李景威[1]2008年在《不同添加剂对圆柱形锌镍电池性能的影响》文中研究表明本论文简要回顾了化学电源和锌镍电池的发展历史和现状，重点阐述了二次锌镍电池的特点、原理和结构、研究前景和意义、现阶段存在的问题和解决的途径。通过恒电流充放电测试、循环伏安测试、电池解剖分析等手段研究了在锌镍电池正负极和电解液中加入各种添加剂和对电池锌负极进行表面处理对电池充放电特性、内阻、放电容量、循环寿命、循环伏安性能、电解液量和内压等的影响，着重分析了镍正极中添加导电剂对电池整体性能的影响的机理。并对比分析了添加剂量和表面处理所用胶水成分对电池性能的影响，求得最佳添加剂添加量和表面处理胶水成分。实验结果表明：锌负极中添加适量Na_2HPO_5可有效减少电池极化、内阻，减慢循环后期内阻的升高，提高电池的充放电效率，其中锌负极中添加1．0％～1．5％Na_2HPO_5的电池的性能最佳；在锌负极中添加适量MgO可不同程度减少锌镍电池极化、内阻增大速度，提高电池的充放电效率，延长电池的循环寿命，锌负极中加入1．0％MgO的电池性能最佳；锌负极中添加丙叁醇可有效改善锌负极的制备工艺性，令所制的锌负极更柔软、均匀、不易掉粉，在锌负极中添加≤0．3％丙叁醇即可有效降低电池循环后期的内阻、提高负极活性物质的利用率、延长电池循环寿命，其中以添加0．2％～0．3％丙叁醇最为合适；锌负极中添加ZnSO_4、Zn(NO_3)_2、ZnCl_2可不同程度减小电池的极化和循环初期内阻，小幅度提高电池充放电效率，特别是添加少量ZnSO_4可以明显减慢电池循环过程中的内阻增大速度，延长电池的循环寿命，实验表明锌负极中加入1．0～2．0％ZnSO_4最合适。对锌负极进行表面处理的实验表明锌负极表面涂覆导电剂处理可有效减少电池的内阻，提高负极材料的利用率；在锌负极表面涂覆导电碳黑可较好地减少内阻、提高负极材料的利用率、促进电池内部气体的复合，其中涂覆碳黑粉末的效果最好。锌负极表面喷涂不同碳黑胶水的实验表明利用碳黑的PTFE和CMC胶水悬浊液进行锌负极表面处理后的电池性能亦很好，而且是于工业连续生产。对锌镍电池正极添加不同导电剂的实验表明正极中添加较多石墨或添加适量CoO、镍粉可有效减少电池的极化和内阻，提高正极材料的利用率。特别是正极中加入适量石墨或镍粉明显延长电池的循环寿命。机理分析表明正极中加入适当的导电剂令正极表面电流分别更均匀，正极通过与负极和电解液的协同作用使电池循环性能明显提高。电池的性能是正负极和电解液之间共同作用的结果。电解液中添加不同添加剂的实验表明电解液中加入适量Na_2HPO_5可减少电池极化、减慢循环后期内阻升高、延长电池循环寿命，但电解液中Na_2HPO_5的加入量对电池性能影响不大，加入0．5％Na_2HPO_5的效果略好。在电解液中加入Na_2HPO_5不如在负极中加入的效果好。电解液中加入K_3[Fe(CN)_6]和K_4[Fe(CN)_6]至饱和可有效缓解过充电对电池的损害，但会增大极化、降低电池的充放电效率。
廖建平[2]2009年在《密封锌镍电池添加剂及负极材料的制备和性能研究》文中研究说明本论文简要回顾了锌镍电源的历史与发展状况,重点阐述了锌镍电池的研究现状,包括锌镍电池的工作原理、主要存在的问题及相关解决方法,并展望了锌镍电池的应用前景。通过恒电流充放电测试、SEM与氢气析出实验等分析手段研究了负极分散剂对锌镍电池电化学性能的影响。考察了不同形态氧化锌对锌镍电池的影响,同时探索了锌镍电池正负极匹配工艺。使用XRD、SEM等手段对球磨法制备的锌酸钙样品进行表征,同时运用恒电流充放电测试和电池解剖分析等手段研究了球磨锌酸钙的电化学性能,比较了叁种不同形貌锌酸钙的电化学性能的差异。