18、锌/氧化银储备电池：特性、构造与性能解析

锌/氧化银储备电池：特性、构造与性能解析

1. 概述

锌/氧化银储备电池是一种重要的电池类型，尤其在导弹和航空航天应用中表现出色。它以高倍率性能和高能量密度著称。电池采用薄板和大表面积电极设计，增强了高倍率和低温性能，并具有平坦的放电特性。不过，这种设计会缩短电池激活或湿态下的保质期，因此需采用储备电池设计以满足储存要求。

1.1 发展历程

• 伏打曾用锌/氧化银电化学系统展示了使用不同金属构建“堆式”多电池结构以获得高电压的可能性。
• 二战初期，安德烈教授设计出实用的二次电池。
• 二战后，美国军方对干充电一次电池产生兴趣，因其单位重量和体积的能量输出高且倍率性能好。最终推动了航空航天领域（包括军事和民用）轻量化电池的发展，载人航天计划也将其作为飞行器的电源。

1.2 分类及性能

锌/氧化银储备电池分为手动激活和远程激活两类：
- 手动激活电池 ：用于空间系统和可触及的地面应用，通常采用传统封装形式。其性能范围为比能量约 60 - 220 Wh/kg，能量密度 120 - 550 Wh/L。
- 远程激活电池 ：主要用于武器和导弹系统，需长时间待命、能快速远程激活，并在 2 - 20 分钟内高效高倍率放电。由于自带激活装置，比能量和能量密度有所降低，分别约为 11 - 88 Wh/kg 和 24 - 320 Wh/L。

2. 化学原理

作为一次电池系统，锌/氧化银电池放电时的电化学反应如下：
- 正极（阴极）为氧化银，可能是一价氧化银（A