鎳鋅電池負(fù)極材料及其循環(huán)穩(wěn)定性的研究.pdf

1、鎳鋅二次電池具有高工作電壓、高功率密度、高能量密度、無記憶效應(yīng)、安全指數(shù)高、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn),是一種環(huán)境友好型的高性能二次電池。但存在鋅負(fù)極變形、枝晶生長以及鈍化和毒害鎳正極等問題使得其循環(huán)壽命差,嚴(yán)重制約著鎳鋅二次電池的應(yīng)用和發(fā)展。本論文在較為系統(tǒng)的綜述了國內(nèi)外對鎳鋅電池和鋅負(fù)極材料的研究工作的基礎(chǔ)上,從降低氧化鋅在堿性電解液中的溶解度及增加其導(dǎo)電性的角度出發(fā),采用直接機(jī)械攪拌添加鋅負(fù)極添加劑(金屬氧化物、氫氧化物)、合成電池負(fù)極材料

2、以及氧化鋅表面碳包覆的方法,改善鎳鋅電池的性能。
　　幾種金屬氧化物添加劑對鋅電極的抗腐蝕性有不同程度的影響,作為鋅負(fù)極添加劑可提高電池的初始放電比容量。氫氧化鈣添加量的不同使鋅負(fù)極抗腐蝕性不同,當(dāng)氫氧化鈣的添加量為25％時(shí),鋅負(fù)極的抗腐蝕性最佳,可改善鎳鋅電池的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　采用化學(xué)法合成出鋅負(fù)極活性物質(zhì)鋅酸鈣,作為鋅負(fù)極活性材料制得的模擬鎳鋅電池具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性,原因是鋅酸鈣在堿性溶液中溶解度較低,減少了鋅負(fù)極的

3、變形,從而改善了鋅負(fù)極的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　采用水熱法和共沉淀法相結(jié)合制備不同Zn/Al摩爾比的鋅鋁水滑石,均勻性和結(jié)晶度良好且純度較高。作為鋅負(fù)極活性材料可有效緩解鋅負(fù)極在堿性電解液中的腐蝕;當(dāng)Zn/Al摩爾比為2:1和3:1時(shí)有較為明顯的放電平臺(1.75V),較純氧化鋅作負(fù)極的放電平臺(1.65V)較高。
　　表面包覆技術(shù),是改進(jìn)和提高電極活性材料電化學(xué)性能的重要方法和手段,主要經(jīng)過對電極活性物質(zhì)的表面包覆和修飾改性,達(dá)

4、到改善電池的充放電電壓平臺和電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性的目的。本文主要借鑒鋰電池材料包覆碳的作用機(jī)理,以葡萄糖和普通氧化鋅ZnO(AR)作為原料,制備ZnO/C復(fù)合電池材料,采用二次電池檢測裝置和電化學(xué)工作站對表面包覆碳的氧化鋅的電化學(xué)性能進(jìn)行研究。
　　研究表明不同葡萄糖添加量的影響:當(dāng)燒結(jié)溫度為650℃時(shí),前驅(qū)體中葡萄糖加入量為15％時(shí)制備的材料呈現(xiàn)出良好的抗腐蝕性和循環(huán)穩(wěn)定性,80個(gè)循環(huán)后,放電比容量仍為540mAh/g,容量保持率為