鋅鎳電池的現狀和電解原理！！！

目前市場上主要的動力電池有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池。其中，鉛酸蓄電池和浮充電池已經是廣泛使用的二次電池，占據了動力電池的主要市場。但這兩類電池的比能量較低，商用電池只能達到30~50wh/kg。同時，鉛和鎘是有毒金屬，對環境汙染嚴重，已被世界各國限制生產和使用。鎳氫電池工作電壓低，高溫自放電大，只適合小型工具作為電源。鋅鎳二次電池由鋅電極和鎳電極組成，兼具鋅銀電池鋅負極高容量和鎘鎳電池鎳正極長壽命的優良性能。鋅鎳二次電池具有容量大、比能量高、安全性好、工作電壓高、無記憶效應、低溫性能優異、大電流快速充放電等優點，在電池的生產和使用過程中不汙染環境，屬於“綠色電池”。國內鋅鎳電池生產技術應用現狀生產工藝介紹鋅鎳電池由鋅、氧化鎳、質量濃度為25% ~ 30%的氫氧化鉀溶液和隔膜組成。鋅鎳電池的反應機理:2Ni(OH)2+Zn(OH)2 = 2 nio OH+Zn+2H2O，其正極由氫氧化鎳、鎳粉和添加劑組成。負極由氧化鋅、鋅粉和添加劑組成。通常鋅電極是由氧化鋅、金屬鋅粉、添加劑和聚四氟乙烯乳液混合軋制而成。鎳電極有兩種制備方法:①燒結鎳電極，由羰基鎳粉燒結成多孔基體。(2)將氫氧化鎳、導電石墨和聚四氟乙烯的乳液滾塗在泡沫鎳基體上，制得泡沫鎳電極。生產設備介紹主要設備:單面間隙塗布機、自動分切機、自動層壓機、自動極片成型機、手動打孔機、手動層壓機、定長切割機、雙面真空包裝機、頂側封、八工位轉盤頂側封、鋼球打孔機等。卷芯機、壓平機、隔膜加工機、拉片切割機、拉片包裝機、塗布設備、卷繞設備、分切設備和制膜設備。極片設備、極片烘幹卷制設備、軟包裝包裝設備、超聲波、點焊機生產工藝創新路徑可用於極片連接、電池檢測設備、X射線無損檢測儀、頂封、側封、化學封口、極片真空爐、氮氣發生器設備。目前國內鋅鎳電池科研試制企業主要存在以下問題:1，電池壽命短，壹般在100~200次循環，2。電極變形，3。鋅電極的腐蝕和溶解。鋅枝晶過度生長，5。過充控制的具體原因:1，選材不當，2。添加劑的選擇和數量控制不合理，3。隔膜選擇不當，4。不合理的流程。鋅鎳電池成本:降低生產成本是堿性鋅鎳電池發展的關鍵。由於正極芯材NiOOH處於初級開發階段，制造成本相對較高。技術研發現狀鋅鎳電池循環壽命短是由於鋅陽極放電產物在氫氧化鉀電解液中溶解度高，充電時鋅沈積不均勻。鋅負極反復充放電後形狀發生變化，電極周邊變薄，中間變厚，有時上部變薄，下部變厚。電極活性表面積減小，電極容量降低【1999密封鋅鎳電池發展綜述】。在充電後期，鋅電極還會產生樹枝狀沈積物，有時會刺破隔膜，導致電池內部短路，並終止電池壽命。鋅電極在堿性溶液中是熱力學不穩定的。鋅電極自放電不僅失去容量，還會產生氫氣。反應如下:Zn+2 OH-？0?1zn(OH)2+2 ezno+H2O 2+2e—2OH-+H2zn+H2O—ZnO+H2在鋅陽極充放電過程中，鋅從陽極向陽極遷移，鋅酸鹽堵塞了陽極的孔隙，導致陽極容量下降。為了提高鋅鎳電池的循環壽命，需要解決鋅電極的變形，抑制鋅枝晶的生長，抑制氫和鋅從負極向正極的遷移。近年來，國內外的研究仍在繼續，其目的是保持其優良的性能，進壹步降低鎳電極的制造成本。鎳電極在充電過程中產生的氧氣必須排除，否則電池會膨脹。鎳電極的問題是如何防止它在充放電循環中膨脹。在鋅鎳電池中，通常在鋅電極上包裹幾層再生纖維素膜或聚丙烯膜，以防止鋅酸根離子向正極擴散和遷移，以及鋅枝晶向隔膜的滲透。水是在排出的過程中消耗掉的，所以壹定要有壹個吸液性好的隔膜。還需要考慮再生纖維素膜或聚丙烯膜，它們可以抑制鋅酸根離子的遷移和擴散，阻止鋅枝晶的生長。然而，使用這些膜，當電池充電時，正極上產生的氧不容易到達鋅負極的表面進行還原反應。由於鋅電極在堿性溶液中的熱力學不穩定性，鋅電極的自放電必然導致氫氣的產生。因此，在研制密封鋅鎳電池，特別是大容量電池時，應註意抑制鋅電極自放電，盡量消除自放電產生的氫氣。中國廈門的兩家公司正在與美國能源研究公司聯合開發和生產鋅鎳電池。電動汽車用鋅鎳電池的目標是壹次充電達到240km，總行駛裏程160000km，預計價值約200$/kwh。