此外,本论文通过改变隔膜、电池外壳、电解液及加入添加剂等方法研究了锌镍电池自放电的性能。负极分散剂六偏磷酸钠、叁聚磷酸钠、乙醇及Tween-20都能有效减小锌负极材料的团聚,使浆料分散均匀,并影响负极电化学性能。其中六偏磷酸钠对锌负极电化学性能的促进作用最明显,电池1C循环寿命最长。SEM分析以及氢气析出实验表明,六偏磷酸钠有效减小了锌负极中氧化锌以及导电石墨的结团现象,并且能够抑制负极氢气的析出。采用纳米氧化锌及普通氧化锌作为锌负极主体活性物质,结果表明普通氧化锌明显优于纳米氧化锌,其比容量为303mAh·g~(-1),而纳米氧化锌的比容量仅为237mAh·g~(-1),而且普通氧化锌具有更高的充放电效率及稳定性,更好的循环寿命。研究还表明,锌镍电池的放电容量不仅受镍正极容量的限制,而且与锌负极的活性有较大的关系。当锌负极的容量为镍正极的1.7倍,充电深度为90%时,电池具有较好的电化学性能与较高的活性物质利用率。XRD与SEM分析表明,在KOH溶液中通过球磨法能够制备得到不规则形貌的锌酸钙晶体,随着KOH溶液浓度升高,制备的锌酸钙样品由CaZn_2(OH)_6·2H_2O结构逐渐转变为Ca(Zn(OH)_3)_2·2H_2O结构,且当KOH溶液浓度高于40%时将难以制备锌酸钙。恒电流充放电测试表明,CaZn_2(OH)_6·2H_2O结构的锌酸钙电极循环性能良好,但难以活化,而Ca(Zn(OH)_3)_2·2H_2O结构的锌酸钙电极容易活化,但循环性能较差。20%KOH溶液中制备的锌酸钙因具有两种结构,其电极易活化且循环性能良好。在低倍率充放电时,锌酸钙晶体的形貌对锌负极充放电以及循环寿命影响较小,但随着充放电倍率增大,影响非常明显。其中以六边形锌酸钙电化学性能最佳,添加六边形锌酸钙的电极反应速度快,放电平台高且循环寿命最长。磺化隔膜因其在碱液中具有不分解和不氧化等优点,对锌镍电池自放电的抑制作用明显优于维纶隔膜。以NaOH电解液代替KOH电解液,能够同时增大正极和负极的电荷转移电阻,抑制电池自放电,常温存放30天后,1C容量保持率从0增大到28.3%,当NaOH浓度为6M时,抑制效果最好,达到32.2%。正极添加剂Ca(OH)_2和MnO_2能够提高镍正极的析氧过电位,抑制镍正极分解,同时也提高了镍正极的储存性能,使高温存放后容量能够恢复至存放前的水平。在电池钢壳表面镀有高析氢过电位金属Sn和Cu能有效抑制锌负极的析氢腐蚀行为,高温存放7天后,使用镀铜与镀锡钢壳的电池1C容量保持率分别达到24.7%与35.6%。
唐赞谦[3]2002年在《锌镍电池负极活性物质和电解液的研究》文中研究表明锌镍电池具有比能量大，原材料价格便宜，无汞无镉等优点，是电动车等的理想电源，但锌负极放电产物在氢氧化钾电解液中有较大的溶解度，制约了其在电池领域的应用。本文的研究对象为：①由氧化锌、锌酸钙、氧化锌和氢氧化钡混合物制备的锌负极②碳酸钾、氟化钾和氢氧化钾混合碱性电解液。通过X射线衍射、循环伏安、极化曲线、交流阻抗和充放电行为研究揭示了锌负极的电化学机理和电化学性能。 利用X射线衍射分析了制备的锌酸钙的晶体结构，分析了由锌酸钙和锌钡混合物制备的锌负极在氢氧化钾电解液中；碳酸钾、氟化钾和氢氧化钾混合电解液中循环10次、50次后活性物质中的物相和各相量的变化趋势。利用电化学工作站测定了不同扫描速度下的循环伏安曲线，测定了电极反应的可逆性区间，在可逆性区间内计算了电极反应的标准电极电位和电极反应涉及电子数。测定了极化曲线和交流阻抗谱图，测定了过电位与电流成直线关系的区间，在线性区间内计算了塔菲尔常数b值和交换电流密度，利用交流阻抗谱图比较了电化学电阻。利用模拟电池技术测试了充放电和循环性能。 研究结果表明：由锌酸钙、锌钡混合物制备的锌负极能减缓锌负极放电产物在电解液中的溶解，表现出比氧化锌制备的锌负极更好的充放电性能和循环性能。采用碳酸钾、氟化钾和氢氧化钾混合电解液，减少了氧化锌在碱性电解液中溶解度，延长了锌负极的循环寿命。
