第35卷第6期電池Vol.35, No.62005年12月BATTERY BIMONTHLYDec. ,2005添加劑對鋅銀蓄電池性能的影響杜向輝' ,王民賢2 ,范建國2 ,常照榮3 ,楊忠祥2(1.海軍駐洛陽地區(qū)航空軍事代表室,河南洛陽471009; 2. 新鄉(xiāng)太行電源股份有限公司,河南新鄉(xiāng)453009;3.河南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453002)摘要:在鋅銀蓄電池的電解液中加入3~5 g/L的鉻酸鉛添加劑,明顯減少了金屬銀在隔膜上的沉積,同時減少了對隔膜的氧化作用,進(jìn)而減緩短路的發(fā)生,延長了電池的使用壽命。添加劑的使用,對電池的正常使用沒有影響。關(guān)鍵詞:鋅銀蓄電池;隔膜; 添加劑; 電解液中圖分類號:TM912.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001 - 1579(2005)06 - 0448 - 02Effects of additive on the performance of Zn/ 'AgO batteryDU Xiang-hui' , W ANG Min-xian2, FAN Jian-guo2，CHANG Zhao-rong' ，YANG Zhong xiang2(1. Military Representative Office of PLA Nary in Luoyang ，Luoyang, Henan 471009， China;2. Xinxiang Taihang Power Sources Co. , Ltd., Xinrxiang, Henan 453009, China;3. College of Chemistry and Environmental Science , Henan Normal University, Xirxiang , Henan 453002, China)Abstract: When the 3~ 5 g/L PbCrO4 additive was used in the elctrolyte of Zn/AgO battery, the Ag deposited on separator wasdecreased evidently , the oxidation of the separator was also dccreased. It retarded the short-circuit and extended the service life ofthe battery. It had no influence on the normal operation of the battery.Key words: Zn/AgO bttery; separator; additive; ectrolyte鋅銀蓄電池的缺點是濕壽命短,注人電解液后的有效期一液分 為不加添加劑和加人添加劑(鉻酸鉛)兩種。添加劑依度為般為6~ 12個月。目前的接枝膜也只是作為輔助隔膜使用,對3~5 g/L。電池的壽命提高很有限。研制新的隔膜是鋅銀蓄電池進(jìn)一步隔膜:醋酸纖維索膜(保定產(chǎn)) ,經(jīng)皂化處理。發(fā)展的方向,但根據(jù)目前的情況,只能對現(xiàn)有的隔膜進(jìn)行改進(jìn),試驗電池:正、負(fù)極板尺寸均為20 mm x35 mm,正極板為延長其使用壽命。多數(shù)研究集中在鋅負(fù)極及其電解液添加劑燒結(jié)極板,未包尼龍布;負(fù)極為涂膏式,包有3層經(jīng)皂化處理的方面(1-3]。使用電解液添加劑的目的主要是減小鋅電極在醋酸纖維素膜;裝配成一片負(fù)極、兩片正極的開口方形電池，容KOH中的溶解度和使用過程中的形變,延長電池的使用壽命。量為550 mAh,加入5 ml電解液。本文作者通過在電解液中加入自制的無機添加劑鉻酸鉛,使溶2結(jié)果與討論.解在電解液中的Ag(OH)2離子與添加劑發(fā)生反應(yīng),被還原為金屬銀,不再對隔膜進(jìn)行氧化,減少對水化纖維素膜的氧化破2.1常溫循環(huán)壽命試驗壞作用,延長隔膜的使用時間。對試驗電池進(jìn)行25 C和40 C的循環(huán)壽命試驗,采用新威BTS充放電儀(深圳產(chǎn))。用35 mA電流充電至截止電壓1試驗2.05 V;用70 mA電流放電至終止電壓1.00 V。壽命終止為放在電解液10 molVL KOH中加入80 g/L的氧化鋅。電解電容量低于 550 mAh的50%。循環(huán)次數(shù)見表1。作者簡介:中國煤化工杜向輝(1977-),男,河北人,海軍駐洛陽地區(qū)航空軍事代表室在職碩.JH.CNMH G王民賢(1967-),男,河南人,新鄉(xiāng)太行電源股份有限公司工程師,研究力同:圩球。電池;范建國(1971-),男,河南人,新鄉(xiāng)太行電源股份有限公司高級工程師,研究方向:鋅銀蓄電池;常照榮(1958- ),男,河南人,河南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授,研究方向:物理化學(xué);楊忠祥(1970-),男,河南人,新鄉(xiāng)太行電源股份有限公司工程師,研究方向:化學(xué)電源。第6期杜向輝,等:添加劑對鋅銀蓄電池性能的影響449表1不同條件 下電池的循環(huán)次數(shù)個月的容量損失為7.2% ~ 4.6% ;電解液中加舔加劑的電池Table1 Cycle number of the bttries in diferent conditins放、充電容量比為95.6% -93.8% ,充電態(tài)擱置1個月的容量電池電解液循環(huán)次數(shù)/次損失為5.7%-3.5%。這表明在電解液中加入舔加劑后,對電25 C40 C池的大電流放電及自放電沒有影響。