镍锌电池

可以替代镍氢电池的新型电池

镍锌（NiZn）电池是一种可以替代镍氢电池的新型电池，标称1.6V，常见有5号aa和7号aaa。与镍氢、镍镉电池相比，具有电压高、放电电流强的特点。在数码相机、闪光灯、电动玩具方面有着无与伦比的优势。

简介

镍锌电池电压高。与过去的AA电池相比它的电压达到1.6V。比镍氢电池的1.2V要高得多，更适用于传统的使用1.5V电池的电器。它可以使闪光灯回电更快。使数码相机充分用完其电量。而很多镍氢电池用在数码相机上仅使用了30%的电量就低电关机了。（2010年12月）AA型号的镍锌电池的容量只有1300mAh左右，但是，它的放电能量已经达到8300焦耳以上。与目前最优秀的镍氢电池eneloop相比，差别并不大，eneloop放电能量大约在9000焦耳左右。

镍锌电池放电电流强。已经运用在电动汽车上了。一颗AA镍锌电池，在2A电流放电下可以放出超过7200焦耳的能量。镍锌电池更环保，镍和锌都是可回收而且容易回收的金属。

镍锌电池由于至2013还是比较新的产品，全球主要由一个美国公司PowerGenix生产，所以价格还是比较高。相信在未来几年其价格可以降到镍氢电池同一水平。

关于镍锌电池的安全电压范围，大众根据其充电器满电压1.9v判断，最低安全电压为1.2v，即1.2v～1.9v。在实际使用中，有人将电池过充过放导致电池失效或损坏，详情搜索 “镍锌过放” 看看小白鼠自愿者们的贡献。

发展过程

镍和锌都是相对容易找到的金属。相比镍氢电池需要大量的稀土材料，镍锌电池需要的除了镍外主要就是锌，锌比稀土容易找到。事实，在一个世纪前，托马斯·爱迪生就认识到了镍锌电池的潜力，并对其进行了研究。而受限于当时的技术，镍锌电池并没有得到很好的发展。如今，镍镉和镍金属氢化物化学（镍镉电池和镍氢电池）已成功地商业化，广泛用于高要求的应用。但是，这些技术已达到技术上的极限。

目前我们常见的AA（5号）充电电池镍镉电池最不环保，也存在记忆效应，已经处于淘汰边缘。NiMH电池虽然没有记忆效应和剧毒问题，但存在钝化现象（高自放电），对环境温度要求也较为苛刻。

2010年年初，一家名不见经传的美国公司PowerGenix宣布推出“全新”的NiZn镍锌充电电池。之所以在新字上加引号，是因为镍锌电池技术实际上有超过百年的历史，号称最早是由爱迪生发明的。PowerGenix将这一古老的技术进行了翻新改良，特别是改进了电解液和电极配方，才拿出了我们看到的新一代NiZn镍锌充电电池。

结构

镍正极

镍电极的主要活性材料是 Ni(OH)2。当前使用的镍电极主要分为烧结式和非烧结式。非烧结式正极较烧结式正极，具有高容量、高活性的特点，一般采用孔隙率较高的纤维镍或泡沫镍材料作为支架，涂覆球型氢氧化镍即得镍正极。

锌负极

锌负极主要制备方法有涂膏法、电沉积法、压成法、化成法和烧结法等。锌负极可以做成充电态和放电态两种，主要取决于初始材料是 ZnO（充电态）还是Zn（放电态）。一般情况下放电态的 Zn 电极用于一次电池，充电态的 ZnO 多用于二次电池。可是因为 ZnO 具有半导体特性，导电性能较差，如果制备的镍锌二次电池的锌负极材料全是 ZnO，将会有较高的初始电阻，其电极必须小电流充电活化，还原一定比例的 ZnO 生成 Zn，利用金属锌 Zn 良好的导电性减少锌负极的电阻，提高充放电效率，使电极的电化学性能得到改善。所以镍锌二次电池中，锌负极的活性物质主要为 ZnO（充电态）中添加一些金属 Zn（放电态），以减少初始充电时的高电阻，同时也会添加某些缓蚀剂以改善锌负极的性能。因为 ZnO在碱性电解液中具有的一定溶解性会造成锌负极的枝晶形变和钝化等不良影响。

隔膜

隔膜置于电池的正负极之间，防止正负极活性材料直接接触造成电池短路。隔膜不仅要能抗锌枝晶穿透，还要能耐强碱、抗氧化、易被电解液浸润、良好的机械强度和较强的柔韧性、低电阻和高离子导电性。

电解液

电池正负极材料的性能的发挥直接受电解液种类和浓度的影响。氢氧化钾溶液是常被碱性电池选作电解液。负极活性物质 ZnO 是两性氧化物，在碱性电解液中有一定的溶解性，这直接影响着锌负极活性物质的利用率。因此，通常在电解液中会添加少量 LiOH。正极的活性物质颗粒表面上会吸附 Li，避免活性物颗粒聚结，电极活性物质的利用率提高，Li还能防止电极膨胀，改善电极反应的可逆性和充电过程中的析氧极化，延长电极的使用寿命。

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