介紹
至今,鋅銀電池已經(jīng)歷了100多年的發(fā)展,鋅銀電池的理論能量密度為300W·h/kg、1400W·h/dm3,實(shí)際能量密度為40~110W·h/kg、116~320W·h/dm3,是能量最高的水溶液電池。1883年克拉克(Clark)從理論上描述了第一個完整的堿性鋅氧化銀電池。1887年,鄧等人發(fā)明了第一個完整的鋅氧化銀電池。 第一個成功的鋅氧電池體系是由法國教授亨利·安德烈于1941年發(fā)明的,他在論文《鋅銀蓄電池》中描述了他的早期工作,并于1943年獲得美國專利。鋅銀電池問世60年后,一次鋅銀電池和二次鋅銀電池已廣泛應(yīng)用于商業(yè)、航天、潛艇、核武器等領(lǐng)域。其可靠性高、安全性好的突出優(yōu)點(diǎn)是其他電化學(xué)體系難以比擬的。一些發(fā)達(dá)國家,如美國、英國、法國、日本、德國、加拿大、意大利、俄羅斯和一些發(fā)展中國家都在開發(fā)和生產(chǎn)鋅銀電池。我國目前有6個工廠和研究所能夠開發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)鋅銀電池。鋅銀電池是比特性和穩(wěn)定電壓輸出最好的電池體系。鋅銀電池目前的研究方向是進(jìn)一步提高鋅銀電池的比特性、雙極性設(shè)計(jì),提高活性物質(zhì)的放電密度。
分類:鋅銀電池按工作性質(zhì)可分為三類,第一類為一次電池(或稱原電池),第二類為蓄電池(或稱二次電池),第三類為后備電池(或稱活化電池)。鋅銀電池按電池結(jié)構(gòu)和特性可分為兩大類六種電池,第一類為不充電式(或稱干式),第二類為充電式電池。第一類電池為人工激活的蓄電池,這種電池需要經(jīng)過1~3次充放電循環(huán)后才能正常工作。第二類電池又分為干式和濕式兩種,干式指人工激活的一次或二次電池和自動激活的電池。濕式指一次電池、紐扣電池、一次和二次電池或全密封電池。干式的主要特點(diǎn)是電池在使用前不能輸出電能網(wǎng)校頭條,需經(jīng)過激活過程; 濕式的主要特征是在使用前電池已經(jīng)具備輸出電能的能力,主要連接在用電設(shè)備即可使用。無論干式或濕式,這類電池使用前都無須充電。鋅銀電池按放電率可分為五類。第一類為低倍率電池,放電率小于0.5C;第二類為中倍率電池,放電率為0.5~3.5C;第三類為高倍率電池,放電率為3.5~7C;第四類為超高倍率電池,放電率大于7C;第五類為紐扣電池,最大放電電流不超過1mA。鋅銀電池的分類并不是互相獨(dú)立的,而是相互聯(lián)系的。
優(yōu)缺點(diǎn)鋅銀電池具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)比能量高;(2)放電效率高;(3)充電效率適中;(4)放電電壓比較穩(wěn)定;(5)自放電率比較低;(6)干貯存壽命比較長;(7)機(jī)械性能比較良好。
與此同時(shí),鋅銀電池也存在明顯的缺點(diǎn),包括以下幾點(diǎn):(1)成本高;(2)壽命短;(3)低溫性能差;(4)不耐過充電。
應(yīng)用領(lǐng)域 鋅銀電池主要有以下幾種應(yīng)用: (1)高倍率電池:該類電池具有優(yōu)越的大電流放電性能銀密度,可作為各種導(dǎo)彈發(fā)射車的控制系統(tǒng)、伺服機(jī)構(gòu)、發(fā)動機(jī)等設(shè)備的主電源,也可作為靶機(jī)、各種飛機(jī)的啟動和應(yīng)急電源。 (2)中倍率電池:鋅銀電池的工作電壓很穩(wěn)定,這在中、低倍率工作時(shí)更為顯著,廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈、火箭的遙測系統(tǒng)、外測系統(tǒng)、安全自毀系統(tǒng)及儀器艙等。 (3)低倍率電池:低倍率電池不但電壓穩(wěn)定,而且性能可靠,適用于對電壓穩(wěn)定性要求極高的導(dǎo)彈或火箭上的儀器。密封的鋅銀電池還可作為返回衛(wèi)星的主電源,使用壽命為幾天到十幾天。 (4)新聞攝影蓄電池:鋅銀電池因性能穩(wěn)定、體積小、重量輕、使用維護(hù)簡單,被各電影制片廠、中央、地方電視臺等用作新聞攝影、電視攝影及照明電源。1
電池保持容量與循環(huán)壽命:鋅銀電池充電后在室溫下放置三個月銀密度,放出的電量一般為額定容量的85%。負(fù)極上枝晶的生長、隔膜的破裂使電池的壽命終止。低倍率電池的循環(huán)壽命可達(dá)100周以上。擴(kuò)大鋅銀電池應(yīng)用范圍的關(guān)鍵,除了降低其成本外,延長鋅銀電池的循環(huán)壽命是關(guān)鍵。循環(huán)壽命與放電深度密切相關(guān)。由22個容量為8A·h的單體電池組成的電池組,在5%的深度放電下,循環(huán)壽命可達(dá)200??0周以上。