氧化银电极对锌银贮备电池激活时间的影响

冯磊磊 石天飞

摘要：采用不同种化成制度，制备氧化银电极与锌电极，利用自动激活放电方式、恒流极化放电方式，进行实验，对实验结果进行对比，以此来考察电池组的电性能，随后通过化学分析，对氧化银电极的组合特征进行了全面的分析，根据实验结果，发现锌银储备电池激活时间的主要影响因素包含了多种，其中氧化银电极初期放电极大化是主要影响因素之一，也是造成电池初期放电电压增加过于缓慢的原因之一。

关键词：氧化银电极；锌银贮备电池；激活时间

前言：由于锌银贮备电池具备高效率放电功能，而且实际应用可靠性相对较高，具备着良好的安全性能，在一些领域中，将其作为了主要应用电源，特别是在化学领域以及航空领域当中，电池组贮存过程中，电子一般以干态荷电状态保存，通过对电解液的使用，电池就会自动放电，电子组贮存后，激活速度逐渐缓慢的主要原因，就由于正极氧化银在贮存过程中，出现了分解状态，使得锌负极表现出现了严重的钝化情况。一点电磁激活时间为1s左右，二高活性正负极板是电机激活的重要指标。

1实验

1.1氧化银电极和锌电极的制备

在实验的过程中，电极制备主要方式，就是将醋酸银热进行分解，形成银粉和（氧化）锌混合湿粉，并在骨架中对所分解的锌粉与银粉进行压制，并对其进行高温烧结，形成银电极。随后使用氧化锌极板，与银电极进行组合，形成锌银贮备电池。随后经过清洗与干燥，形成氧化银电极与锌电极。在实验的过程中，对五组电极进行了编号，如表1所示。

表1

样品分组	化成制度	批次	充电量
A	6mA/cm2充50%，转3mA/cm2充50%	1	130%C理
B	6mA/cm2充50%，转3mA/cm2充50%	2	130%C理
C	6mA/cm2充57%，转3mA/cm2充43%	2	115%C理
D	6mA/cm2充57%，转3mA/cm2充43%，脉冲放电时间0.2s，放电10次	2	115%C理
E	9mA/cm2充70，转%6mA/cm2充15%，转3mA/cm2充158%		102%C理
C理：化成电池氧化银电极理论2容量

1.2氧化银电极、锌电极电化学极化特征

采用电化学综合测试仪，对电池组氧化银电极与锌电极进行测试时，恒流极化测试方式，所使用的材料包含了7mol/L的氢氧化钾电解液，通过利用石墨板，将其制作为辅助电极，随后使用1mol/L的氢氧化钾电解液，参比电极，其中温度达到了20℃左右，氧化银电极的计划电流达到了40mA，释放时间超出了5分钟，锌电极极化则分为了两个不同阶段，在第一阶段中，极化电流则达到了40mA，第二阶段则是达到了120mA，其中电压达到了1.2v。

1.3单体电池电性能测试

单体电池在测试的过程中，通过在氧化银正极板部位，包裹尼龙纱后，新负极板部位则包裹了液微孔膜，包裹方式为蛇形包法，其中以7mol/L的氢氧化钾电解液为基础，进行手动注液方式，在注液的过程中，在5s的时间内，需要进行电视放电。电流需要控制在40mA。在时间达到1分钟后，电流则达到120mA，电压则回到了1.25V。

2实验结果

2.1氧化银电极、锌电极电化学极化特性测试结果

在实验的过程中，需要对电池组释放后初始5s的过程数据进行统计，在300s内，对电池组电压的释放结果进行统计分析，如表2所示，

表2

样品编号	平均极化电位
	加载最低	最高	300s平均
A	0.031	0.153	0.151
B	0.031	0.153	0.151
C	0.034	0.153	0.154
D	0.056	0.152	0.149
E	0.066	0.154	0.155

根据图2与图3中的数据可以得出，五种样品的最高点位与平均点位值，相差达到了2mV，但是由于初始阶段差距相对加为明显，所以在A、B两组中，所使用的原材料不同，根据制度显示，电流采用了6mA/cm

²，并逐渐转向了3mA/cm²，形成了阶梯式充电方式，不过两组的极化电位是相同的，而在C组与B组中，原材料相同，而且电流均采用了6mA/cm²，并逐渐转向了3mA/cm²，形成的阶梯式充电方式，不过两组之间的充电深度存在一定差异，所以在电池初级阶段，极化相对较小。D组与C组不仅原材料相同，而且充电制度也相同。在电流密度达到了90mA/cm²后，进行了10次脉冲放电，放电时间控制在0.2s，而且极化明显较小。而E组则采用了电流密度9mA/cm²，并逐渐转向了6mA/cm²，随后再次转向了3mA/cm²，利用阶梯充电方式，使得初期阶段，电池极化达到最小，不过电压上升速度最快，在实验过程中，5组实验极化电位相差最高值达到了35mV，上升速度存在着极大的差异。

2.2单体电池电性能测试结果

单体电池在激活后，电流密度与电压在初期加载的过程中，出现了明显下降的趋势，随后逐渐增加。在A组单体电压在出现下降中，其下降趋势最为明显，而E组电压下降趋势则为最低，在放电的过程中，初始电压与峰值电压均为12mA/cm²，在放电的过程中，电压达到1.25V后，其结果如表3所示。

表3

样品编号	40mA/cm2最低电压/V	40mA/cm2峰值电压/V	120mA/cm2峰值电压/V	容量/Ah
A	1.239	1.526	1.471	2.610
B	1.395	1.542	1.500	2.651
C	1.362	1.536	1.499	2.501
D	1.405	1.541	1.498	2.315
E	1.451	1.547	1.502	2.502

根据表3所示，可以看出其中E组在初期加载的过程中，电压值最大，而D组在放电的过程中，采用了脉冲预防措施，使得初期电压提高，但是在后期无法降低，从而实现了电压极化，电池容量压造成了损失。

2.3组合电池电性能测试结果

组合电池在初期激活后，释放电压时间控制在2s左右，其电压变化发生了变化。在电磁极化激活时间控制在1.5s后，电流密度则达到了300mA/cm²，脉冲电压则达到了最低。

在整个实验过程中，尽管A、D和E三组，电子激活结构相同，但是在放电过程中，激活时间与电压则存在着极大的差异性，其中A组锌银贮备电池在激活后，电压上升速度最慢，而且激活时间最长。而E组电池组则恰恰想法，在激活后，电压上升速度最为显著，也说明了该组电磁组激活时间最小。

结束语；根据最终的结果表明，氧化银电极在初级释放电能的过程中，对电磁组激活时间所造成的影响最大，同时也对电池组初期释放电压也造成了重要影响，在阶梯式充电方式下，氧化银电极极化会逐渐减少，而且可以全面提高电池激活速率。

参考文献：

[1] 胥涛. 化成电解液浓度对锌银电池电极的影响[J]. 化工设计通讯， 2020, 046(003):180,200.

[2] 吕霖娜， 林沛， 韩雪荣. 铝氧化银电池正极材料AgO的分解动力学研究[J]. 电源技术， 2011(08):976-978.