胡俊[4]2009年在《密封锌镍电池产业化关键问题的研究》文中指出本论文简要回顾了化学电源和锌镍电池的发展历史,重点阐述了二次锌镍电池的特点、主要存在的问题及相关解决途径、发展状况和未来的市场前景。研究了锌负极添加剂与电解液无机类添加剂对密封锌镍电池的电化学性能和循环使用寿命的影响。TEM测试考察了表面包覆有氧化铟和二氧化硅的氧化锌的形貌,XRD分析证实了氧化锌表面包覆物为氧化铟和二氧化硅,极化曲线和充放电测试研究了包覆后的氧化锌的电化学性能。通过锌负极的制备工艺性与充放电测试对负极粘结剂进行了研究,考察了电解液的组成成分与电解液的浓度对锌镍电池的循环寿命与自放电性能的影响,还考察了锌镍电池的装配比、正负极极片尺寸、集流体与外壳等工艺对锌镍电池性能的影响。对不同的锌负极添加剂的研究表明,添加叁聚磷酸钠+全氟表面活性剂、叁聚磷酸钠+十二烷基苯磺酸钠、叁聚磷酸钠+全氟表面活性剂的锌负极的放电性能有所提高,其中采用全氟表面活性剂与十二烷基苯磺酸钠复配的电池表现出较好的充放电循环性能。对不同的电解液无机添加剂的研究表明,电解液中分别添加适量亚硫酸钠、四硼酸钠和磷酸氢二钠,能够有效改善电池的充放电性能,提高电池的容量保持率。同时添加适量磷酸氢二钠和亚硫酸钠很好的抑制了锌的溶解腐蚀,减少了锌负极形变,延缓了锌负极的钝化。采用化学沉积法制备了表面包覆有氧化铟、二氧化硅的氧化锌。XRD证实了表面包覆物为氧化铟、二氧化硅。TEM图像显示了样品形貌的变化。极化曲线和充放电测试表明包覆后的氧化锌具有较好的耐腐蚀性和电化学性能。对锌负极的粘合剂的研究发现,采用0.4%的羟丙基甲基纤维素(HPMC)与1.5%的丁苯橡胶(SBR)粘合剂的锌镍电池具有更长的循环寿命和更好的存储性能。对电解液的组成的实验表明,采用KOH、NaOH、LiOH的叁元电解液提高了电池的充放电效率,延长了电池的循环寿命,提高了电池的荷电保持能力,但增大了密封锌镍电池的内阻。对电解液的浓度的实验表明,采用浓度为7 mol/L的电解液的电池充电时的极化较小,放电效率较高,同时延长了锌镍电池的循环寿命。本实验对锌镍电池的工艺进行了初步研究。研究表明,采用88%的装配比,能降低电池充电时的极化和电池的内阻。正负极极片尺寸在宽度保持一致的情况下,提高了负极活性物质的利用率,有效的延长了锌镍电池的循环寿命,在最终容量衰减到初始容量的80%时,循环寿命达到了328次。在负极集流体铜网的尾部焊接铜箔和在钢壳上镀铜均能提高电池的荷电保持率,相比之下,在钢壳上镀铜的效果更好,设计容量为400 mAh的电池在高温50℃下存储7天后放电容量达到311.306 mAh,自放电率降低到22.17%。
蒋磊[5]2008年在《ZnO/C复合电极材料的制备、结构及其电化学性能研究》文中研究说明锌镍电池以价格低廉的ZnO/Zn为负极材料,以氢氧化镍为正极材料,其具有工作电压高、能量密度高、功率密度高和工作温度宽等优点,且电池的生产和使用过程对环境不产生污染,是一种实用的新型高性能绿色动力电池。但由于锌电极存在变形、枝晶、自放电和钝化等问题,影响了锌电极的性能和使用寿命。本文在较系统地综述了国内外对锌镍电池和锌电极材料的研究进展的基础上,提出了通过制备新的电极材料对锌镍电池的性能进行改性。论文以醋酸锌和柠檬酸为原材料,采用溶胶凝胶法制备ZnO/C复合材料,并通过改变醋酸锌和柠檬酸的含量比例和前驱体的烧结温度获得具有不同成分、结构特点的ZnO/C复合电极材料。采用XRD、SEM、TEM、拉曼光谱、元素分析仪等多种现代材料测试分析手段,系统研究了制备过程中各工艺参数对合成材料微观结构的影响。