(yīng)電子，鋰離子（Li+）由正極的水性電解液穿過固體電解質(zhì)到達(dá)負(fù)極表面，在負(fù)極表面發(fā)生反應(yīng)生成金屬鋰。 （2）正極反應(yīng)（

17、4OH-O2+2H2O+4e-） 性能及應(yīng)用前景“鋰空氣電池”作為新一代大容量電池而備受矚目。不過此前的鋰空氣電池存在正極蓄積固體反應(yīng)生成物，阻隔了電解液與空氣的接觸，導(dǎo)致停止放電等問題。 負(fù)極(金屬鋰)采用有機(jī)電解液，正極方面則使用水性電解液，兩極由固體電解質(zhì)隔開，以防止兩電解液發(fā)生混合。由于固體電解質(zhì)只通過鋰離子，因此電池的反應(yīng)可無阻礙地進(jìn)行。正極的反應(yīng)生成物具有水溶性，不產(chǎn)生固體物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證明該電池可連續(xù)放電50000mAh/g(空氣極的單位質(zhì)量)。 該技術(shù)極有望用于汽車電池。如果在汽車用支架上更換正極的水性電解液，用卡盒等方式補(bǔ)充負(fù)極的金屬鋰的話，汽車可實(shí)現(xiàn)連續(xù)行駛且無需充電等待時(shí)間。

18、可以從用過的水性電解液中輕松提取金屬鋰，鋰能夠反復(fù)使用?？梢哉f是用金屬鋰作為燃料的新型燃料電池。 鋰離子電池目前已經(jīng)開始在電動(dòng)汽車上應(yīng)用，為了實(shí)現(xiàn)長距離行駛，作為蓄電池時(shí)的高性能化和低成本化備受期待。但目前的鋰離子電池受制于電池容量很難實(shí)現(xiàn)長距離行駛，要實(shí)現(xiàn)長距離行駛必須在汽車上配備大量的電池，因此存在車體價(jià)格大幅上升的問題。鋁空氣電池 鋁空氣電池原理 化學(xué)反應(yīng) 鋁空氣電池的特點(diǎn)鋁空氣電池原理 鋁-空氣電池的負(fù)極是鋁合金,在電池放電時(shí)被 不斷消耗,正極是多孔性氧電極,跟H2/O2燃料電池的 氧電極相同,電池放電時(shí),從外界進(jìn)入電極的氧氣(空 氣)在電解質(zhì)、活性劑和催化劑的三相界面發(fā)生電化 學(xué)反應(yīng)

19、生成OH-。電解液可分為兩種,一種是堿性溶 液，另一種為中性溶液(NaCl或NH4Cl水溶液或海水)?；瘜W(xué)反應(yīng)鋁空氣電池的特點(diǎn)比能量大 鋁空氣電池的理論比能量可達(dá)8100Wh/kg，目前的鋁空氣電池的實(shí)際比能量只達(dá)到350Wh/kg，但也是鉛酸電池的78倍、鎳氫電池的5.8倍、鋰電池的2.3倍。采用鋁空氣電池后，車輛能夠明顯地提高續(xù)駛里程，國外有關(guān)資料介紹，美國加利福尼亞州在使用鋁空氣電池的電動(dòng)汽車上，有過只更換一次鋁電極續(xù)駛里程達(dá)1600km的記錄。質(zhì)量輕 我國開發(fā)和研制的牽引用動(dòng)力型鉛酸蓄電池的總能量為13.5kWh，總質(zhì)量為375kg。而同樣能量的鋁空氣電池總質(zhì)量?jī)H45kg，為鉛酸蓄電池

20、質(zhì)量的12。由于電池質(zhì)量大大減輕，車輛的整備質(zhì)量也降低，可以提高車輛的裝載能量或延長續(xù)駛里程。鋁沒有毒性和危險(xiǎn)性 鋁對(duì)人體不會(huì)造成傷害，可以回收循環(huán)使用，不污染環(huán)境。鋁的原材料豐富，已具有大規(guī)模的鋁冶煉廠，生產(chǎn)成本較低。鋁回收再生方便，回收再生成本也較低。而且可以采用更換鋁電極的方法，來解決鋁空氣電池充電較慢的問題。雖然鋁空氣電池含有高的比能量，但比功率較低，充電和放電速度比較緩慢，電壓滯后，自放電率較大，需要采用熱管理系統(tǒng)來防止鋁空氣電池工作時(shí)的過熱。鋅空氣電池 構(gòu)造及化學(xué)反應(yīng) 電池的電化學(xué)反應(yīng) 鋅空氣電池的特點(diǎn)鋅空氣電池的構(gòu)造及化學(xué)反應(yīng) 負(fù)極：Zn+2OH=ZnO+H2O+2e 正極：0.

