锌空气电池准中性电解液的研究.pdf

第43卷第1期
应用化
Vol. 43 No. 1
2014年1月
Applied Chemical Industry
Jan.2014
锌空气电池准中性电解液的研究
于华章',周德璧,罗素朴,彭业成',赵晶',梁雨南
(」.中南大学化学化L学院,初南长沙410083;2.中南大学外语学院,淌南长沙410083)
摘要;研究了锌空气电池中性、准中性电解液的主要成分,采用线性扫描伏安法考察了NH1CI、ZnCl2、KCI及它们
的泥合溶液对锌电极电化学性能的影响,并组装电池恒流放电测试。结果表明,对于低电流密度放电要求的准中
性空气电池采用NH4作为主体电解质的锌电极性能相对较好;在NH4CI溶液中添加KC,有利于改善溶液导
电性,提高放电电压和延长放电时间。最佳溶液配比为4iol/LNH4CL+2 mo/L KCI。
关键词:锌电极;准中性;锌空气电池;电解液
中图分类号:TQ152文献标识码:A文章编号:1671-3206(2014)01-012l-03
Research on quasi-neutral electrolytes in Zinc-air battery
YU Hua-*hang, ZHOU De-bi, LUO Su-pu, PENG Ye-cheng
ZHAO Jing, LANG Yu-nan
Instit ute of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha410083, China
2. School of Foreign Language, Central South University, Changsha 410083, China
Abstract Three types of electrolyte solutions(NH Cl, Zncl, and Kcl)and their mixtures were used, the
effeet of which on the electrochemical behavior of Zinc electrode was examined through linear sweep volta-
mmetry and constant current discharge test. The results indicate that the Zinc electrode has a relatively
hetter performance using the NH Cl as a subject electrolyte. In addition, adding Kcl into NH CI can con-
tribute to the conductivity of the solution, the discharge voltage and the discharge time. The optimum solu
tion ratio is 4 mol/L NH,GI+2 mo/L Kcl
Key words Zinc electrode; quasi-neutral; Zinc-air battery; electrolyte
锌空气电池作为一种比能量高、容量大、性能稳Cl对金属具有点蚀作用,可加速金属的溶解?
定、低污染、安全可靠的新型化学储能电源21,已成本文重点考察了以NH,CL、ZnCl1、KC等为电解质时
为当今世界能源领域的开发热点,展现出巨大的市锌空气电池的阳极行为及电池放电性能。
场前景。目前对于竿空气电池的研究主要集中在碱1实验部分
性体系,对于中性或准中性体系的研究较少。碱性
体系鋅空气电池电解液易碳酸化,极易造成空气电
1.1材料与仪器
极气孔堵塞,影响扩散过程,而中性或准中性电解液
氯化铵、氯化锌、氯化钾、锌片均为分析纯;空气
具有价格低廉、腐蚀性小、可避免碳酸化等优势、电极,自制。
因此在低电流密度、小功率放电场所,准中性锌空气
CHI760D型电化学τ作站;B1S系列高精度电
电池可替代其他同类产品。日前,美国的BOS公司池测试系统
对用于锌空气电池的新型中性电解液研究已取得突1.2实验方法
破性进展。
按一定的化学计量比配制NH4CI、ZnCl2、KCL及
当前的中性、准中性空气电池多采用NH,C!作它们的混合溶液。使用电化学工作站进行线性扫描
为主要电解液成分。考虑溶液电导率和溶解度对电伏安(ISV)测试,锌片为研究电极,有效面积1cmn2;
池性能的影响,同时CL对金属具有点蚀作用,可加锌丝为参比电极;泡沫鎳为辅助电极,有效面积
速溶液电导率和溶解度对电池性能的影响,同时8cm2,扫描范围为-0.1~0.5V,扫速1mV/s;使用
收稿日期:2013-09-06修改稿日期:2013-10-10
作者简介:于华章(1988-),男,山东济守人,中南大学在读硕土研究生,师从周德璧教授,从事电化学、纳米材料方画研
究。电话:1897497438,E-mal: yuhuazhangwww@163.cm
通讯联系人:周德壁(1952-),中南大学教授,博士生导师,从事电化学研究。电话:13875977107,E-mail: zhoudb@mai
csu. edu. cn