电池在当今社会发挥着重要作用,其中锌空电池因其大容量无污染等诸多优势得到广泛关注。锌空电池的气体扩散电极作为氧气的反应场所是锌空电池的关键技术。当前主要使用的气体扩散电极是孔径尺度在1微米左右的多孔介质,气体扩散电极在高电流密度条件下工作时,电流密度又主要由空气、电解液和电极材料共同组成的气液固三相交界线处提供。本文在前人研究的基础上,做出了以下四个方面的创新研究工作：1.通过实验测定了泡沫镍骨架气体扩散电极浸液质量与放电伏安曲线和峰值功率的对应关系,发现电极放电性能变化可以分为三个阶段：干燥气体扩散电极开始工作后放电性能先小幅增加,在浸液2小时后达到最佳性能,2-24小时,峰值功率逐渐衰减到刚开始的75%,总体尚处在可有效工作水平；24小时后,放电性能随浸液量增加快速下降,直到96小时后基本不再衰减,此时峰值功率只有最开始的27%；同时发现实验电极浸液量变化规律近似一条对称轴为时间轴的二次曲线,并通过推导圆柱形单管中电解液在毛细力驱动下的推进过程,得到电解液界面在单管中推进的近似规律,二者对比后发现,实验测量结果与近似理论推导的单管中液体变化规律一致,2.通过将气体扩散电极电镜照片网格化,转化成四通道二维拓扑网格,通过数值模拟近似描述了电解液界面在多孔电极中的推进过程。发现电解液界面推进过程中,形成的气液固三相交界线总长度也会经过先增长再逐渐缩短的过程,与实验现象一致,从而对电极放电性能变化规律作出合理解释,认为电极放电性能和气液固三相交界线总长度直接相关。3.通过改变电极骨架结构的实验,发现电解液主要沿着电极骨架快速推进。因此,从骨架结构入手初步设计了压皮电极和疏水化预处理骨架表面的两种电极,有效的减缓了电解液界面推进过程,但由于导电性下降等原因,导致放电性能有所下降。该方向探索处于起步阶段,继续深入研究有望得到放电性能更好,持续时间更长的气体扩散电极。4.通过采用一种数字图像的处理方法,将气体扩散电极内部各材料分布规律和连通性规律可视化。了解了由多种粉末状材料按一定配比比例混合组成的电极材料内部各种成分的分布规律。并通过实验验证了该方法的合理性和可行性。