鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1013次 | 2018年10月21日
鋅空電池在存儲(chǔ)過(guò)程中是否會(huì)損耗能量?
原則上,鋅空電池在存儲(chǔ)過(guò)程中均會(huì)損耗能量。雖然有些電池的存儲(chǔ)時(shí)間比其他電池要長(zhǎng)。電池本身內(nèi)在固有的電化學(xué)系統(tǒng)逐步損耗電池的能量,這個(gè)過(guò)程稱為自放電現(xiàn)象,該過(guò)程與電解液中正極的材料屬性有關(guān),與它的熱動(dòng)力的不穩(wěn)定性有關(guān)。自放電現(xiàn)象在可充電電池中的比率較在不可充電電池中要高。
可充電電池在室溫中的自放電一般是(15%~25%)/每月,太陽(yáng)能電池的每月自放電率比較低,約10%。該現(xiàn)象在不可充電電池中極低,室溫中每年低于2%,但是這個(gè)值會(huì)受到許多因素的影響。
在所有環(huán)境因素中,溫度是最大的影響因素。這與發(fā)生在電極/電解質(zhì)界面的溫度依賴的電化學(xué)反應(yīng)有關(guān),那里可以認(rèn)為是電池的心臟。溫度下降,電極的反應(yīng)率也隨之下降,電流減小。使用時(shí),逐步恢復(fù)至室溫需要耗費(fèi)大量的能量。溫度上升,電極的反應(yīng)率也隨之上升,電流增大,消耗能量。冰箱的一般溫度為0~10℃,是放電池的好地方。
其次影響因素為濕度。鋅空電池的特點(diǎn)是直接與周圍大氣相連,如果相對(duì)濕度太低,電池中的電解質(zhì)會(huì)慢慢變干;相對(duì)濕度太高,系統(tǒng)會(huì)存儲(chǔ)水分,這兩者都與鋅空電池的性能相背。如果把電池存儲(chǔ)在冰箱里,不要忘了,冰箱同時(shí)也提供了一個(gè)低濕度的環(huán)境,這就像放在冰箱中沒(méi)有加蓋的食物一樣,食物會(huì)逐漸失水,慢慢變干。所以最好先把電池放入抗蒸發(fā)的包裝里。
鋅空氣電池是一類結(jié)構(gòu)特殊的品種。負(fù)極采用了鋅合金。而正極材料,則是空氣中的氧。在儲(chǔ)存時(shí)一般保持密封,所以基本上沒(méi)有自放電。
原理
成糊狀的鋅粉在陰極端和起催化作用的碳在陰極。電池殼體上的孔可讓空氣中的氧進(jìn)入腔體附著在陰極的碳上。同時(shí),陽(yáng)極的鋅被氧化,這與小型銀氧或汞氧電池的化學(xué)反映類似。
陰極――是起催化作用的碳從空氣中吸收氧。
陽(yáng)極――是鋅粉和電解液的混合物,成糊狀。
電解液――高濃度的氫氧化鉀水溶液。
隔離層――用于隔離兩級(jí)間固體粉粒的移動(dòng)。絕緣和密封襯墊――尼龍材料。
電池外表面――鎳金屬外殼,具有良好的防腐性的導(dǎo)體。
陽(yáng)極:Zn+2OH–→ZnO+H2O+2e–
陰極:O2+2H2O+4e–→4OH–
綜合:2Zn+O2–+2e–→2ZnO
通常這種反映產(chǎn)生的電壓是1.4伏,但放電電流和放電深度可引起電壓變化。空氣必須能不間斷地進(jìn)入到陽(yáng)極,在正極殼體上開有小孔以便氧氣源源不斷地進(jìn)入才能是電池產(chǎn)生化學(xué)反映。
鋅空電池保存的關(guān)鍵在封條,除非電池準(zhǔn)備立刻使用,否則不能取下電池正極封條。模擬試驗(yàn)表明,在室溫條件下,存放一年后電量下降到95%,存放兩年后電量下降到90%,存放四年后電量仍有85%。撕下封條后,電池被激活并開始工作,在室溫環(huán)境并不接負(fù)載時(shí),根據(jù)不同的電池大小規(guī)格,3到12周后電池電量下降50%,超過(guò)20周電量下降到0-10%。因此鋅空電池適用于在很少幾周內(nèi)耗用完電池的場(chǎng)合。如果一旦鋅空電池的封條被撕下,空氣就進(jìn)入內(nèi)部激活電化學(xué)反應(yīng),此時(shí)即使再貼上封條,電化學(xué)反應(yīng)也會(huì)繼續(xù)下去直到電量耗盡。