本文以太行电源集团生产的15XYG45-（3），15XYG45-（3）G为研究对象，通过对三组具有不同结构特点的锌银航空蓄电池组进行寿命循环测试，解剖失效电池用重量分析，滴定分析，SEM和X衍射分析等手段对电池的主要部件（正，负极板及隔膜）在寿命循环中的变化进行分析，发现锌银航空蓄电池组的失效具有以下的特点： 1．锌银航空电池失效的责任主要在负极，航空电池的失效，主要是由于锌 负极的形变造成的，锌负极板结和形变使负极活性物质的利用率明显下 降，很容易出现极化和钝化。 2．锌负极形变的机理是：负极板的形变是由于氧化锌在电解液中的高溶解 度与阳极区内电液浓度和电液成分的变化共同作用的结果。在锌极板的 四周，由于氢氧根的浓度较高，锌的氧化溶解速度远大于极板的中心部 位，而在极板的中心部位由于锌酸盐的浓度较高而氢氧根的浓度较低， 这样氧化锌或氢氧化锌的析出速度要大于极板的四周，锌负极发生形 变。 3．锌银电池由于两极电量效率的不对称性，使两极的充放电状态的不对称 性是电池容量下降的另一个重要原因。在锌银航空电池中大量的使用聚 乙烯醇作为粘合剂，以及锌电极的自放电，使锌负极的电量效率低于银 正极的电量效率，这使得在电池寿命循环的后期，在放电结束时，正极 板上有氧化银的积累。这些氧化银的存在使下一次充电时，正极首先到 电压，而此时负极上还有大量的氧化锌末转化为金属锌，放电时末充满 电的锌负极先到电压。这样两极的活性物质都不能得到充分的利用，使 电池的容量下降。 4．锌负极电量效率较低，使锌负极既使在充电快结束的时候，锌仍有相当 数量的氧化锌，使电液中锌酸盐的浓度维持在较高水平，这就抑制了充 电时锌枝晶的生成，同时锌银航空电池采用有阻锌枝晶生长作用的聚乙 烯醇作为粘合剂，防止了短路的发生。 5．正极的银迁移带来了正极活性物质的减少，对电池的后期容量影响较 小，但为对付银迁移锌银电池需包多层隔膜却对电池中电解液的分布和 传递带来了显著的影响。 6．锌银电池以目前1年的使用寿命，无论采用包二层接枝膜二层再生纤维 素膜的结构，还是采用包一层接枝膜三层再生纤维素膜的结构都能满足 要求。再生纤维素膜的阻银迁移能力大于接枝膜，开发更长寿命的电池 应采用包一层接枝膜三层再生纤维素膜的结构。 7．锌银航空电池组中的各个单体电池在寿命循环中表现出不同的容量下 降速度，组合电池的寿命受容量最低的单体影响。隔膜厚度的不均匀是 单体电池后期容量不均匀的主要原因。 8．电池由于隔膜和负极的膨胀，出现了一定程度的胀肚，目前的装配比还 没有影响电池的性能。 根据锌银电池的失效机理，从生产工艺和使用维护两个方面对提高电池使用 寿命，进行了探索。提出了以下设想： 1．在电池的生产设计上，在采用活性物质中加氧化铅或电解液中加醋酸 铅，提高充电时沉积出的金属锌的粘附性；采用切拉网骨架和聚四氟乙 烯粘合剂在极板内形成框架式结构提高负极板强度的基础上，尽可能的 增加负极板的孔率，以改善电解液中氢氧根的传递，使多孔锌电极极板 四周和极板中心的化学过程相近，减少负极的形变，达到提高后期容量 的目的。 2．采用提高电解液浓度的方法，将电解液中KOH的浓度由目前的40％提 高到45％，使放电时阳极区电解液的浓度保持在较高的水平，也可减少 负极的形变，达到提高后期容量的目的。 3．采用氧化锌溶解度小的电解液和减小正极的尺寸也可以改善锌电池极 板四周活性物质流失的情况，延长电池的使用寿命。 4．针对两极电量效率的差异很大程度上是金属锌在碱性条件下，析氢自放 电造成的，对不同的有机和无机缓蚀剂对析氢量的影响进行了分析，认 为改用比利时的004历8或联邦德国的GyillO锌粉，可以显著减少自放电 的，减少电量效率的差异。’5．可以采用对正极板进行浸 p液处理的方法，来降低银迁移量，浸 p液后 正极板银迁移量减少了20％。银迁移量的减少可以为进一步减少银正极／活性物质的初容量，减少隔膜的层数打下基础。这种浸膜的方法会降低 正极电量效率，但这样达到了通过降低正极电量效率而使两极电量效率 接近的目的。