主要碱性电池由于其低成本和安全性而被广泛用于便携式电子产品中。这些电池的消耗和处置促使其回收利用了显着的研究。减少碱性电池处置的另一种方法是通过增加其能量密度来延长其寿命。在这项工作中,通过通过多物理学建模确定最佳电极材料的最佳量,可以最大程度地提高AA主要碱电池的能量密度。在comsolMultiphysics®中开发了碱性电池的电化学模型,并用在恒定电阻载荷下获得的排放曲线(即电压与时间)进行了验证。然后对电极厚度进行优化,以最大化电池的能量密度,同时保持其外部尺寸。能量密度相对于电极孔隙率和界面区域的灵敏度。电化学模型能够复制在250 mA恒定电流放电下获得的放电曲线。通过减小锌阳极的厚度,能量密度最大化。但是,这会导致阳极在电流收集器附近溶解,并可能损害电池中的电连续性。增加阳极厚度可防止当前收集器的溶解,但在电池中增加了质量。这项研究的结果可用于开发更长的碱性电池。此外,可以通过考虑热效应或修改以帮助开发可充电碱性电池来改进该模型。
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