張克彪 劉富亮

摘 要：本文旨在通過一系列試驗(yàn)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(shí)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(shí)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(shí)期對(duì)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(shí)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(jì)鋅銀電池電解液量提供參考。

2 試驗(yàn)

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(yàn)

單體電池主要由正極板、負(fù)極板、隔膜組成。現(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(yàn)

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(jìn)行電解液量試驗(yàn)。通過放電試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果及分析

由2.1試驗(yàn)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?yàn)?0#膜

由2.1試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果及分析

3.2.1 試驗(yàn)結(jié)果

單體電池放電試驗(yàn)結(jié)果見表3。

3.2.2 放電試驗(yàn)結(jié)果分析

①根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算單體所需電解液可知，實(shí)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(duì)較多原因是：由于電場的作用和電極反應(yīng)的進(jìn)行，電池內(nèi)部靠離子在電解液中運(yùn)動(dòng)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(shí)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(huì)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(jìn)行電解液量計(jì)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(xiàn)：

[1]李國欣.彈（箭）上一次電源[M].北京：宇航出版社，1987.