五、空气电池
    空气电池是指用氧气作正极的活性物质，用金属作负极的活性物质的一种电池。它的电解质为碱性溶液（KOH）。由于作负极的金属材料可选性很多，因此空气电池的种类也很多，通常以选作负极材料的金属名为电池名的第一个字，后面加空气电池即为电池名，如用锌作负极的空气电池即叫“锌空气电池”，用铝作负极材料的称为“铝空气电池”。由于锌材料易得，价格不高，故锌空气电池产品较多。
    （1）锌空气电池的结构锌空气电池的结构如图31所示。其中图31（b）是空气极板的放大图，由该图可知，空气极板由四层组成：一层是隔离层；二层是催化剂层，是表面改性的活性炭或炭黑材料；三层是集电层，用导电良好的金属网及塑料制成；四层是空气扩散层，用纤维素作扩散纸。催化剂层与空气扩散层之间有用聚四氟乙烯树脂做的含水层，成品的锌空气电池由一组单体电池串联形成。车载锌空气动力电池组还包括空气流通保障系统与电池组热管理系统，保证动力电池组能够长期稳定运转。空气流通保障系统调节进人锌空气电池负极的空气量，当不使用电池时能够自动切断空气。热管理系统主要是用来确保锌空气电池组能够可靠工作。

    锌空气电池的“充电”与其他电池的概念不一样，这里的“充电”，就是将已经发生过化学反应生成氧化锌的锌粒清除出来，重新填人锌粒而已，方法简单，时间较短。车载锌空气动力电池组一般采用机械式充电模式，即用变换锌板或锌粒电解质的办法。更换下来的氧化锌在专门的工厂进行回收及处理，实现锌的再循环。这种特殊的“充电”通常换一次仅需数分钟时间，如更换一块20kg的电池块仅需约100s。所以，只需在公路沿线设置锌板或锌粒匣以及电解质容器匣的机械式整体更换站，其效果如同现在内燃机汽车的加油站，可为车主提供极大的便利。
    （2）锌空气电池的工作原理锌空气电池以锌（Zn）为负极，以氧气为正极，以氢氧化钾（KOH）溶液为电解质。锌空气电池的化学反应和普通碱性电池类似，在特殊催化剂的作用下，当电池放电时，锌摄取输送炭块内从空气中吸附到的氧气，锌与氧气发生化学反应生成氧化锌（ZnO ），并在负载电路中形成电流。
    锌空气电池的特点是正、负极之间发生的化学反应是不可逆的．不像其他形式的碱性电池，没有充电过程，反应过的物质要清除掉，因此锌金属的消耗量较大。锌空气电池的工作电压为1. 1～1. 4V。
    （3）锌空气电池的特点
    ①比能量大锌空气电池的理论比能量是1350W·h/kg，目前常用的锌空气电池的比能量是180～230W·h/kg；能量密度是230W·h/L。
    ②采用机械充电模式充电时间仅需几分钟。
    ③性能稳定单电池具有良好的一致性，可以深度放电，电池容量不受放电强度和温度的影响，可以在－20～80℃的环境条件下工作。放电时不产生压力，没有气体生成，可以实现密封，免维护，方便电池组能量管理。
    ④安全性好锌可以再生使用，制造成本低。
    同时，锌空气电池也存在不足。锌空气电池对水分、二氧化碳非常敏感，若湿度发生变化，电池的特性也会发生相应改变。锌空气电池的临界相对湿度约为60%，若偏离过高就会严重影响电池的使用效果。经研究，若相对湿度小于60%，电池会失去水分；相对湿度大于60％时水分又会过多，电池可能发生泄漏。随空气进人的二氧化碳将会和电解质KOH发生化学反应，使电解液酸化，生成碳酸（或亚碳酸）盐在电极上结晶，负极会遭到损坏，并会有堵塞空气通路的危险。
 

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