功率型鋅銀電池最佳電解液量研究

張克彪 劉富亮

摘 要：本文旨在通過一系列試驗確定功率型鋅銀電池供電過程所需最佳電解液量。主要通過研究正極板、負(fù)極板、隔膜吸液量、以及放電最佳狀態(tài)時所需電解液量。研究結(jié)果表明負(fù)極板吸液量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正極板，單體吸液量以負(fù)極板為主;功率型鋅銀電池負(fù)極所需電解液量為1.2～2.0mL/g。

關(guān)鍵詞：功率型鋅銀電池;隔膜吸液量;電解液量

1 引言

鋅銀電池是20世紀(jì)40年代開始研制的一種實用型高比能量、高比功率電池。我國于上世紀(jì)50年代末開始研制，相繼開發(fā)了鋅銀蓄電池、鋅銀貯備電池，基本滿足了各時期對化學(xué)電源的需求[1]。影響鋅銀電池放電性能的因素較多，其中電解液量是關(guān)鍵因素。本文通過研究單體電池放電時電解液量需求情況，揭示功率型鋅銀電池所需最佳電解液量的變化規(guī)律，為工程上設(shè)計鋅銀電池電解液量提供參考。

2 試驗

功率型電池是指放電電流密度變化較大，容量要求不高的電池類型。

2.1 單體電池吸液量試驗

單體電池主要由正極板、負(fù)極板、隔膜組成?，F(xiàn)分析這幾種材料吸收電解液的飽和量。

選取有代表性的功率型單體電池（1#、2#）稱量其吸液前重量，將極板平鋪到表面皿上，向其中緩慢倒入電解液，直至電解液完全浸泡極板為止。分別稱量浸泡30min，6h，24h后的極板重量，前后質(zhì)量差即是極板吸收的飽和電解液量。

2.2 單體電池放電試驗

按照鋅銀電池極板通用制造方法制造正、負(fù)極板，隔膜為80#+ZWZ，裝配功率型單體電池進行電解液量試驗。通過放電試驗得出功率型電池所需電解液量。電池以1.2A、27A放電，記錄并分析放電數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果與討論

3.1 吸液量試驗結(jié)果及分析

由2.1試驗方法測試出隔膜吸液量結(jié)果見表1。由表可知，按吸液量排序為80#膜

由2.1試驗方法測試出正、負(fù)極板吸液量結(jié)果見表2、表3。由于正、負(fù)極板均為多孔性電極，極板孔率越高越有利于極板吸收電解液。因此，相同骨架尺寸正、負(fù)極板吸收電解液量均隨著視密度增加而減少;負(fù)極板吸液量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正極板，單體吸液量以負(fù)極板為主。

3.2 單體電池放電試驗結(jié)果及分析

3.2.1 試驗結(jié)果

單體電池放電試驗結(jié)果見表3。

3.2.2 放電試驗結(jié)果分析

①根據(jù)上述試驗結(jié)果計算單體所需電解液可知，實際放電需求最佳電解液量與理論值相差很大;

②功率型電池放電過程中所需要電解液量相對較多原因是：由于電場的作用和電極反應(yīng)的進行，電池內(nèi)部靠離子在電解液中運動而導(dǎo)電。容量型電池的電流密度變化小，內(nèi)部OH-從正極移向負(fù)極的數(shù)量能夠滿足外電路電流的輸出。功率型電池，電流密度變化大，小電流放電突然轉(zhuǎn)換成大電流脈沖的時候，內(nèi)部OH-從正極移向負(fù)極的數(shù)量需要大幅度增加，以此來減少由于大電流脈沖產(chǎn)生的濃差極化。否則會導(dǎo)致濃差極化增加，極化內(nèi)阻增加，電壓下降明顯;

③功率型單體按負(fù)極鋅膏的質(zhì)量進行電解液量計算，所需電解液量約為1.2～2.0mL/g。

4 結(jié)論

綜上所述，可知單體電池吸收電解液量情況如下：

①負(fù)極板吸液量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正極板，單體吸液量以負(fù)極板為主;

②功率型電池負(fù)極所需電解液量為1.2～2.0mL/g。

參考文獻：

[1]李國欣.彈（箭）上一次電源[M].北京：宇航出版社，1987.