21、5O2+H2O+2e=2OH 總反應(yīng)：Zn+0.5O2=ZnO 鋅電池的電化學(xué)反應(yīng) 1 鋅空氣電池的結(jié)構(gòu)和工作原理鋅空氣電池主要由正電極、負(fù)電極以及電解液三部分組成。其中正極是空氣電極（氧電極），負(fù)極是金屬電極（鋅電極），電解液則主要是氫氧化鈉或氫氧化鉀堿性溶液。比如堿性鋅空氣電池的電池表達(dá)式為：ZnKOHO2(空氣)（+）正極（空氣電極）反應(yīng)： 1/2 O2 + H2O + 2e 2 OH負(fù)極（鋅電極）反應(yīng)：Zn+ 4OH Zn(OH)42 + 2eZn(OH)42 ZnO + H2O + 2OHZn + 2OH ZnO + H2O + 2e電池總反應(yīng)：MZn + 1/2 O2 ZnO1.1

22、 正極（空氣電極）鋅空氣電池的正極是一種氣體擴(kuò)散電極，一種透氣不透液、具有良好導(dǎo)電性和催化活性的薄膜?？諝怆姌O的制作方法主要有：沖壓法、輥壓法、絲網(wǎng)印刷法和噴射法等。 常見的空氣電極薄膜一般由防水透氣膜、集流網(wǎng)和催化膜三層壓制而成。防水透氣膜主要是按照一定比例把導(dǎo)電材料（碳黑或乙炔黑或它們的混合物）和造孔劑（硫酸鈉、草酸銨、碳酸氫銨等）用分散劑乙醇混合均勻，再加入粘結(jié)劑（聚四氟乙烯）不斷攪拌使之分散均勻，經(jīng)凝聚后輥壓而成；集流網(wǎng)可以是鎳絲編織網(wǎng)、鎳泊沖拉網(wǎng)、銅材編織網(wǎng)、銅材沖拉網(wǎng)或鍍銀銅網(wǎng)等；而催化膜主要是將催化劑（二氧化錳）、活性炭和硫酸鈉用乙醇混合均勻后加入聚四氟乙烯乳液（加有少量親水性纖

23、維素）不斷攪拌，待之分散均勻，經(jīng)凝聚后輥壓而成。常見的空氣電極一般為集流網(wǎng)嵌入型，即按照防水透氣膜、集流網(wǎng)和催化膜的順序壓制成型。正極活性物質(zhì)是來源于空氣中的氧氣。來自空氣的氧氣首先溶解在電解液中，然后擴(kuò)散吸附到空氣電極的催化膜上，在催化劑的催化作用下在“氣、液、固”三相界面發(fā)生還原反應(yīng)生成OH。生成的OH再擴(kuò)散到鋅負(fù)極與鋅發(fā)生反應(yīng)。1.2 負(fù)極（鋅電極）: 負(fù)極活性物質(zhì)是金屬鋅或者鋅合金（比如Zn與Ga、In、Pb、Bi、Sn等一種或多種元素的合金）的粉末或小顆粒。鋅電極的制備方法主要有壓成法、涂膏法、燒結(jié)法、電沉積法和化成法等?，F(xiàn)在一般把鋅粉或鋅合金粉與適量凝膠劑（交聯(lián)的羧甲基纖維素、交聯(lián)

24、的聚丙烯酸、聚丙烯酸的鉀鹽和鈉鹽等）混合均勻后，加入2535%帶氧化鋅的氫氧化鉀電解液以及其它一些添加劑等調(diào)制成鋅膏，然后把鋅膏和陽極電流集流體粘結(jié)成負(fù)極。1.3 隔膜正極和負(fù)極之間必須放置一層絕緣的聚合物多孔隔膜以防止電池正負(fù)極發(fā)生短路。選用的隔膜材料可以是聚稀烴、聚酰胺（如尼龍）、碳氟型樹脂、玻璃紙、過濾紙等中的一種材料或多種材料的復(fù)合物。1.4 電解液: 鋅空氣電池中所用的電解液是氫氧化鈉、氫氧化鉀堿性溶液，一般采用的是飽和了ZnO的氫氧化鉀的水溶液，溶液中含有減緩鋅腐蝕的無機(jī)緩蝕劑或有機(jī)緩蝕劑。鋅空氣電池的特點(diǎn)2.1 優(yōu)點(diǎn)其它傳統(tǒng)電池相比，鋅空氣電池具有以下優(yōu)點(diǎn)：2.1.1 電池容量大

25、?？諝怆姌O工作正常的話，鋅空氣電池的理論容量是由負(fù)極活性物質(zhì)的量決定的。負(fù)極（鋅電極）位于電池內(nèi)部，正極（空氣電極）緊接電池外殼內(nèi)側(cè)，而且正極活性物質(zhì)是來自空氣中的氧氣，所以空氣電極占據(jù)電池的空間非常小，因此，在相同的體積和重量下，鋅空氣電池內(nèi)可以裝填更多的負(fù)極反應(yīng)物質(zhì)，從而與傳統(tǒng)電池相比，它具有更高的容量（鋅空氣電池的制造成本與同型號(hào)堿性鋅錳電池的大體相同，但容量卻是同型號(hào)堿性鋅錳電池的2.5倍以上,是普通干電池的57倍）。2.1.2 比能量高。鋅空氣電池理論質(zhì)量比能量是1320Wh?kg-1，實(shí)際比能量已經(jīng)達(dá)到220300Wh?kg-1。2.1.3 放電曲線平穩(wěn)。放電的時(shí)候，正極只是發(fā)生氧氣的還原而空氣電極本身不發(fā)生變化，負(fù)極則是鋅被氧化而損耗。鋅電極電壓平穩(wěn)，所以放電時(shí)電池電壓變化小，在1.3V左右出現(xiàn)一個(gè)較長時(shí)間的放電平臺(tái)。2.1.4自放電少，儲(chǔ)存壽命好。在儲(chǔ)存時(shí)電池的入氣孔是密封的，空氣電極與外界隔絕，只要阻隔空氣進(jìn)入鋅空氣電池即可使鋅空氣電池的電化學(xué)反應(yīng)無法進(jìn)行，從而電池容量損失小，容量年損失小于2%。2.1.5生產(chǎn)成本低、價(jià)格低廉。正極活