锌-空气电池的制备及性能检测.课件.ppt

1、设计型电化学实验1. 掌握空气电极的制备方法； 2. 设计制备出性能优良的空气电极； 3. 应用DC5电池充放电系统检测所设计电池的性能。 锌空气电池是一种金属空气电池，以电极电位较负的金属锌作负极，空气中的氧或纯氧作正极活性物质，中性或者碱性的电解质水溶液作为电解液。 碱性锌-空气电池可以表达为：（）Zn|KOH|O2(空气)（+）该类型电池的反应原理为： 阳极（锌负极）反应：Zn 2e = Zn2+ 阴极（空气电极）反应：1/2O2 + H2O + 2e = 2OH-总的电池反应：Zn + 1/2O2 = ZnO 氧在空气电极中进行还原时，首先要通过溶解进入电解液，在液相中扩散到电极表面后

2、进行化学吸附，最后再进行电化学的还原反应。这个过程可以简要地表示为：O2 O2溶 O2扩 O2吸 OH 实验中空气电极采用的是疏水透气结构。 该电极由防水透气层和多孔催化层加集流导电网组成。 溶解扩散化学吸附电化学还原1、电流密度分布均匀 2、合适的工作电极面积 3、合适的电解液体积 4、电池结构简单，操作方便 电子天平用电子天平精确称量配比一定的二氧化锰、活性炭、胶体石墨1、催化层的制备：l 将称量好的混合物放入烧杯中，加无水乙醇进行分散，在60水浴中加热，边搅拌边添加PTFE乳液，加热至混合物成稀面团状。 恒温水域锅对辊机取出稀面团，在对辊机上反复对辊10次左右，使PTFE逐渐纤维化直至成

3、为柔软而有韧性的薄膜。2、防水层的制备： 将配比一定的聚四氟乙烯（PTFE）和无水硫酸钠混合，制备工艺与催化层的制备类似，制得防水层。将制得的防水层放入蒸馏水中，在70 时反复清洗三次，以除去无水硫酸钠。滤纸塑料薄膜防水层导电网催化层下压头上压头空气电极成型过程图3、将制备好的催化层切下放在镍网上，另一侧放防水层，外边包上滤纸（防止催化层或防水膜粘在压片机上），在一定压力下冷压，即制成空气电极。其形状、排列方式及成型过程如图所示。压片机 简易的锌空 气电池模型将制备出的空气电极和锌片及KOH电解液组成锌空气电池将制备出的锌空气电池，进行放电实验DC5电池充放电系统 根据电池放电电流密度和电池欧姆电阻的大小，分析制备出性能良好的催化层和防水层的工艺条件。（主要考虑物料的配比，电极的大小，电极成型的压力和电极厚度）