鋅鎳充電電池的結構設計旨在最大化其性能和安全性,同時確保電池能夠有效地進行電化學反應。其基本組成部分包括正極、負極、電解質、隔膜和電池殼體。以下是各部分的具體描述:
正極(陰極)
材料:正極通常由鎳的化合物構成,最常見的形式是氫氧化鎳(Ni(OH)2),有時會加入少量的钴或錳來改善電極的導電性和穩定性。
作用:在放電過程中,正極上的鎳(III)氫氧化物(NiOOH)被還原成鎳(II)氫氧化物(Ni(OH)2),同時釋放出電子。
負極(陽極)
材料:負極主要由氧化鋅構成,電極具有更好的穩定性。
作用:在放電過程中,負極上的鋅被氧化成鋅(II)氫氧化物(Zn(OH)2),同時釋放出電子。
電解質
材料:常用的電解質是氫氧化鉀(KOH)水溶液,濃度通常在25%~30%之間。
作用:電解質提供了離子移動的介質,促進了電化學反應中的離子傳輸,確保電池內部的電荷平衡。
隔膜
材料:鋅鎳電池的隔膜通常由PP等材料經過特殊的處理工藝加工製成。
作用:隔膜的作用是隔離正極和負極,防止它們直接接觸而導緻短路,同時允許離子通過,以維持電池內的電化學反應。

電池殼體
材料:電池殼體通常由金屬材料製成,如不鏽鋼或鍍鎳鋼,以保護內部組件免受外界環境的影響。
作用:提供物理保護,防止洩漏,同時確保電池在使用過程中安全可靠。
安全特性
防漏液設計:通過特殊的密封技術,防止電解液洩露。
金屬鋼化外殼:增強物理耐久性,防止外部沖擊導緻損壞。
自動安全閥:當電池內部壓力過高時,安全閥會自動開啓,釋放多餘的壓力,防止電池爆炸或破裂。
防爆設計:電池內部結構設計考慮到防止過充、過放等情況下的安全隱患。
其他部件
絕緣墊圈:放置在電池內部的不同部件之間,以防止短路。
鋅鎳充電電池的設計考慮到了高效率、長壽命和安全性等多個方面,使其成爲一種非常有前景的儲能解決方案。隨着技術的不斷進步,鋅鎳電池的性能也在不斷提高,未來有望在更多領域得到應用。