功率型锌银电池最佳电解液量研究

张克彪 刘富亮

摘 要：本文旨在通过一系列试验确定功率型锌银电池供电过程所需最佳电解液量。主要通过研究正极板、负极板、隔膜吸液量、以及放电最佳状态时所需电解液量。研究结果表明负极板吸液量远远超过正极板，单体吸液量以负极板为主;功率型锌银电池负极所需电解液量为1.2～2.0mL/g。

关键词：功率型锌银电池;隔膜吸液量;电解液量

1 引言

锌银电池是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。我国于上世纪50年代末开始研制，相继开发了锌银蓄电池、锌银贮备电池，基本满足了各时期对化学电源的需求[1]。影响锌银电池放电性能的因素较多，其中电解液量是关键因素。本文通过研究单体电池放电时电解液量需求情况，揭示功率型锌银电池所需最佳电解液量的变化规律，为工程上设计锌银电池电解液量提供参考。

2 试验

功率型电池是指放电电流密度变化较大，容量要求不高的电池类型。

2.1 单体电池吸液量试验

单体电池主要由正极板、负极板、隔膜组成。现分析这几种材料吸收电解液的饱和量。

选取有代表性的功率型单体电池（1#、2#）称量其吸液前重量，将极板平铺到表面皿上，向其中缓慢倒入电解液，直至电解液完全浸泡极板为止。分别称量浸泡30min，6h，24h后的极板重量，前后质量差即是极板吸收的饱和电解液量。

2.2 单体电池放电试验

按照锌银电池极板通用制造方法制造正、负极板，隔膜为80#+ZWZ，裝配功率型单体电池进行电解液量试验。通过放电试验得出功率型电池所需电解液量。电池以1.2A、27A放电，记录并分析放电数据。

3 结果与讨论

3.1 吸液量试验结果及分析

由2.1试验方法测试出隔膜吸液量结果见表1。由表可知，按吸液量排序为80#膜

由2.1试验方法测试出正、负极板吸液量结果见表2、表3。由于正、负极板均为多孔性电极，极板孔率越高越有利于极板吸收电解液。因此，相同骨架尺寸正、负极板吸收电解液量均随着视密度增加而减少;负极板吸液量远远超过正极板，单体吸液量以负极板为主。

3.2 单体电池放电试验结果及分析

3.2.1 试验结果

单体电池放电试验结果见表3。

3.2.2 放电试验结果分析

①根据上述试验结果计算单体所需电解液可知，实际放电需求最佳电解液量与理论值相差很大;

②功率型电池放电过程中所需要电解液量相对较多原因是：由于电场的作用和电极反应的进行，电池内部靠离子在电解液中运动而导电。容量型电池的电流密度变化小，内部OH-从正极移向负极的数量能够满足外电路电流的输出。功率型电池，电流密度变化大，小电流放电突然转换成大电流脉冲的时候，内部OH-从正极移向负极的数量需要大幅度增加，以此来减少由于大电流脉冲产生的浓差极化。否则会导致浓差极化增加，极化内阻增加，电压下降明显;

③功率型单体按负极锌膏的质量进行电解液量计算，所需电解液量约为1.2～2.0mL/g。

4 结论

综上所述，可知单体电池吸收电解液量情况如下：

①负极板吸液量远远超过正极板，单体吸液量以负极板为主;

②功率型电池负极所需电解液量为1.2～2.0mL/g。

参考文献：

[1]李国欣.弹（箭）上一次电源[M].北京：宇航出版社，1987.