鋅銀電池是能量最高的一種水溶液電池。迄今為止,鋅銀電池已經經歷了100多年的發展,鋅銀電池理論能量密度為300W·h/kg,1400W·h/dm3,實際能量密度40~110W·h/kg,116~320W·h/dm3。第一個成功的鋅氧化銀電池系統是1941年由法國亨利·安德烈(Henri Andre)教授發明。目前鋅銀電池的研究方向是進一步改良鋅銀電池的比特性、雙極性設計以及提高活性物質放電密度。
鋅銀電池按工作性質可分為三類,
第一類是原電池(或一次電池),第二類是蓄電池(或二次電池),第三類是貯備電池(或激活電池)。鋅銀電池按電池結構和特性可以分為兩大類六種電池,第一類是非荷電態(或干放式),第二類是荷電態電池。第一類電池是人工激活蓄電池,電池在使用前需要經過1~3次充放電循環才能正常工作。
第二類電池又分為干式和濕式兩種方式,干式是指人工激活一次或二次電池、自動激活電池,濕式是指原電池、扣式電池、一次二次電池或全密封電池。干式的主要特點是使用前電池不能輸出電能,需要一個激活的過程;濕式的主要特點是電池在使用前已經具備輸出電能的能力,主要接上用電裝置就可以使用。無論干式還是濕式,這類電池在使用前不需要充電。鋅銀電池按放電倍率分類可以分為五類。第一類是低倍率電池,放電率小于0.5C;第二類是中倍率電池,放電率為0.5~3.5C;
第三類是高倍率電池,放電率為3.5~7C;第四類是超高倍率電池,放電率大于7C;第五類是扣式電池,放電電流最大不超過1mA。鋅銀電池的分類并不是相互獨立的,而是相互聯系。
優缺點
鋅銀電池具有以下優點:
(1)具有很高的比能量;
(2)具有很高的放電效率;
(3)具有適中的充電效率;
(4)具有較平穩的放電電壓;
(5)具有較小的自放電速率;
(6)具有較長的干態貯存壽命;
(7)具有較好的力學性能。
同時,鋅銀電池也有明顯的不足,其缺點如下:
(1)成本很高;
(2)壽命較短;
(3)低溫性能較差;
(4)不耐過充電
鋅銀電池有以下主要的應用:
(1)高倍率型電池:這類電池具有優越的大電流放電性能,可用作各類導彈運載火箭的控制系統、伺服機構、發動機等設備的主電源,也可用作靶機、各種飛機的啟動及應急電源。
(2)中倍率型電池:鋅銀蓄電池的工作電壓非常平穩,在中、低倍率下工作時更為顯著,在導彈和火箭的遙測系統、外測系統、安全自毀系統及儀器艙中,這類電池得到廣泛使用。
(3)低倍率型電池:低倍率型電池不僅電壓平穩,且性能可靠、適用于電壓穩定度要求很高的彈上或箭上儀器,密封式的鋅銀電池還可用作使用壽命為幾天到十幾天的返回式衛星的主電源。
(4)新聞攝影電池:鋅銀蓄電池由于其性能穩定、體積小、質量輕、使用維護簡單等優點而被各電影制片廠、中央及地方電視臺用作新聞攝影、電視攝影及燈光照明電源。
銀鋅電池的用途
銀鋅電池可能替代現有鋰離子電池
目前移動設備迅猛發展的最大障礙恐怕就是電池的問題,不論手機、MP3還是筆記本電腦,如何能夠延長電池續航時間都是廠商最頭疼的問題。當前,大部分移動設備都使用鋰離子充電電池,但從去年的“索尼電池門”以來,鋰電池的安全問題已經越來越受人關注。
一家名為ZPower的公司正在試圖替代鋰離子電池,他們使用銀鋅材料替代鋰離子,在安全和能量密度上都有優勢。據稱,ZPower電池的容量比同體積的鋰電池高30%,甚至可以再不危及安全的情況下過充以實現更高的容量。該電池使用鋅聚合物陽極和銀納米顆粒陰極,由于其內部的儲電單元基于水,安全性類似于傳統的堿性電池,并且其材料95%可回收。
目前的問題是,銀鋅電池的充電壽命僅有100次左右,ZPower公司希望在明年中期提高到200次,并在2010年提高到300次。