空気亜鉛電池の長所と短所 | 電気 – 磁気

亜鉛空気電池の利点と欠点

亜鉛空気電池は、空気中の酸素を酸化亜鉛で動力を供給する非充電式、または機械的に充電可能な金属空気電池です。亜鉛金属電極はセルの最大部分を形成し、負の電極となります。電解液としては、KOH(水酸化カリウム)または苛性ソーダの溶液が使用され、標準電位を向上させます。セパレータは、電池内の電気伝導を防ぐために、両電極を機械的に隔離します。空気中の酸素が陰極で反応し、水酸化物イオンを形成、これが亜鉛ペーストに移動して亜鉛酸塩を形成し、電子を陰極に移動させます。これらの電池は高エネルギー密度を有し、比較的安価に生産できます。亜鉛空気電池は、約500Wh.kg−1と1000Wh.L−1の特定および体積エネルギー密度を提供し、これは電池システムの中で最高レベルです。放電プロファイルはほぼフラットで、電圧は約1.3Vです。サイズは、聴覚補助用の非常に小さいボタン電池から、以前は水銀電池を使用していたフィルムカメラ用の大型電池、電気自動車の推進やグリッドスケールのエネルギー貯蔵用の非常に大型の電池まで様々です。
主な欠点は、空気電極の不十分な性能に主に起因する限定的な出力電力です。もう一つの大きな欠点は、湿度や温度などの周囲条件に性能および運転期間が依存していることです。市販の亜鉛空気一次電池には、使用前に取り外す空気アクセス穴用のステッカーが貼付されています。一度ステッカーを取り外すと、電池への空気アクセスが避けられず、電解液の水交換および二酸化炭素の汚染が起こり、電池の徐々の劣化につながるため、連続して使用することが推奨されます。ステッカーが付いている間の亜鉛空気電池の保存特性は満足できるものです。一般的に、金属空気電池は、セル内にアクティブマスが一つしかなく、陰極反応が周囲の空気を使用するため、高エネルギー密度を提供します。亜鉛は、廃棄可能で、非毒性であり、二次電池として使用できるため、非常に有望な要素です。これらの利点にもかかわらず、これは一次電池であり、充電できません。大型ユニットの場合、亜鉛電極と電解液を物理的に交換することによって機械的に充電することができます。電気充電オプションは現在開発中ですが、この進化が非常に初期段階にあるため、この技術を実現するには多くの年月が必要になります。

利点

一次電池は充電可能な二次電池よりも高いエネルギー密度を持っています。
高い特定エネルギー、長い保存時間(自己放電が少ない)、即時の使用準備ができていることは、一次電池に他の電源とは異なるユニークな利点を与えます。
低消費電力アプリケーションには通常、最適な選択です。
遠隔地に持ち運び、長期間の保存後でも即座に使用でき、廃棄時に環境に優しいです。

欠点

主な欠点は、一次電池が充電不可であることです。
低いCレートも欠点です。高電流タイプであっても、充電式電池と比較して低いと考えられています。
充電式電池と比べると環境に優しくないこともあります。
大型電池の場合、一次電池は通常、コスト効果がありません。
亜鉛空気電池の主な欠点は、空気電極の不十分な性能による限定的な出力電力です。
性能および運転期間が湿度や温度などの周囲条件に依存していることも大きな欠点です。

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