并采用多种电化学测试分析设备和仪器,研究了不同制备工艺获得的ZnO/C复合电极材料的充放电循环性能、电极的循环伏安行为、充放电平台电压和充放电中值电压等电化学性能,分析了ZnO/C复合材料的结构对材料的电化学性能的影响关系及规律。并初步探讨了ZnO/C复合材料电极在循环过程中氧化还原反应特性和ZnO在碱液中的溶解和Zn离子从电解液中被还原后电沉积到电极的特性。研究结果表明,在醋酸锌和柠檬酸的摩尔比为1:0.1～1:1.5的条件下,对凝胶前驱体经600℃～800℃在氮气气氛中烧结6小时,均可形成ZnO/C复合材料,碳的含量在7-13wt.%,主要以无定形态的形式存在。随前驱体中柠檬酸加入量增加,ZnO/C中碳的含量增加,随烧结温度增加,碳的有序度有一定程度提高。ZnO以晶体形态存在,表现为较规则的多边形,其大小主要集中在几十纳米范围。前驱体的均匀混合和去团聚化,对ZnO/C复合材料成分和结构的均匀性和分散性具有重要作用。在较低柠檬酸加入量的条件下,ZnO/C复合材料表现出ZnO颗粒嵌入在碳基体中为主的ZnO/C混合结构,随柠檬酸加入量的增加,材料的形貌向碳包覆的ZnO颗粒变化。碳包覆对保持ZnO电极在循环过程中的容量和提高其循环稳定性有明显的积极作用。但过量的碳减小了电极有效活性物质上ZnO的比例,导致电极比容量相应程度的下降。在600℃的烧结温度下,碳含量为7.2wt.%和9wt.%的ZnO/C电极在100mA/g的放电电流下的最大放电比容量分别为455 mAh/g和445mAh/g,提高碳含量至13wt.%,样品的最大放电比容量减小到415mAh/g。随烧结温度的提高,材料的最大放电容量略减低。ZnO/复合电极材料具有较好的倍率性能,放电电流从100mA/g增加到200mA/g,电极的放电容量略有下降。碳包覆ZnO减小了电极的极化倾向。随烧结温度的提高,ZnO/C电极的极化倾向增加。电解液(KOH溶液)中ZnO的含量对ZnO/C电极的容量和循环性能有重要影响。相对于以饱和ZnO的KOH溶液为电解液,以过饱和ZnO的KOH溶液为电解液,在循环过程中电解液中的ZnO不断沉积到电极上,参与电极反应(充放电循环),ZnO/C电极表现出极高的容量和循环稳定性。因而,适当调整电解液中ZnO的添加量,有利于保持ZnO电极在循环过程中的容量及其循环稳定性。ZnO在循环过程中部分溶于电解液,Zn离子从电解液中被还原电沉积析出时,不一定沉积到原始ZnO的位置,在集流体及镍带的某些部位优先形核长大,并在循环过程中得到不断积累和聚集,但也伴随着脱落,导致容量的额外损失及相应充放电循环稳定性的下降。
马敏[6]2008年在《锌镍电池负极材料氧化锌的纳米化、表面修饰及电化学性能》文中提出锌镍二次电池具有能量密度高,功率密度高,工作电压高,工作温度宽,无记忆效应,原材料的价格便宜,在电池的生产和使用过程对环境不产生污染等优点,是一种高性能绿色二次电池。但由于在充放电循环过程中锌电极变形和锌枝晶生长等问题,使锌镍电池的循环寿命较短,阻碍了锌镍电池的应用。本论文提出氧化锌纳米化和表面改性来改善锌镍电池的循环寿命,制备并系统研究了片状纳米氧化锌作为锌电极活性材料的电化学性能,同时也研究了纳米银表面修饰对氧化锌循环性能的影响。采用水热法,以硝酸银和氢氧化钠为原料制备了平均直径200-500nm,平均厚度50nm的片状纳米氧化锌。片状纳米氧化锌随机堆积在锌电极中,在充放电循环过程中其由晶体生长习性决定的最快生长方向和液相传质过程引起的浓差极化诱导产生的最快生长方向是垂直或倾斜的,两者彼此牵制抑制枝晶生长。随循环次数的增加,片状纳米氧化锌的形态没有发生本质的改变,在一定程度上能够稳定氧化锌的电化学性能。