鋅-空氣電池的制備及性能檢測

1、設(shè)計(jì)型電化學(xué)實(shí)驗(yàn)1. 掌握空氣電極的制備方法； 2. 設(shè)計(jì)制備出性能優(yōu)良的空氣電極； 3. 應(yīng)用DC5電池充放電系統(tǒng)檢測所設(shè)計(jì)電池的性能。 鋅空氣電池是一種金屬空氣電池，以電極電位較負(fù)的金屬鋅作負(fù)極，空氣中的氧或純氧作正極活性物質(zhì)，中性或者堿性的電解質(zhì)水溶液作為電解液。 堿性鋅-空氣電池可以表達(dá)為：（）Zn|KOH|O2(空氣)（+）該類型電池的反應(yīng)原理為： 陽極（鋅負(fù)極）反應(yīng)：Zn 2e = Zn2+ 陰極（空氣電極）反應(yīng)：1/2O2 + H2O + 2e = 2OH-總的電池反應(yīng)：Zn + 1/2O2 = ZnO 氧在空氣電極中進(jìn)行還原時(shí)，首先要通過溶解進(jìn)入電解液，在液相中擴(kuò)散到電極表面后

2、進(jìn)行化學(xué)吸附，最后再進(jìn)行電化學(xué)的還原反應(yīng)。這個(gè)過程可以簡要地表示為：O2 O2溶 O2擴(kuò) O2吸 OH 實(shí)驗(yàn)中空氣電極采用的是疏水透氣結(jié)構(gòu)。 該電極由防水透氣層和多孔催化層加集流導(dǎo)電網(wǎng)組成。 溶解擴(kuò)散化學(xué)吸附電化學(xué)還原1、電流密度分布均勻 2、合適的工作電極面積 3、合適的電解液體積 4、電池結(jié)構(gòu)簡單，操作方便 電子天平用電子天平精確稱量配比一定的二氧化錳、活性炭、膠體石墨1、催化層的制備：l 將稱量好的混合物放入燒杯中，加無水乙醇進(jìn)行分散，在60水浴中加熱，邊攪拌邊添加PTFE乳液，加熱至混合物成稀面團(tuán)狀。 恒溫水域鍋對輥機(jī)取出稀面團(tuán)，在對輥機(jī)上反復(fù)對輥10次左右，使PTFE逐漸纖維化直至成

3、為柔軟而有韌性的薄膜。2、防水層的制備： 將配比一定的聚四氟乙烯（PTFE）和無水硫酸鈉混合，制備工藝與催化層的制備類似，制得防水層。將制得的防水層放入蒸餾水中，在70 時(shí)反復(fù)清洗三次，以除去無水硫酸鈉。濾紙塑料薄膜防水層導(dǎo)電網(wǎng)催化層下壓頭上壓頭空氣電極成型過程圖3、將制備好的催化層切下放在鎳網(wǎng)上，另一側(cè)放防水層，外邊包上濾紙（防止催化層或防水膜粘在壓片機(jī)上），在一定壓力下冷壓，即制成空氣電極。其形狀、排列方式及成型過程如圖所示。壓片機(jī) 簡易的鋅空 氣電池模型將制備出的空氣電極和鋅片及KOH電解液組成鋅空氣電池將制備出的鋅空氣電池，進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)DC5電池充放電系統(tǒng) 根據(jù)電池放電電流密度和電池歐姆電阻的大小，分析制備出性