基本介紹
- 中文名：鎳鋅電池
- 材料：鎳鋅
- 電壓：1.6V
- 套用：數位相機、閃光燈
簡介,發展過程,結構,鎳正極,鋅負極,隔膜,電解液,
簡介
鎳鋅電池電壓高。與過去的AA電池相比它的電壓達到1.6V。比鎳氫電池的1.2V要高得多，更適用於傳統的使用1.5V電池的電器。它可以使閃光燈回電更快。使數位相機充分用完其電量。而很多鎳氫電池用在數位相機上僅使用了30%的電量就低電關機了。（2010年12月）AA型號的鎳鋅電池的容量只有1300mAh左右，但是，它的放電能量已經達到8300焦耳以上。與目前最優秀的鎳氫電池eneloop相比，差別並不大，eneloop放電能量大約在9000焦耳左右。
鎳鋅電池放電電流強。已經運用在電動汽車上了。一顆AA鎳鋅電池，在2A電流放電下可以放出超過7200焦耳的能量。鎳鋅電池更環保，鎳和鋅都是可回收而且容易回收的金屬。
鎳鋅電池由於至2013還是比較新的產品，全球主要由一個美國公司PowerGenix生產，所以價格還是比較高。相信在未來幾年其價格可以降到鎳氫電池同一水平。
關於鎳鋅電池的安全電壓範圍，大眾根據其充電器滿電壓1.9v判斷，最低安全電壓為1.2v，即1.2v～1.9v。 在實際使用中，有人將電池過充過放導致電池失效或損壞，詳情搜尋 “鎳鋅 過放” 看看小白鼠自願者們的貢獻。
發展過程
鎳和鋅都是相對容易找到的金屬。相比鎳氫電池需要大量的稀土材料，鎳鋅電池需要的除了鎳外主要就是鋅，鋅比稀土容易找到。事實，在一個世紀前，托馬斯·愛迪生就認識到了鎳鋅電池的潛力，並對其進行了研究。而受限於當時的技術，鎳鋅電池並沒有得到很好的發展。如今，鎳鎘和鎳金屬氫化物化學（鎳鎘電池和鎳氫電池）已成功地商業化，廣泛用於高要求的套用。但是，這些技術已達到技術上的極限。
2010年年初，一家名不見經傳的美國公司PowerGenix宣布推出“全新”的NiZn鎳鋅充電電池。之所以在新字上加引號，是因為鎳鋅電池技術實際上有超過百年的歷史，號稱最早是由愛迪生發明的。PowerGenix將這一古老的技術進行了翻新改良，特別是改進了電解液和電極配方，才拿出了我們看到的新一代NiZn鎳鋅充電電池。
結構
鎳正極
鎳電極的主要活性材料是 Ni(OH)2。當前使用的鎳電極主要分為燒結式和非燒結式。非燒結式正極較燒結式正極，具有高容量、高活性的特點，一般採用孔隙率較高的纖維鎳或泡沫鎳材料作為支架，塗覆球型氫氧化鎳即得鎳正極。
鋅負極
鋅負極主要製備方法有塗膏法、電沉積法、壓成法、化成法和燒結法等。鋅負極可以做成充電態和放電態兩種，主要取決於初始材料是 ZnO（充電態）還是Zn（放電態）。一般情況下放電態的 Zn 電極用於一次電池，充電態的 ZnO 多用於二次電池。可是因為 ZnO 具有半導體特性，導電性能較差，如果製備的鎳鋅二次電池的鋅負極材料全是 ZnO，將會有較高的初始電阻，其電極必須小電流充電活化，還原一定比例的 ZnO 生成 Zn，利用金屬鋅 Zn 良好的導電性減少鋅負極的電阻，提高充放電效率，使電極的電化學性能得到改善。所以鎳鋅二次電池中，鋅負極的活性物質主要為 ZnO（充電態）中添加一些金屬 Zn（放電態），以減少初始充電時的高電阻，同時也會添加某些緩蝕劑以改善鋅負極的性能。因為 ZnO在鹼性電解液中具有的一定溶解性會造成鋅負極的枝晶形變和鈍化等不良影響。
隔膜
隔膜置於電池的正負極之間，防止正負極活性材料直接接觸造成電池短路。隔膜不僅要能抗鋅枝晶穿透，還要能耐強鹼、抗氧化、易被電解液浸潤、良好的機械強度和較強的柔韌性、低電阻和高離子導電性。
電解液
電池正負極材料的性能的發揮直接受電解液種類和濃度的影響。氫氧化鉀溶液是常被鹼性電池選作電解液。負極活性物質 ZnO 是兩性氧化物，在鹼性電解液中有一定的溶解性，這直接影響著鋅負極活性物質的利用率。因此，通常在電解液中會添加少量 LiOH。正極的活性物質顆粒表面上會吸附 Li，避免活性物顆粒聚結，電極活性物質的利用率提高，Li還能防止電極膨脹，改善電極反應的可逆性和充電過程中的析氧極化，延長電極的使用壽命。
