锌银蓄电池

锌银蓄电池

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基本内容

Silver-zinc secondary battery 。正极活性物质主要由银制成,负极活性物质主要由锌制成的一种碱性蓄电池。氧化银(AgO或/和Ag20)为正极,锌(zn)为负极,KOH的水溶液为电解液,田此它是一种碱性电池。它的比能量、比功率等性能均优于铅酸、镉镍等系列电池。因此,锌银电池可用于导弹、运载火箭、鱼雷、返回式卫星等特殊要求的军事设备上。在民用方面,新闻摄影、电视摄像、便携式通讯机、步话机等也广泛使用锌银电池。

工作原理

锌银扣式电池的电化学反应为:

正极:

Ag2O+H2O+2e-→2Ag+2OH-

负极:

Zn+2OH-→Zn(OH)2+2e-→ZnO+H2O+2e-

总反应式:

Zn+Ag2O→ZnO+2Ag 

主要特点

1、 高倍率型电池:这类电池具有优越的大电流放电性能,可用作各类导弹、运载火箭的控制系统、伺服机构、发动机等设备的主电源,也可用作各种飞机、靶机的起动及应急电源。

2、 中倍率型电池:锌银蓄电池的工作电压非常平稳,在中、低倍率下工作时更为显著,在导弹、火箭的遥测系统、外测系统、安全自毁系统及仪器舱中,这类电池得到广泛使用。

3、 低倍率型电池:低倍率型电池不仅电压平稳,且性能可靠、适宜用于电压稳定度要求很高的弹上或箭上仪器,密封式的锌银蓄电池还可用作使用寿命在几天到十几天的返回式卫星主电源。

4、 新闻摄影电池:锌银蓄电池由于其性能稳定、体积小、重量轻、使用维护简单等优点而被各电影制片厂、中央及地方电视台用作新闻摄影、电视摄像及灯光照明电源。

注意事项

a.锌银一次电池和锌银蓄电池或电池组都是以干态出厂,直到使用前才注入电解液(常称为“激活”)。注入电解液质量的好坏对电池的性能有着直接的关系,是使用中的第一个环节。注入电解液的方法有滴注、抽气注液、负压渗透三种,具体产品采用何种方法应按产品使用维护说明书要求进行。

b.锌银蓄电池不宜过早地注入电解液,尽可能地在用电器其他准备工作都做好的前提下适时地实施,否则会因碱电解液对隔膜的侵蚀和银迁移对隔膜的氧化破坏,缩短其实际使用寿命。干式放电态的蓄电池一般在使用前3~5天注入电解液,使电解液充分渗透电极与隔膜才能使用;至于干式荷电态的蓄电池在使用前几小时甚至30min注入电解液即可。

c.锌银蓄电池的放电有两个电压阶坪,高的电压阶坪的电压比额定的工作电压1.SV可高20%。尤其应注意在较低的电流密度、40℃以上的高温环境下放电,高的电压阶坪较长且较高,如果用电仪器本身要求的输入电压精度很高,则应考虑采取消除高阶坪电压的措施。

d.锌银蓄电池的低温放电性能不好。一般的工作温度在20℃以上可获得正常的容量和电压。当温度低于15℃时,可以见到明显的不利影响。若用ST7FLCD1G9M1电设备要求的电压精度高.应考虑对电池和电池组采用加温和保温措施。

e.锌银蓄电池充电时的充电率对充电的容量有影响,太高的充电率会使电池充电不完全,荷电量低;太低的充电率会使电池充电时间过长。一般的充电率为10~20h,充电的电流密度3~6mA.cm2。

f.锌银蓄电池充电时是按充电终止电压来控制的,除某些专用电池有特殊规定外,一般规定在2.05~2.10V;充电终止电压超过2.10V时,就叫做“过充电”,过充电对电池有很大的破坏作用,严重地影响使用寿命,因此,要竭力避免。

g.锌银蓄电池充电时的温度对充电的效果有大的影响。一般充电时电池的温度控制在15~40℃之间,特别应避免在O℃以下充电。低温充电或高温充电都可造成蓄电池充电电量不足。

h.自动激活:锌银一次电池激活后通常是短寿命的。激活后,如不使用,在短时间内(一般不超过0.Sh)即失效,特别是大容量高功率的鱼雷推进器动力电源激活后,如不使用,超过规定的湿搁置时间会出现安全问题,电池组可能发生内短路,产生高温、高气压,电解液泄漏和外短路,引起爆炸起火,损害武器系统和舰船,应注意采取必要的防范措施。

i.锌银电池,不管是锌银一次电池还是锌银蓄电池,应严格避免外部短路。使用时要防止过放电。

j.锌银电池比较“娇气”,贮存时应放在包装箱内,储藏在阴凉、干燥、无腐蚀性气体的仓库里。环境温度不宜太高,最好在0~15℃环境中贮存。尤其需注意的是,干式荷电态的电池在高温下会加速氧化银的分解而使电池的容量损失。湿态电池的贮存要求更严格,一般应在放电态和0~15℃环境中贮存,这样可减少电池的自放电和银迁移对隔膜的破坏。

市场应用

锌氧化银电池是20世纪40年代开始研制的一种实用型高比能量、高比功率电池。其发展可追溯到两个世纪以前,1800年伏特把锌银电池堆介绍于世,1883年克拉克(Clarke)的专利中叙述了第一只完整的碱性锌氧化银原电池,1887年邓恩(Dun)和哈斯莱彻(Hassla—cher)的专利中首次提出了锌氧化银蓄电池。但直到1941年法国的亨利·安德列(H.Andr6)提出使用半透膜(如玻璃纸)作隔膜后,才实现了可实用的锌银电池。20世纪50年代Yard—ney设计制造出实用的可充锌银电池,之后,导弹和航天飞行器的研制,促进了锌银电池的发展。在20世纪90年代的锌银电池生产中,美国每年消耗银约40多吨,估计全世界年耗银量在100t以上。锌银电池在飞机、潜水艇(图3—1)、浮标、导弹、空间飞行器和地面电子仪表等特殊用途中,始终保持着长盛不衰的态势。

我国的锌银电池也是随着导弹、宇航事业的发展而发展起来的。自从20世纪50年代末开始研制,60年代中期即在我国自行设计的导弹中获得应用。目前我国已研制成各种规格的原电池,蓄电池和能瞬间投入使用的自动激活式锌银贮备电池,已形成了一定规模的生产能力,满足了各类导弹、鱼雷等武器及卫星的需要。近年来满足民用的需要,也批量生产了扣式锌银电池和开口式蓄电池,满足了手表和摄影照明的需要。

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