片状纳米氧化锌具有良好的塑性和抗蠕变性,在充放电过程中其自身的体积变化很小,电极变形能够得到有效地抑制。因此片状纳米氧化锌具有更稳定的循环性能,在80个循环后其放电容量仍保持为427mAh g~(-1),而普通氧化锌仅有178mAh g~(-1),片状纳米氧化锌的容量衰退率为0.19%。采用化学镀的方法,以葡萄糖、硝酸银、氧化锌做原料,制备了纳米银表面修饰氧化锌。纳米银平均粒径为45nm,随机分布在氧化锌颗粒的部分表面上。氧化锌表面的纳米银减小了锌电极的电阻;同时纳米银修饰在氧化锌表面,作为一道物理屏障减小了核心氧化锌和电解液的接触,抑制了氧化锌在电解液中的溶解,提高了氧化锌的利用率。因此纳米银表面修饰氧化锌比普通氧化锌具有更稳定的放电性能。在第65个循环时仍保持在456mAh g~(-1),容量衰退率仅为0.89 mAh/循环。充放电曲线表明纳米银表面修饰氧化锌具有更低的充电平台电压和更高的放电平台电压,这与纳米银降低了锌电极的电阻有关。循环伏安曲线表明纳米银表面修饰对氧化锌的还原反应有一定的抑制作用,这与纳米银表面修饰氧化锌电池具有更低的充电平台电压相一致,但并不会影响活性物质的利用率。交流阻抗谱显示纳米银表面修饰氧化锌电极的电荷转移电阻较低,表明纳米银表明修饰氧化锌电极的电化学反应更易进行,且活性物质利用率较高。
迟伟伟[7]2010年在《密封锌镍电池负极及电解液的研究》文中研究指明本论文概述了国内外锌镍电池的历史和发展状况,重点阐述了锌镍电池的研究现状,包括锌镍电池的工作原理、主要存在的问题及相关解决方法,并展望了锌镍电池的应用前景。用水热法成功制备了锌酸钙,并对其分子组成、样品形貌、电化学性能进行了研究,X射线衍射分析确定了水热法制备的锌酸钙样品化学组成和其晶体结构,扫描电镜(SEM)考察了样品的形貌,循环伏安实验和充放电测试研究了锌酸钙的电化学性能。通过充放电性能测试,循环寿命等电测试,着重研究了锌酸钙作为锌镍电池的负极材料的电化学性能。通过锌负极的制备工艺、充放电测试和循环伏安测试对负极粘结剂进行了研究；研究了不同有机缓蚀剂及电解液浓度对锌镍电池的循环寿命与自放电性能的影响。此外,本论文通过改变卷绕工艺等方法研究了锌镍电池自放电的性能。采用水热法制备了锌酸钙。XRD分析结果证实了样品化学组成为Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O。SEM图像显示样品形貌规整。充放电测试表明锌酸钙具有较好的电化学性能。不过高温存储性能表明采用氢氧化钙和氧化锌物理混合的活性物质组装的电池优于锌酸钙作为活性物质组装的电池。对不同的锌负极有机缓蚀剂的研究表明,添加加入有机缓蚀剂十六烷基叁甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的锌负极充放电性能有所提高,其中采用SDBS的电池表现出较好的充放电循环性能。自放电实验表明,在负极中加入有机缓蚀剂,提高了电池的荷电保持能力。对锌负极的粘合剂的研究发现,采用羟丙基甲基纤维素(HPMC)+聚乙烯醇(PVA)+丁苯橡胶(SBR)粘合剂的锌镍电池能够改善锌负极极片的加工性能,增加极片的弹性和柔韧性,减少充放电循环多次后锌负极的变形及脱粉,具有更长的循环寿命和更好的存储性能,是值得推广的锌负极粘结剂。通过对使用不同浓度的电解液的锌镍电池的测试情况进行研究,发现了在一定浓度范围内,较大浓度的电解液对于锌镍电池的充放电过程、充放电过程中的内阻、放电容量以及循环寿命都是有益的,其中采用电解液浓度为7.5mol／l的电池的循环寿命最好。本实验对锌镍电池的自放电进行了初步研究。通过研究卷绕工艺对自放电的影响,发现导致锌镍电池自放电的主要因素是电池负极的卷绕工艺不合理,原因可能是钢壳的镍镀层为中析氢过电位金属(析氢过电位在0.5V以下),传统的卷绕工艺是让负极接触钢壳的镍镀层,这样便会加速锌负极在存放过程中的析氢过程；而采取了新的卷绕工艺则成功地避免了锌负极与镍镀层的接触,从而大大缓解锌镍电池的自放电。所以采取合理的卷绕工艺可以有效的抑制锌镍电池的自放电。
