影響堿性燃料動力電池性能的因素

電池性能直接與電流密度和電池電壓有關(guān)。影響18650鋰離子電池性能的重要因素是電極元件(如催化劑)的數(shù)量和成本、氧化劑的類型(空氣或純氧)、工作壓力和溫度、電解液濃度、燃料氣體和氧化劑氣體中的雜質(zhì)等。這里由鋰離子電池制造商賈福成僅就氧化劑的種類、工作溫度和壓力對電池性能的影響作一簡要介紹。

1.氧化劑對AFC性能的影響

AFC試驗表明，使用純氧時，氧化劑的性能優(yōu)于空氣。原因是當使用空氣時，大空氣中的其他雜質(zhì)也會影響AFC的性能，尤其是空氣中的CO2。其原因是CO2氣體在堿性介質(zhì)中容易被吸收形成碳酸鹽，堵塞電解液通道和多孔電極的孔隙。因此，CO2氣體的存在會降低AFC的長期運行穩(wěn)定性。可以看出，隨著使用時間的新增，CO2對電極電位的影響變得非常明顯。因此，以空氣為氧化劑的AFC必須經(jīng)過預(yù)處理才能從空氣中去除。

2.溫度對AFC性能的影響

AFC的正常工作溫度約為70℃，從室溫到50~60℃，功率隨電解質(zhì)溫度的升高幾乎呈線性新增。而關(guān)于不同電解質(zhì)濃度和氣壓的AFC，功率隨電解質(zhì)溫度的升高而變化。試驗表明，在常壓下，KOH濃度為6-7moll-1，溫度為70-80℃時，電池性能最佳。假如KOH的濃度新增到8-9moll-1，溫度新增到90℃，效果會更好。在阿波羅登月任務(wù)中首次使用的培根電池，其工作溫度為200℃，壓力大于0.4mpa，以防止電解質(zhì)沸騰。

3.壓力對AFC性能的影響

新增壓力有利于提高電池性能，使電池更緊湊。但是，新增壓力對電池的電化學性能影響不大。此外，當電池在較高的壓力下工作時，要使用機械強度高的材料，這新增了電池的重量。當采用措施新增反應(yīng)物壓力時，氣體和電解質(zhì)之間的壓差應(yīng)始終保持在電極和附件的允許范圍內(nèi)。否則，氣體將涌入電解液區(qū)域，干擾電池的正常工作。假如兩側(cè)的氣體同時進入電解液區(qū)域，則可能發(fā)生電解液區(qū)域內(nèi)氫氧混合爆炸的危險。