延长锌银贮备电池贮存寿命的研究

延长锌银贮备电池贮存寿命的研究

谭露 王森 刘丹

贵州梅岭电源有限公司 贵州省遵义市 563000

摘要:锌银贮备电池是目前使用的主要贮备电池之一，该类电池经过一定时间的贮存之后，其电池容量、放电电压等电池性能会逐渐下降，严重影响电池的质量，因此不断提高锌银贮备电池的贮存寿命是目前锌银贮备电池的主要研究方向。基于此，本文给出了一种研究方法，即在锌银贮备电池两极片上通过涂抹保护剂的方法来延长其贮存寿命。首先对其实验内容进行了简单的分析，并得出了最终的实验结果。以此仅供相关人士进行交流与参考。

关键词：银锌贮备电池；贮存寿命；研究方法

引言：

该研究方法主要是在锌银贮备电池两极片上涂抹保护材料，保护材料能够直接隔绝极片与外界环境进行物质和能量交换的过程，从而大大延缓了正极片的分解作用和负极片的氧化作用，并以此来减缓锌银贮备电池各个性能的衰减速率，最终实现延长锌银贮备电池贮存寿命的目的。此研究方法的重点在保护材料的选择上，而且不同极性选取的保护材料并不完全一样，下文会给出延长锌银贮备电池贮存寿命的具体实验内容和结果。

1. 延长锌银贮备电池的贮存寿命的实验内容

1.1加速锌银电池老化的试验方法

本实验采用了三块额定容量为6Ah的未加任何保护材料的锌银电池，并将其分别定义为1号、2号和3号。1号电池代表了十二年前制作的电池，2号电池为在71℃的环境温度下贮存30天的电池，3号电池为新制作的电池，然后将这三块电池按照具体的任务进行放电实验。其放电电流曲线见图一。

（图一）放电电流曲线

1.2正负极片保护材料的选择

正负极片通常采用的保护材料是聚烯烃类、纤维素类和糊料类等，因为这些材料一旦涂抹在锌银贮备电池两极表面，就会形成致密的膜，这层膜会将整个极片包住，完全将电池极片与外界阻绝，即使将涂抹保护材料的电池两极加入电解液中，保护材料形成的致密的膜也不会发生溶解反应或分散反应。因此利用该类材料做锌银贮备电池两极的保护材料十分合适^[1]。本实验分为三组，第一组为只在电池正极涂保护材料，负极片不做任何处理，编号分别为+1、+2、+3、+4、+5。第二组是只在电池负极涂保护材料，正极片不作任何处理，编号分别为-1、-2、-3、-4、-5。第三组则是在锌银电池两极上均涂抹一样的保护材料，编号分别为1、2、3。每个组涂抹保护材料的种类分别见下表一、表二。

（表一）第一、二组正负极保护材料种类

（表二）第三组正负极保护材料种类

2. 延长锌银贮备电池的贮存寿命的实验结果分析

2.1加速锌银电池老化实验结果

根据加速锌银电池老化实验数据可知用于对比的三只电池的放电电压变化趋势基本一致，其中1号锌银电池的电压比2号电池的电压要略微高一点，这说明新制作的电池在71℃的环境下贮存30天相当于贮存了12年的电池。相比于三号电池的恒流放电电压（1.401-1.552V),一号电池和二号电池的明显偏低（越差0.15V），而且一二号电池的电压下降趋势更加明显，充分说明了锌银电池经过长时间搁置后电池容量等性能大幅度在逐渐衰减。

2.2正负极片单独保护实验结果

将五只正极只涂保护材料的单体电池在71℃的环境下贮存30天，然后按照图一的放电要求进行放电，然后将这五只电池的放电结果与处于同样环境下的空白电池的放电结果做比较，可以明显看出这五只正极涂保护材料的电池与空白电池的放电趋势大致相同；但是对于电池开压而言，+2号电池较低一点，其余的电池与空白电池较接近；同时可以发现五只电池的脉冲放电电压均高于空白电压，其中+3号电池脉冲电压最低，说明正极涂抹保护材料后电池的性能有了显著提升，而且活性糊料E-85ME材料的效果最佳

^[2]。

之后将五只负极只涂保护材料的单体电池在71℃的环境下贮存30天，然后按照图一的放电要求进行放电，然后将这五只电池的放电结果与处于同样环境下的空白电池的放电结果做比较，通过实验数据可以明显看出这些电池的放电趋势一致，但是对于开压电压，这五只电池的电压明显高于空白电压，而且脉冲电压也高出约0.3-0.6v，其中-3号电池脉冲电压最高，说明负极涂抹保护材料后电池的性能有了显著提升，而且活性糊料E-85ME材料的效果最佳。

2.3正负极片同时保护结果

将表二中的三组电池放在71℃的温度下贮存30天，然后在按照图一的放电要求进行放电，最后将实验数据与空白电池作对比。通过实验数据可以明显发现正负极均涂抹保护材料的电池放电电压更高，特别是对于正负极都涂抹了活性糊料E-85ME材料的电池展现出了更好的电池性能^[3]。这表明活性糊料E-85ME材料能够在电池正负极形成更加严密的保护膜，起到的保护作用更好。

2.4三种实验结果分析与总结

无论是只在正极涂抹保护材料，或是负极涂膜保护材料，还是正负极均涂抹保护材料，其实验结果都充分说明保护材料的涂抹能够提高电池性能，特别是对于活性糊料E-85ME材料，起到的保护作用最好，很明显是最好的保护材料，通过将其涂抹在电池正负极上，能够有效提高锌银贮备电池的贮存寿命。

3.结束语

总而言之，锌银贮备电池是目前常用的贮备电池之一，随着长时间的贮存，其电池性能会逐渐衰减，从而严重影响其使用效果，因此不断提高锌银贮备电池的贮存寿命是目前锌银贮备电池的主要研究方向。本文给出了一种在锌银贮备电池两极片上涂抹保护材料的研究方法，并通过对照实验得出了在正负极涂抹保护材料对电池性能的提高有明显帮助，特别是活性糊料E-85ME材料，它的保护效果最棒，因此利用活性糊料E-85ME材料能够有效延长锌银贮备电池的贮存寿命。

参考文献：

[1]关海波, 刘孟峰, 杨成昱. 锌银贮备电池结构件贮存寿命研究[J]. 电源技术, 2014, 038(007):1267-1269.

[2]王冠, 刘立清, 倪作恒,等. On the influence factors for dry reserve life of zinc-silver battery%锌银电池干态贮存寿命影响因素的探讨[J]. 电池, 2016, 46(4).

[3]赵保国, 李克锋, 王冠,等. 锌银贮备电池加速寿命试验方法研究[J]. 储能科学与技术, 2018, v.7;No.33(01):155-161.