龙伟[8]2013年在《锌镍碱性二次电池锌负极活性物质氧化锌的改性研究》文中研究说明锌镍二次电池作为新一代绿色动力电池的代表,一直受到世界上电池能源研究者的关注。锌镍电池具有较高的工作电压和比能量、良好的高倍率放电性能、无记忆效应和绿色环保价廉等优势。然而,广泛的商业化推广锌镍电池还存在一些不足之处,需要相当大的工作加以改进。如锌镍电池的形变枝晶问题和锌电极在碱性体系中的溶解问题。这些都严重的影响着锌镍电池的循环寿命。针对这些难题,国内外学者作了大量的工作。这些工作主要分为叁类,第一类：添加添加剂以达到改善阳极材料或电解液的目的；第二类：隔膜的改进；第叁类：充放电制度的改进。为此,本论文通过对锌负极活性物质氧化锌的改性,成功合成了CeO2/ZnO复合材料以及碳包覆氧化锌材料,系统研究了该类负极材料对锌镍电池电化学性能的影响,并考察了使用不同碳源合成碳包覆氧化锌材料的微观结构与电化学性能的差异。采用一步水热法合成了CeO2/ZnO复合材料。通过XRD发现Ce02并没有进入ZnO的晶格,而且没有新相生成。EDS能谱说明了CeO2/ZnO表面元素组成为Ce, Zn, O。SEM图谱显示CeO2/ZnO在复合后晶粒尺寸明显增大,并且有部分CeO2包覆在氧化锌的表面。采用Tafel极化、循环伏安、恒流充放电循环电化学测试方法检测了CeO2/ZnO材料的电化学性能。与物理混合的CeO2与ZnO (ZMC)相比,CeO2/ZnO材料具有更正的腐蚀电位、更低的充电平台以及更高的放电平台。更重要的是CeO2/ZnO的循环性能明显优于ZMC。在50次循环过程中,ZMC电极的容量保持率下降至68%,而CeO2/ZnO电极的容量保持率分别高达96.7%,99.1%和95.2%。采用高能球磨法成功合成了不同碳源的碳包覆的氧化锌样品。通过SEM图谱发现碳包覆(碳源：葡萄糖、柠檬酸)样品与纯氧化锌样品有相近的晶粒尺寸与晶型。其颗粒尺寸在100-200nm之间。然而碳包覆(碳源：蔗糖)样品团聚程度很大,颗粒尺寸增大至2-6um。纯氧化锌样品的表面很光滑,而碳包覆样品颗粒表面由于碳层的存在变得非常粗糙。通过EDS能谱发现样品表面的碳含量不同。而通过XRD发现碳粒以无定形碳的形式存在。通过电化学测试发现,碳包覆样品有更加优异的电化学性能,并且能很大程度降低电极的欧姆电阻与反应电阻。其中,碳包覆(碳源：葡萄糖)样品电极拥有最强的抗腐蚀性能和充放电性能。通过循环性能测试,碳包覆样品电极的循环性能远远优于纯氧化锌样品电极。其电化学性能的提高可以归结于碳包覆样品表面独特的碳层结构。
曾冬青[9]2011年在《锌镍二次电池添加剂及负极活性物质的研究》文中认为锌镍二次电池因比能量高、比功率大、价格低廉、环保等优点而倍受关注,这些优点也使得锌镍二次电池成为新一代绿色动力电池的有力竞争者。然而,在中国,锌镍二次电池的产业化受到不小阻力,最主要的原因就是该类电池循环寿命短。研究发现,锌镍二次电池的循环寿命短主要源于锌负极的固有缺陷,如电极变形、枝晶生长、自腐蚀、钝化等。这些缺点的根源在于锌负极活性物质氧化锌在碱性电解液中的溶解和反复充放电过程中锌的不均匀分布。此外,镍正极的电性能也在相当程度上制约着锌负极的性能发挥。