氧化銀-氫氣電池

基本介紹

AgO(0.43 Ah/g)的比容量接近 Ag₂O(0.23 Ah/g)的兩倍，因此受到特別關注。然而 AgO 存在熱力學不穩定性，受熱易分解，往往會導致電池組工作電壓下降、容量損失乃至電池失效。乾燥的 AgO 在室溫下，會在 5～10 年內分解，溫度升高，分解速率也增大，當溫度高於100 ℃時，在約1 h 內便完全分解。分解速率與製備方法可能有關。目前電化學方法製備的氧化銀電極主要為燒結的銀電極在氫氧化鉀溶液中陽極化而成，因此氧化銀電極是 AgO、Ag₂O、Ag、Ag₂CO₃的混合物，同時有微量的 H₂O、KOH、K₂CO₃的殘留。其中氧化銀已經被確認為 Ag₂O₃·Ag₂O 的混合物。Dallek 等報導了AgO 分解能的範圍(Ea)從 100 kJ/ mol 到 133 kJ/mol。電化學方法製備的 AgO的 Ea值最低，而化學法製備的 AgO 的 Ea值最高，那是由於電化學方法製備過程中會引入雜質金屬如銅，會明顯降低 AgO的穩定性。AgO 的熱力學分解速率參數仍然是目前值得關注的問題之一。AgO 分解不但形成具有更高歐姆電阻的 Ag₂O，會導致 Al/AgO 電池的電壓降低，同時使得 Al/AgO 電池激活後極化增加[5]。而且 AgO 分解釋放的 O₂增加了電池內部的壓力，會導致激活時電解液注入困難，釋放的 O₂還會與鋁板反應，導致其表面的氧化膜增厚。因此在 Al/AgO 電池的儲存期，AgO 的分解是導致其電性能衰減的主要原因。Al/AgO 電池在存放一定時間之後，需要更新替換。

氫氣 (H₂) 最早於16世紀初被人工合成，當時使用的方法是將金屬置於強酸中。1781年，亨利·卡文迪許發現氫氣是一種與以往所發現氣體不同的另一種氣體，在燃燒時產生水，這一性質也決定了拉丁語“hydrogenium” 這個名字（“生成水的物質”之意）。常溫常壓下，氫氣是一種極易燃燒，無色透明、無臭無味的氣體。

電池材料製備

AgO 材料的製備

首先將硝酸銀與醋酸銨按一定比例混合，得到醋酸銀沉澱。然後熱分解醋酸銀得到微米級的銀粉，將銀粉輥壓燒結成型，在一定濃度的氫氧化鉀中充電化成，得到 AgO 正極，將AgO 正極碾壓成粉末即得到。

材料表征

AgO 正極材料的物相分析在日本理學射線粉末衍射儀（TTRⅢ）上進行掃描，衍射角度在 10°～90°、步長 0.0167，得到 X 射線衍射譜線。熱重分析，測試溫度範圍為 298～973 K，升溫速率分別為 2、5、10、20 K/min。

分解階段

在低溫下AgO 的分解分三個階段：第一階段是加速期，分解進行的較快，分解率在 0%～20%；然後分解速率突然減慢，並且在一定時間內保持速率不變，進入第二階段均速期，分解率在 20%～40%；第三階段為減速期，這一階段分解速率更加緩慢，並且持續時間較長，分解率在 40%以上。加速期出現的較早，均速期短，減速期持續時間長。