鋅銀電池新型鋅電極的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、鋅銀電池因?yàn)槠涓弑饶芰?、高比功率、放電電壓平穩(wěn)，高倍率放電性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于國(guó)防和軍事等領(lǐng)域。目前各科研院所對(duì)于它的研發(fā)水平普遍大幅度提高，因此對(duì)于鋅銀電池的比能量和比功率提出了更高的要求。
　　本文以大孔徑的泡沫銀為集流體，采用電化學(xué)沉積法制備了枝晶狀的鋅負(fù)極。通過(guò)優(yōu)化電沉積工藝條件，對(duì)鋅的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，確定了最佳的鋅結(jié)構(gòu)，提高了鋅電極的放電性能。系統(tǒng)地研究了攪拌速率、鍍液溫度、鍍液中氫氧化鉀的濃度、電流密度以及電沉積時(shí)間

2、等對(duì)鋅電極放電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)攪拌速度和溫度對(duì)鋅的形貌影響最大。電沉積時(shí)在攪拌的條件下，鋅的形貌呈大顆粒狀和厚的片狀；在無(wú)攪拌的條件下，鋅的結(jié)構(gòu)呈枝晶狀。在低溫下電沉積時(shí)，鋅呈顆粒狀。溫度升高到20℃時(shí)，鋅呈枝晶狀。隨著鍍液溫度的升高鋅的形貌轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅艿奶μ\狀，這種苔蘚狀的結(jié)構(gòu)，其比表面積小，不利于鋅電極的放電。確定了最佳的電沉積工藝條件：無(wú)攪拌，氫氧化鉀的濃度為280 g·L-1，溫度為20℃，電流密度為100 mA·cm-2，電

3、沉積時(shí)間為20 min。
　　本文研究了以五種孔徑的泡沫銀為集流體制備的鋅電極的放電性能，增大泡沫銀集流體的孔徑，有助于鋅枝晶的形成以及鋅枝晶向三維方向上延伸。當(dāng)以孔徑1200μm和3000μm的泡沫銀為集流體時(shí)，用電沉積法制備鋅電極，鋅電極的放電比容量達(dá)到730 mAh·g-1(3 C)以上。鋅電極以10 C的倍率放電時(shí)其放電比容量能達(dá)到550 mAh·g-1。研究表明以大孔徑的泡沫銀為集流體，有助于鋅電極的大電流放電性能。

4、r>　　進(jìn)一步研究了減小鋅電極厚度的方法：一種是采用涂膏化成法制備鋅電極，化成后加壓減小鋅電極的厚度。當(dāng)泡沫銀集流體的孔徑為1200μm時(shí)，其比容量達(dá)到最大值，即340 mAh·g-1左右，此種方法制備鋅電極有待進(jìn)一步改善。另一種是減小集流體的厚度，將具有一定厚度的泡沫銀加壓，來(lái)減小集流體本身的厚度，用電沉積的方法制備鋅電極。當(dāng)泡沫銀集流體的孔徑為580μm時(shí)，鋅電極的厚度為0.6 mm左右，其放電比容量到達(dá)最大值，即500 mAh·g