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1、第32卷第5期电池Vol132,No152002年10月BATTERYBIMONTHLYOct1,2002·综述·碱性锌空气电池的研究进展褚有群,马淳安,张文魁(浙江工业大学应用化学系,浙江杭州310032)摘要:碱性锌空气电池具有比能量高、工作电压平稳、原材料廉价易得等优点,是实用化研究的目标。但此电池放电电流密度低,且电池性能受外界环境影响大,使其应用和发展受到了极大的限制。对近年来国内外在氧还原电催化剂、空气电极结构、空气预处理技术及锌电极结构方面的研究进展、发展前景进行了讨论。关键词:空气电极;电催化剂;锌空气电池;碱性电解液中图分类号:
2、TM911141文献标识码:A文章编号:1001-1579(2002)05-0294-04DevelopmentofalkalinezincairbatteryCHUYou2qun,MAChun2an,ZHANGWen2kui(DepartmentofAppliedChemistry,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou,Zhejiang310014,China)Abstract:Thealkalinezincairbatteryhadadvantagesofhighspecificenergy,flat
3、dischargevoltageandlowcostofrawmate2rials1Butitsapplicationanddevelopmentwererestrictedbyitslowerabilityofdischargeandlife2limitingeffectsassociatedwithexposuretotheatmosphere1ThelatestresearchingdevelopmentofelectrocatalystforO2reduction,structureofairelectrode,airpre2treati
4、ngtechnologyaswellasstructureofzincelectrodewerereviewedandthedevelopmentprospectsofthebatteryweredis2cussed1Keywords:airelectrode;electrocatalyst;zincairbattery;alkalineelectrolyte碱性锌空气电池的历史可追溯到20世纪30年代。这种电难以实现大规模应用,因此进一步降低铂的负载量及开发其他池具有比能量高(理论比能量达1350Wh/kg)、工作电压平稳、高性能的廉价催化剂是
5、制成高性价比的实用化空气扩散电极[1～2]原材料廉价易得等优点,长期以来成为研究的目标。但到的前提。研究表明,采用高比表面积的载体材料或者特殊的催目前为止锌空气电池仅在助听器、传呼器、电子表等小功率电化剂沉积技术使铂微晶高度分散是既保持其催化活性不变又[3][7～8][9]器中应用。便携电器的大量涌现和世界范围电动汽车热的能减少其用量的有效手段。Genies等对铂粒径与催化活[4]出现,为高比能量锌空气电池的实用化研究提供了契机。性之间的关系进行研究后发现:粒径减小使得铂对电解液中氧化态物质的吸附作用增强而导致其催化活性降低,因此对铂粒1碱性锌空
6、气电池的研究进展径进行控制有利于提高铂的催化活性。另外铂与过渡金属形111氧还原电催化剂成的二元、三元合金具有较高的催化活性,有的甚至超过了纯[10]为降低正极反应过程的电化学极化,人们对氧还原反应电铂。铂合金电催化活性增强的原因有多种,如相邻铂原子间[6]催化剂进行了广泛的研究。大致有以下几类:贵金属及其合距减小、形成Raney型铂等。[5]金、金属有机络合物、金属氧化物和碳。尽管氧电极中铂负载量已经降至很低,但为了确保催化活[3]最早用作氧还原电催化剂的是碳,但其催化活性相当性,很难进一步大幅度降低其用量。长期以来,含有四个N原低。到目前为止
7、,贵金属铂是研究得最多,且催化活性和稳定子的过渡金属螯合物被认为有希望取代铂而作为空气电极催性最好的电催化剂。早期的空气电极以纯铂黑为催化剂,铂负化剂,如卟啉、酞菁及其衍生物等。常用的过渡金属有Cr、Mn、2[11～12]载量超过4mg/cm,后来采用碳黑负载铂的技术使得铂负载量Fe、Ni、Co等。以过渡金属螯合物为催化剂的空气电极具2[6]降至015mg/cm以下。但由于铂的价格十分昂贵,从而使其有良好的放电特性、贮存性能及较高的工作电压,如以四苯基作者简介:褚有群(1973-),男,浙江宁海人,浙江工业大学硕士生,研究方向:化学电源;马淳安(
8、1951-),男,浙江东阳人,浙江工业大学教授,博士生导师,研究方向:能源电化学、电化学合成、电催化等;张文魁(1969-),男,浙江三
