[00327884]低成本、高性能锌-空气电池研发

　　金属空气燃料电池在继承燃料电池优点的基础上，将金属材料的高能量密度与空气中氧气的无限储备相结合，可以有效提高电池的理论能量密度，是开发高性能电池的理想解决方案之一。锌空气电池理论质量比能量是 1320 Whkg-1，实际比能量已经达到 220～300 Whkg-1。同时，锌是地壳中含量较高的金属元素，具有储量丰富，价格低廉及无毒环保等特点，具有广阔的发展前景。锌-空气电池是一类结构特殊的能量存储于转化体系。一般由负极、隔膜、正极、电解液和电池壳体组成。其中，负极一般采用锌合金，正极中的活性材料则是空气中的氧，电解液一般为高浓度的氢氧化钾水溶液。锌空气电池具有以下优点：

　　1。电池容量大

　　空气电极工作正常的话，锌空气电池的理论容量是由负极活性物质的量决定的。锌电极位于电池内部，空气电极紧接电池外壳内侧，空气电极占据电池的空间非常小，因此在相同体积和重量下，锌空气电池可以填装更多的锌电极，具有较高的容量。

　　2。比能量高

　　锌空气电池理论质量比能量是1320Whkg-1，实际比能量已经达到220～300Whkg-1。

　　3。放电曲线平稳。

　　锌电极电压平稳，放电时电池电压变化小，在1。3V左右出现一个较长时间的放电平台。

　　4。自放电少，储存寿命好

　　电池容量损失小，容量年损失小于2%。

　　5。生产成本低、价格低廉

　　正极活性物质氧气和负极活性物质锌均来源丰富、价格便宜。

　　6。环保无污染

　　锌空气电池摒弃了传统电池中的铅、汞、镉等有毒物质，解决了传统电池的污染问题。

　　本项目目标在于开发一种高性能的锌空气电池，满足多领域需求。锌-空气电池的氧电极是整个电池的能量转换器，氧电极的质量与性能的优劣已成为锌-空气电池发展的瓶颈，目前气体扩散电极存在的主要问题是使用寿命及催化活性。因此，本项目主要集中于开发高效、低成本的双功能氧电极，从而提升锌空气电池性能。

　　性能指标

　　1）开路电压：1。4~1。5 V

　　2）使用温度范围：-20 °C~55 °C

　　3）锌-空气电池电荷量：400~2000 A·h

　　4）比能量：250～300Whkg-1

　　5）循环稳定性： 300 次循环后保持 90%以上

　　6）制作成本：300~500元/kVAh

　　应用范围

　　适用于无人机、电动工具、通讯基站、电动自行车、低速电动汽车、电动汽车、储能等领域。