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多孔電極（多孔電極）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-22

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多孔電極

多孔電極是由高比表面的粉末狀活性物質(zhì)或與具有導(dǎo)電性的惰性固體微?；旌?，通過壓制、燒結(jié)或化成等方法構(gòu)成的電極?；瘜W(xué)電源系列都采用多孔電極。采用多孔電極，使進行電化學(xué)反應(yīng)的活性比表面有很大提高。由于提高了參加放電過程的活性物質(zhì)的量，也由于電極的孔率和比表面的提高，使電極的真實電流密度大大降低，從而使電池的能量損失（包括電壓損失和容量損失）大大減小，電池的性能獲得顯著改善。

基本信息

外文名	porous electrode

多孔電極的分類

根據(jù)電極反應(yīng)的特點不同

根據(jù)電極反應(yīng)的特點，多孔電極分為兩大類，液、固兩相的多孔電極和氣、液、固三相的多孔電極。

對于兩相多孔電極，電極內(nèi)部的孔隙中充滿了電解液，電化學(xué)反應(yīng)即在此液、固兩相界面上進行，如鋅-銀電池中的鋅電極、鉛酸蓄電池中的鉛電極等。

對于三相多孔電極，則電極的孔隙中既有被電解液充滿的液孔，又有被氣體充滿的氣孔，在氣、液界面上進行氣體的溶解過程，而在固、液界面上進行電化學(xué)反應(yīng)。如金屬-空氣電池中的空氣電極，燃料電池中的氫電極和氧電極，都屬于三相多孔電極。

根據(jù)電極成型方法不同

（1）壓成式電極

壓成式電極是將配制好的電極粉料（包括活性物質(zhì)以及添加劑等）放入模具中加壓壓制而成。電極中間放置導(dǎo)電骨架。這種成型方法具有操作簡便、設(shè)備簡單等優(yōu)點，因此應(yīng)用最為普遍。

（2）涂膏式電極

涂膏式電極是將電極粉料用黏結(jié)劑或電解液調(diào)和為膏狀物然后涂敷在骨架上制成，如鉛酸電池電極。

（3）盒（管）式電極

盒（管）式電極是將配制好的電極粉料裝填于某種表面有微孔的盒或管中而制成，有時盒或管內(nèi)再裝有導(dǎo)電的骨芯。如有極板盒式的鎘-鎳電池和鐵-鎳電池采用盒式電極；而鉛酸電池有時將活性物質(zhì)鉛粉裝入玻璃絲管或滌綸編織管中，并在管中插入導(dǎo)電的骨芯。盒（管）式電極不易掉粉，使用壽命長。

（4）燒結(jié)式電極

燒結(jié)式電極有兩種制作方法，一種是將電極粉料先經(jīng)過壓制成型，并經(jīng)高溫燒結(jié)處理而制成；另一種是先燒結(jié)成基板，然后經(jīng)過浸漬將活性物質(zhì)添在基板的微孔中，再經(jīng)烘干而成。如鎘-鎳電池、鋅-銀電池的電極常采用燒結(jié)法制造。燒結(jié)式電極強度高，孔隙率高，可以大電流放電，電池壽命長，但工藝復(fù)雜，成本高。

（5）發(fā)泡式電極

發(fā)泡式電極是將泡沫塑料進行化學(xué)鍍鎳，電鍍鎳處理后，經(jīng)高溫碳化后得到多孔網(wǎng)狀鎳基體，將活性物質(zhì)填充在鎳網(wǎng)上，經(jīng)軋壓制成泡沫電極。泡沫鎳電極孔隙率高（90%以上），真實表面積大，電極放電容量大，電極柔軟性好，可將電極做成卷繞式結(jié)構(gòu)制成的小型圓筒型電池。這種電極工藝復(fù)雜，成本較高，目前主要用于金屬氫化物-鎳電池和鎘-鎳電池。

（6）黏結(jié)式電極

黏結(jié)式電極是將活性物質(zhì)粉料加入適當?shù)酿そY(jié)劑，經(jīng)混合均勻后，滾壓在導(dǎo)電鎳網(wǎng)上而制成。這種電極工藝簡單，成本較低，但極板強度比燒結(jié)式差，壽命不長。

（7）纖維式電極

纖維式電極是以纖維鎳氈狀物做基體，向基體孔隙中填充活性物質(zhì)，電極基體孔隙率達93%~99%，具有高比容量和高活性。電極制造工藝簡單，成本低，但鎳纖維易造成電池正、負極短路，自放電大。

（8）電沉積式電極

電沉積式電極是通過電沉積法，用沖孔鍍鎳鋼帶為陰極，使活性物質(zhì)沉積在上面而得到的電極。這種電極制造工藝簡單、生產(chǎn)周期短、比表面積較大、活性物質(zhì)利用率高，適于做高倍率放電電池的電極，比如，電沉積式鎘電極已在鎘-鎳電池中應(yīng)用。

采用多孔電極的目的

（1）為了減小電極的真實電流密度；

（2）提高活性物質(zhì)的利用率；

（3）降低電池的能量損失；

這一目的并非在所有條件下都能達到同樣的效果。因為在多孔電極中，電極反應(yīng)在三維空間結(jié)構(gòu)內(nèi)進行，距電極表面不同深度處的極化情況存在差別。

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