锌-空气电池电解液Zn2+浓度对析氢过程的影响

水溶液体系的二次金属-空气电池通常具有安全环保的特点，但是充电过程中仍然存在析氢副反应的安全隐患。使用线性电势扫描方法、Tafel极化曲线及极限扩散电流密度参数定量分析了二次锌-空气电池体系电解液中Zn2+浓度对析氢反应过程的影响。结果表明，随着电解液中Zn2+浓度的提高，析氢过电势逐渐增大，Zn2+浓度在6mol·L-1KOH溶液中达到0.4mol·L-1时，析氢过电势超过2.42V，析氢过电势比空白溶液提高1.2V，并且Tafel极化曲线的截距超过1.5V，析氢电势达到超高过电势范围。此外，由Zn2+提供的极限扩散电流密度提高至8.9A·cm-2，所对应的过电势提高700mV。研究结果对于确立二次锌-空气电池极限充电范围提供定量依据，对电池安全平稳运行具有重要价值。