西安通锐公司研制成功液体循环式锌空气电池，目前， 陕西省已将该项目列入开发计划，正在组织企业和研究单位 实施。该公司目前在现有的微型电动轿车试验的基础上，利 用现有的18kW电机，正在改装的轻型车（10座）上扩大试 验，试验车已达到时速60-80km/h。该公司还计划在10座轻 型客车基础上，设计研制16-20座轻型客车，最高时速120 km/h，两年后拿出技术上成熟的整套动力系统和整车。
二、工作原理
1.电池组成及原理
组成：(–) Zn|KOH|空气(+)
负极为金属Zn；正极为空气中的氧；电解液为KOH
原理：
正极
:1 2
O2
H2O
2e
2OH
E
0.4V
负极:Zn Zn2+ +2e
Zn2+ +2OH Zn(OH )2E 1.25V
Zn(OH )2 ZnO H2O
总反应 :Zn+1 2
以色列电燃料（Electric Fuel）有限公司开发的锌空气电 池，装在载重1000kg、总重3500kg的电动邮政车上，实验结 果为：比能量达到207Wh/kg，最高车速可达120km/h，由静 止加速到80km/h为12s，该车具有良好的动力性能。更换锌 粒匣和灌满电解质的时间为2min。以色列设有每小时能处理 10kg锌的再生处理厂，可以供给10～15辆电动邮政车更换锌 粒匣服务。
美国Dreisback Electromotive公司开发的锌空气电池， 已在公共汽车和总重9t的货车上使用，公共汽车可连续行驶 10h左右，货车最大续驶里程达113km。
德国奔驰汽车公司的MB410型电动厢式车，标准总质量 为4000kg，采用150kWh的锌空气电池，从法国的Chambery 城越过阿尔卑斯山，连续爬坡150km，山的最高处2083 m， 公路全程244km，到达意大利的都灵，仅消耗了65％的电量 （97.5kWh）。该车从德国的不莱梅到波恩，最高车速达到 120 km/h，一次充电后走完全程425km的路程。
三、电池结构
1.电池材料
▪ 正极材料: 空气扩散正极，通常用吸附性能很好的活性炭为
载体，聚四氟乙烯为憎水剂，制成多孔正极，但是 由于氧电极的电化学极化很大，假如不用催化剂， 电池的工作电压会很低，不能满足使用要求。
过程2 Ｏ２Ｈ－
OH
1 2
O2
▪ 过氧化物分解成为羟基和氧气的过程是整个反应的 速率控制步骤。
▪ 为了加速预氧化物的还原和整个反应的速率， 在空 气正极中使用了催化剂来提升过程2 的反应速率。
▪ 这些催化剂是典型的金属化合物或络合物，例如元 素银、氧化钴、贵金属和它们的化合物及混合金属 化合物。
4.电池的优缺点
对于许多应用来说，在原电池系列中锌空气电 池具有非常高的体积比能量；此外还有放电电压平 稳、贮存寿命长，安全和对环境无影响以及能量成 本低等优点。
但同时因为电池是对大气环境开放的，所以限 制锌空气电池技术普遍应用的一个因素是环境的影 响问题，即在受环境影响小的工作寿命和受环境影 响大的最大功率输出能力之间的权衡。
O2
ZnOE
1.65V
2.氧还原机理
▪ 实际上空气正极的反应是复杂的，化学反应体系有 一个速率限制反应，该反应步骤影响整Байду номын сангаас体系的反 应动力学和相应的性能。锌空气电池中，这个反应 是氧气的还原过程，同时产生了过氧化物游离基团 (O2H-)
过程1 O2 +H2O+2e O2H OH
5.发展历史
锌空气电池的发明已经有上百年的历史，1995 年以色列电燃料（Electric Fuel）有限公司首次将锌 空气电池用于EV上，使得空气电池进入了实用化阶 段。
美国Dreisback Electromotive公司以及德国、 法国、瑞典、荷兰、芬兰、西班牙和南非等多个国 家也都在EV上积极地推广应用锌空气电池。
锌空气电池
➢主要内容： ➢锌空气电池概述 ➢电池工作原理 ➢氧电极催化剂 ➢氧电极性能及制造工艺
➢本章重点：
氧电极：反应机理﹑氧电极的特点及存在的问题 电池结构原理：工作原理﹑组成结构 制造工艺原理：氧电极的制备
一、概述
1.锌空气电池定义
以空气作为阴极活性物质，金属作为阳极活性 物质的电池统称为金属空气电池。研究的金属一般 有镁、铝、锌、镉、铁等。其中碱性锌空气电池性 能最好，并且成本低和环境友好，因而受到人们的 广泛关注，被认为是大有希望的能量储存装置。
3.锌空气电池特点
锌空气电池直接使用空气中的氧气参与电极的 化学反应，当电池对空气开放时，氧气扩散到电池 里并且被用作正极反应的活性物质。
空气是穿过正极到达与电解质相接触的正极活 性表面，在该活性表面上正极催化剂促进氧气在碱 性水溶液中反应，并且催化剂本身不会消耗或变化。
因为一种活性物质在电池外面，所以电池内的 体积大部分可用于放置另一种活性物质(Zn)，故锌 空气电池具有非常高的体积比能量。
锌空气电池是以空气中的氧作为正极活性物质， 锌作为负极活性物质，氢氧化钾溶液作为电解液的 高能化学电源。
2.电池的分类及应用
锌-空气电池包括： （1）一次电池 （2）二次电池 （3）燃料电池
应用：
碱性锌空气电池的实用化研究已取得了巨大的进展，适 用于便携式电器的小型锌空气电池已进入市场。鉴于当前用 电器具正在向小型化、小功耗方向发展，锌空气电池的应用 范围必然会越来越广泛，有望替代目前的一次电池主导产品， 即锌锰及碱锰电池。可再充锌空气电池是一个较为复杂的体 系，经过世界各国研究者数十年的努力，至今已取得了很大 的进展，但要将它应用于电动车辆，还需要在锌电极循环寿 命、空气湿度的控制和热管理等方面作进一步的研究。锌空 气燃料电池已用于电动样车。
瑞典斯德哥尔摩市的电动货车、电动客车和电动服务车 辆上，采用的锌空气电池比能量为180Wh/kg，比功率为 100Wh/L，续驶里程350～425km之间。该市的锌空气电池废 料回收处理能力为250kg/h，可为150辆EV提供再生的锌粒。
中国江阴凡能环保仪器科技有限公司目前已研制出密封 型锌空气电池，完全可以制造出用于上述用途的各种型号的 电池，并已申请了专利（专利申请号：200310106308.6）。 电池的主要部分空气电极的密度已达0.1W/cm2,并可靠地解 决了密封问题。