6.5.1 鋅陽(yáng)極特性要求

(1)高比表面積。光滑鋅電極放電極限電流為100m A/cm2。以單位質(zhì)量的比功率而言相對(duì)于鋰鋅離子電池及鎳氫電池，鋅-空氣電池的比功率約只有其四分之一，為了得到較好的功率表現(xiàn)，提高比表面積增加反應(yīng)速率是必要的。所以現(xiàn)在的鋅電極研究多傾向于多孔電極制造，或者是鋅粉混合電解液的膠態(tài)高比表面積電極。

(2)低自放電。電極須做適當(dāng)?shù)奶幚?，降低其在電解液中的腐蝕速率，減少自放電的損失和氫氣生成造成電極內(nèi)部壓力蓄積。

6.5.2 鋅電極的構(gòu)成

鋅電極主要有兩種形式:一是鋅金屬板，二是鋅金屬粒。

1. 鋅板式

鋅板式鋅電極可為密實(shí)的鋅金屬或多孔鋅金屬板。而多孔鋅電極板的制造可以利用鋅顆粒燒結(jié)、鋅顆粒涂布、鋅顆粒混合PTFE、PS、epoxy等高分子黏結(jié)劑，黏結(jié)鋅?；螂婂冧\于網(wǎng)狀的惰性金屬基板上等方式制造，電極的孔洞大小及孔洞分布決定了電極的表現(xiàn)跟電容流失量。已有研究指出最佳化的電極孔隙度為64%，以高分子黏結(jié)的鋅電極一般孔隙度在60%～75%之間。一種新的電極制造法是以一層氧化鋅包覆著鋅電極，取代鋅對(duì)氧化鋅的混合物，如此可延長(zhǎng)使用壽命。電極的潤(rùn)濕性則可利用添加纖維材料而獲得改善。電極材料為鋅及氧化鋅的混合物或再加上其他添加物，典型的鋅電極組成是超過90%的鋅粉加氧化鋅粉、小于5%的高分子黏結(jié)劑及小于5%的金屬氧化物添加劑。已有多種的無機(jī)化合物被添加到鋅氧化鋅的混合物當(dāng)中作為二次電池的電極材料，以改善性質(zhì)。這些性質(zhì)有:

(1)抑制氫氣的生成;

(2)共沉淀以生成更緊致的鋅層;

(3)生成金屬基層提供緊致的鋅，更好的導(dǎo)電通路;

(4)更一致的電流密度分布;

(5)改善鋅電極結(jié)構(gòu)的潤(rùn)濕性;

(6)改善鋅電極的導(dǎo)電性;

(7)和溶解的鋅形成錯(cuò)合物降低其移動(dòng)性;

(8)增加可利用的鋅電極活性材料;

(9)保持原來的多孔結(jié)構(gòu)。

2. 鋅粒式

以鋅粒為電極反應(yīng)物時(shí)，是直接將鋅粒與電解液混合，加上電流收集器后作為電極。此時(shí)為了避免鋅粒子沉淀至底部使得電極不均勻影響放電的穩(wěn)定，在鋅電極中加入使電解液呈膠狀的添加劑，如羧甲基纖維素(CMC)等，使鋅粒能夠在電解液中較長(zhǎng)時(shí)間地均勻分散。鋅顆粒的大小及陽(yáng)極的黏稠程度則視應(yīng)用而定。