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锌-空气电池其阳极(负极)是以金属锌为活性储能物质,而阴极(正极)则为空气中的氧气。空气中的氧气取之不尽,用之不竭,还不占用电池内部空间,故在相同体积、同样重量下,此种全新的锌-空气电池可以存储更多的电化学反应原料,相比传统电池,它的比能量很高(理论上比能量可达1350Wh/kg而实际可达(200-400Wh/Kg),生产成本也低。锌-空气电池拥有放电容量大、比能量高、生产成本低、放电性能稳定、使用安全、无污染、可大功率使用及材料易得、丰富且可再生等诸多特点,现已成为当今世界能源领域的开发热点,是一种具有巨大市场前景的化学电源。锌-空气电池要实行工业化生产,其核心部分是空气扩散电极,关键技术之一是解决好它的制备问题。如果优化其性能,就有望使其有利于气体的扩散,并形成更多的三相界面,更有利于电极的电化学反应。空气扩散电极之一的催化膜主要由PTFE乳液、活性炭、催化剂组成。PTFE乳液的含量对锌-空气电池催化膜的电化学性能影响很大。催化膜中PTFE乳液从两方面影响电极的电化学性能：一方面由于PTFE乳液是电绝缘性能好的有极高分子材料,随着其用量的增加,电极的电阻增大,同时使多孔催化膜层中的液孔数目减少,液相的电阻增大,最终导致电池的欧姆电阻增加,影响电池的放电性能;另一方面随着PTFE乳液用量的增加,催化膜层中的气孔数目增加,使扩散进来的氧气量增加,从而可有效地降低气相的浓差极化,提高电池的放电容量。空气扩散电极之二的防水透气膜一般用憎水型聚合物聚四氟乙烯(PTFE)乳液和乙炔黑作为基层材料。PTFE乳液的主要作用是形成大量的气体扩散毛细孔,使氧气能够进来而水气进不来,同时还要阻止电解液的渗漏。为了制成具有均匀微孔结构的空气电极,通常在防水透气层和催化层中加入适量的造孔剂,如无水Na2SO4、NH4HCO3等。本课题分别用化学共沉淀法制备的NiTiO3铝掺杂作催化剂、钛酸丁酯水解法制备的纳米Ti02和尿素助燃法制备的LaxSr1-xMnyNi1-yO3系列化合物、尖晶石型氧化物作催化剂,将采用电极放电极化曲线实验方法对催化层和防水透气层的4种主要成分,即分别为PTFE乳液、活性炭、无水Na2SO4、催化剂和PTFE乳液、活性炭、乙炔黑、无水Na2SO4的用量比例进行优化,讨论了这四种成分的比例对气体扩散电极的性能影响,得出比较合理的阴极组成,从而提高气体扩散电极的性能。同时,对传统锌-空气电池结构进行改进,从而提高放电性能和放电容量,使其性能达到优化。并在阳极和电解质中加入合适的缓蚀剂,减少锌-空气电池枝晶生长,增加放电容量