为此,本论文考察了不同锌负极添加剂对锌镍电池的影响,成功制备并引入铟掺杂氧化锌作为锌负极活性物质,系统研究了该材料的电化学性能,对不同镍正极添加剂在密封锌镍电池的使用性能进行了研究,运用电化学方法研究了不同电解液添加剂对锌负极的影响,此外,对锌镍电池的特殊充电方式-二段式充电方式进行了新的考察。对锌负极添加剂的研究表明,锌负极同时加入十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基叁甲基溴化铵(CTAB)、Na2SO3能改善密封锌镍电池的充放电性能和循环性能,添加六次甲基四胺(HT)能提高电池的高温储存性能,但放电过程受到一定的阻碍。采用共沉淀法制备了铟掺杂氧化锌。X射线衍射分析(XRD)测试表明所制备的材料为结晶性良好的纤锌矿结构,扫描电镜(SEM)显示铟掺杂氧化锌为粒径大小不一的片状形貌,X射线能谱(EDS)结果表明样品中铟的掺杂量为2.5 wt%(以In203计)。以该氧化锌材料作为负极活性物质得到的锌镍电池的初始放电容量为569mAh g-1,73次循环后的容量保持率为95.2%。对镍正极添加剂的研究发现,Ba(OH)2、CeO2能有效改善电池的充放电性能和循环性能,提高密封锌镍电池的高温存储性能。而正极中加入ZnO的效果并不明显,加入8b203则对电池性能具有很强的破坏作用。不同电解液添加剂对锌负极的研究表明,Na2C2O4、Na3PO4均会抑制锌镍二次电池的充放电容量,但却使电池有相对较高的充放电效率,电池的自放电率大为降低。通过循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)、塔菲尔极化的测试表明,这两种添加剂对锌镍二次电池锌负极有很重要的影响。对锌镍电池的特殊充电方式-二段式充电方式的研究说明,不同恒压值、同充电时间二段式充电方式(DCV-SCT)下,如果锌镍电池存在过充现象,充电电流曲线会出现平台,并且随着恒压值的增加,充电电流平台出现的时间提前,平台电流更大。不同恒压值、同充电率二段式充电方式(DCV-SSC)下锌镍电池的充电电流呈现出与前者相同的规律,但因恒压值增加而造成的电池性能之间的差别减小。
唐有根, 唐赞谦, 桑商斌[10]2004年在《锌镍电池负极的循环伏安行为》文中研究表明采用粉末微电极研究了锌镍电池负极活性物质ZnO、Zn4SO4(OH)6和CaZnO2在1 8mol/LK2CO3、1 8mol/LKF和3mol/L的KOH电解液中的循环伏安行为。研究了峰值电流电势与扫描速度的关系,推导出了锌镍电池负极活性物质循环伏安的可逆性区间,比较了活性物质的可逆性,发现氧化锌表现出更好的可逆性。计算了3种活性物质制备的锌负极在可逆性区间内的平衡电极电位。
参考文献：
[1]. 不同添加剂对圆柱形锌镍电池性能的影响[D]. 李景威. 中南大学. 2008
[2]. 密封锌镍电池添加剂及负极材料的制备和性能研究[D]. 廖建平. 中南大学. 2009
[3]. 锌镍电池负极活性物质和电解液的研究[D]. 唐赞谦. 中南大学. 2002
[4]. 密封锌镍电池产业化关键问题的研究[D]. 胡俊. 中南大学. 2009
[5]. ZnO/C复合电极材料的制备、结构及其电化学性能研究[D]. 蒋磊. 浙江大学. 2008
[6]. 锌镍电池负极材料氧化锌的纳米化、表面修饰及电化学性能[D]. 马敏. 浙江大学. 2008
[7]. 密封锌镍电池负极及电解液的研究[D]. 迟伟伟. 中南大学. 2010
[8]. 锌镍碱性二次电池锌负极活性物质氧化锌的改性研究[D]. 龙伟. 中南大学. 2013
[9]. 锌镍二次电池添加剂及负极活性物质的研究[D]. 曾冬青. 中南大学. 2011
[10]. 锌镍电池负极的循环伏安行为[J]. 唐有根, 唐赞谦, 桑商斌. 电池. 2004