1不加添加劑25-2010-82.5 隔膜上沉積銀含量及電解液中添加劑含的變化加添加劑69-5820-17添加劑的作用是把Ag(OH)z離子在接觸隔膜之前氧化成在25 C下,電解液中加入添加劑后,電池的循環(huán)壽命大于金屬銀阻止其與隔膜接觸而發(fā)生氧化還原作用。在-般的電不加添加劑的電池壽命。在40 C下,電解液中加入添加劑后，池使用過程中,電池 經(jīng)過循環(huán)使用以后,在隔膜上會有金屬銀電池的壽命是不加添加劑的2倍。沉積,對隔膜上銀含量及電解液中鉻酸鉛含量進(jìn)行分析,可以2.2實效試驗判斷添加劑的作用。在實驗電他經(jīng)不同放電循環(huán)次數(shù)后,對隔2.2.1 1 h倍率電池放電試驗?zāi)ど系你y含量和電解液中的鉻酸鉛含量進(jìn)行分析對比，試驗結(jié)在批量(800只)生產(chǎn)的XYZ25S型鋅銀蓄電池中隨機抽取2果見表 3。只電池,做連續(xù)循環(huán)壽命試驗。用2.5 A電流充電至截止電壓表3隔膜上銀的沉積量2.05 V;用25 A電流放電至終止電壓1.25 v。壽命終止為放Table3 The Ag content deposied on separator電容量低于25 Ah的50%或電池短路。結(jié)果表明:在電解液中循環(huán)隔膜上銀的沉積量/ mg'cm-2電解液中不加添加劑,電池80 d循環(huán)90次;加入添加劑后,電池156 d循次數(shù)添加劑含量環(huán)176次。電解液中加人添加劑后,電池壽命明顯延長。第1層第2層第3層第1層第2層第3層/g1.-12.2.2高倍率電池放電試驗10 0.532.43為了考察添加劑在電池高倍率(15.5 C)放電下的作用,本) 1.06 0.06 - 0.61 -1.60文作者采用XYC45電池進(jìn)行試驗,整個試驗過程時間安排,按30 1.56 0.10 0.03 0.861.05照GJB 1657 - 93(15XYG45堿性蓄電池組規(guī)范)進(jìn)行。12個月40 2.00 0.07 0.03 0.94 0.04 - -0.64后,本文作者1個月進(jìn)行3次循環(huán)試驗(一次起動放電，兩次50 1.30 0.21 0.05 1.09 0.05 -0.320.2 c放電),壽命終止為放電容量低于40 Ah或電池短路。結(jié)60_ 2.68 0.27 0.08 0.97 0.040.10 _果表明:電解液中加人添加劑后,電池的使用壽命達(dá)到500 d。表3數(shù)據(jù)說明:有添加劑的情況下,電池經(jīng)過60次充放電2.3 不同溫度下的充電態(tài)擱置試驗循環(huán)后,銀在隔膜.上的沉積明顯減少,且在第3層上沒有銀的沉在40 C、60 C和80 C下,對實驗電池進(jìn)行充電態(tài)擱置試積;不加黍加劑時,經(jīng)30次循環(huán)，在第3層隔膜上就有銀的沉驗,采用新威BTS充放電儀(深圳產(chǎn))。用35 mA電流充電至截積。這說明添加劑鉻酸鉛與Ag(OH);離子發(fā)生了氧化還原止電壓2.05 V;用70 mA電流放電至終止電壓1.00v。壽命.反應(yīng),阻止了Ag(OH);i離子與隔膜的接觸。隨著循環(huán)的進(jìn)行，終止為放電容量低于550 mAh的50%。試驗結(jié)果見表2。電解液中鉻酸鉛含量逐漸減少,說明鉻酸鉛和Ag(OH);離子表2在不同溫度下添加劑對電池充電態(tài)擱時間的影響發(fā)生反應(yīng),被消耗掉。電解液中加入鉻酸鉛量的多少也是很重Table2 Efets of aditive on the shelf lives of the btterie in要的因素,含量過少,在電池循環(huán)后期,不會產(chǎn)生作用。charge state at various temperatures3結(jié)論溫度擱置時間/d在電解液中加入添加劑鉻酸鉛后，隔膜上銀的沉積明顯減1020~ 1867-49少,增加了隔膜的使用壽命。在電池的正常使用條件下,電解液5010~718-15中加入3~5 g/L鉻酸鉛延長了電池的使用壽命,且對電池的電03性能無不利影響。通過對電解液中鉻酸鉛含量的分析,初步判從表2可以看出，電池在80 C時,電解液中有、無添加劑對斷其作用機理為氧化還原反應(yīng),使Ag(OH)z離子還原成金屬電池的影響程度不大,但在60 C以下時,電解液中加人添加劑銀,銀本身也被氧化,其詳細(xì)的作用機理需作進(jìn)一一步研究。后,電池的充電態(tài)擱置時間增加明顯，說明電池在一般使用條參考文獻(xiàn):件下,在電解液中加人添加劑鉻酸鉛可以延長電池的使用壽[] HUA Shou nan(華壽南),ZHANC Shu-yong(張樹永). YAN xin.命hua(閻新華)，t al.二次鋅電極循環(huán)容量的研究[]. Bttery Bi2.4添加劑對 電池大電流放電和自放電的影響monthly(電池)2003,33(2):65 -67.添加劑的加人，影響了電解液的電導(dǎo)率,進(jìn)而影響電池的[2] HU igwe(胡經(jīng)緯),CAO Ciriq(高翠琴),LAI Lu(賴潞).稀大電流放電性能。添加劑和溶解于電解液中的Ag(OH);離子中國煤化Iattey Bimothly(電池)，發(fā)生氧化還原反應(yīng),是否會影響電池的自放電性能,需通過試3] ZH:AYHCN M. H Gw).鋒電極振加州作用機驗來驗證。本文作者采用批量生產(chǎn)的XY225型鋅銀蓄電池進(jìn)理的探討[J]. Bttery Brmanthly(電池).192, 22(6): 245 - 248.行試驗，電池的大電流放電(25 A)采用1 h率,電解液中不加添加劑的電池放、充電容量比為96.2% ~ 93.0% ,充電態(tài)擱置1收稿日期:2005-07-08