正極活性物質是取之不盡的空氣中的氧,具有價廉、比能量高、放電後可更換鋅極再用等優點。但由於堿液會通過空氣電極吸收空氣中的二氧化碳,大大限製了其應用。扣式鋅│空氣電池部分地克服了這些缺點,並已商品化,其重量比能量較扣式鋅│氧化銀電池還高,但不適於在緊密閉合係統裏使用。
其他電活性更高、當量更低、價廉、資源豐富的負極材料有鎂、鋁等。但尚未能獲得滿意的穩定性和可靠性。
三、貯備電池
貯備電池是一種使用前須經激活才能進入工作狀態的原電池。通常是設計成裝配好的電池不與電解液接觸或電解液處於惰性,使用時迅速使電解液與電極接觸或使其具有活性,這個過程稱為激活。激活前電池可長期貯備5~15年,激活後通常隻工作幾十秒到幾十分鍾。由於隻在短時間內使用一次,自放電相對居於次要,因而可采用活性高的電極材料和腐蝕性強的電解液,以適應強功率放電的要求。其缺點是一般不能事先直接檢測,且需要激活的輔助設備或元件。目前,按激活的方式區分,有液體激活(如供魚雷動力、海上救生訊號、氣象探測等用的海水激活電池)、氣體激活和熱激活(如供火炮、炸彈等引爆用的400°C~600°C激活的鈣│鉻酸鈣引信電池)三類:1.液體激活電池液體激活電池主要有海水激活和電解液激活兩種。海水中的氯離子能有效地減少鎂電極的鈍化現象,有利於提高工作電壓和放電電流。鎂被海水腐蝕產生的反應熱可使電池在-70°C環境下工作,因而鎂合金電極是目前海水激活電池常用的負極活性材料。正極活性材料有氯化銀、氯化銅、氯化鉛等。激活時隻須注入海水或把電池浸入海水即可。激活時間為幾秒到幾分,工作時間一般為幾分到幾小時。主要用於魚雷動力電源、潛艇聲納浮標、氣象和地球物理高空探測以及海上救生訊號等。
2.電解液激活電池
電解液激活電池是以酸或堿的水溶液快速注入電池使之進入工作狀態的貯備電池,由電池組和激活輔助裝置構成,後者包括貯液器、加熱器、電液分配係統和注液動力源。加熱器使電池組可在低溫下工作。電液分配係統使電液能均勻注入每個電池並減少殘留於注液器中的電液引起的漏電和噪聲。注液動力源有火藥引爆、化學燃燒、發射與飛行過程的慣性力和離心力以及高壓氣體等。激活輔助裝置必要時還可在激活後與電池組自動分離。這類電池的特點是激活快,通常小於1秒,激活後以強功率放電,達幾十秒至幾分,適用於機動性高的戰術導彈。比較成熟的電池有鋅│重鉻酸鉀、鋅│氧化銀等。采用鋁、鋰作負極的液體激活電池正在研製中。
3.氣體激活電池
氣體激活電池硫氰酸銨鹽類能在氨中溶解或很快吸收氨氣而潮解形成氨溶液,其電導率與水溶液相近,用它作電解質的電池可構成氨激活電池,常用的負極為鎂、鋅、鉛;正極為氧化鉛、二氧化錳等。其特點是低溫性能好,-60°C下放電容量和25°C時基本相同。用氨氣激活,活化時間較長;改用液氨,激活時間可小於1秒。氯氣激活的氣體貯備電池也在研製中。
4.熱激活電池
熱激活電池是一種貯存期間電解質為基本上不導電的無活性固體,使用時以某種方式加熱,使電解質熔融而激活的貯備電池。常用的負極有鈣、鎂等;正極有重鉻酸鉀、五氧化二釩、三氧化鎢等;電解質為氯化鉀-氯化鋰或溴化鉀-溴化鋰低共熔鹽;工作溫度400°C~600°C。比較成熟的電池有鈣│鉻酸鈣電池。激活方式通常為引燃加熱片,加熱片為金屬粉末(如鋯、鎂)和氧化劑(如高氯酸鉀、鉻酸鋇)壓成,激活時間小於1秒適用於低溫環境,機械強度高,激活後可強功率工作幾秒到十幾分,用於導彈、核武器、火炮和炸彈的近爆引信電源。目前正努力發展60分鍾以上大功率動力熱電池;用鋰或鋰合金陽極以及激活後電解質仍為固體的固體電解質熱激活電池,也受到一定重視。