高铁电池技术原理简介

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        目前，世界各国都在为研发汽车新能源，进一步降低汽车尾气对环境带来的污染，采取着不同措施，一些新能源不断被利用到现代的汽车中，比如天然气，氢能源，电动能源，燃料电池等，而燃料电池就是各个汽车厂家和科研机构着力研究的一个方向。

        在目前的燃料电池技术中，有一种新的电池技术-----铁电池技术。

        目前国内外研讨的铁电池有高铁电池和锂铁池两种。高铁电池是一种以合成稳定的高铁酸盐（K2FeO4、BaFeO4等）作为高铁电池的正极材料制作的，具有能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染等特点的新型化学电池；另一种是锂铁电池，主要是磷酸铁电池，开路电压在1.78V-1.83V，工作电压在1.2V-1.5V，比其他一次电池高0.2-0.4V，而且放电平稳、无污染、安全、性能优良。

高铁电池技术简介

        高铁作为电池的正极材料时, 该电极反应为三电子反应, 电池的电势以及能量都比传统的锌锰电池高。而且这种材料价格低廉对环境无污染, 因此受到电化学界的广泛注意。

        高铁酸盐物质在电池反应中可以得到3 个电子, 所以有相对较高的容量。从表1 可以看出, 高铁酸锂的理论容量高达601Ah/kg。高铁酸钡的理论容量也有313 Ah/kg。而MnO2 的容量为308Ah/kg。

        以高铁酸盐为正极材料取代商业锌锰电池中的MnO2 即可组成高铁一次电池。其电池反应为:

                                                                 MFeO4+3/2Zn→1/2Fe2O3+1/2ZnO+MznO2

        图1 是高铁酸钾—锌电池和锌—锰电池放电曲线比较。7号电池在0.5mA/cm2 的电流密度下恒电流放电, K2FeO4 正极材料对Zn 的平均放电电压是1.58V。该电压高出锌锰电池平均放电电压( 1.27V) 24% , 前者的放电容量比后者高32% 。在以上条件下其放电效率为85%。与传统的锌锰电池相比, 高铁一次电池具有高电压( OPV: 1.9V) 、高能量( 1.55Wh, AAA) 、不消耗电解液和不污染环境等优点。

        参考资料：《铁电池技术在电动汽车上的应用分析》    作者  张宏阁 马建军