密封鋅鎳電池產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵問題的研究.pdf

1、本論文簡(jiǎn)要回顧了化學(xué)電源和鋅鎳電池的發(fā)展歷史，重點(diǎn)闡述了二次鋅鎳電池的特點(diǎn)、主要存在的問題及相關(guān)解決途徑、發(fā)展?fàn)顩r和未來的市場(chǎng)前景。研究了鋅負(fù)極添加劑與電解液無機(jī)類添加劑對(duì)密封鋅鎳電池的電化學(xué)性能和循環(huán)使用壽命的影響。TEM測(cè)試考察了表面包覆有氧化銦和二氧化硅的氧化鋅的形貌，XRD分析證實(shí)了氧化鋅表面包覆物為氧化銦和二氧化硅，極化曲線和充放電測(cè)試研究了包覆后的氧化鋅的電化學(xué)性能。通過鋅負(fù)極的制備工藝性與充放電測(cè)試對(duì)負(fù)極粘結(jié)劑進(jìn)行了研究，

2、考察了電解液的組成成分與電解液的濃度對(duì)鋅鎳電池的循環(huán)壽命與自放電性能的影響，還考察了鋅鎳電池的裝配比、正負(fù)極極片尺寸、集流體與外殼等工藝對(duì)鋅鎳電池性能的影響。 對(duì)不同的鋅負(fù)極添加劑的研究表明，添加三聚磷酸鈉+全氟表面活性劑、三聚磷酸鈉+十二烷基苯磺酸鈉、三聚磷酸鈉+全氟表面活性劑的鋅負(fù)極的放電性能有所提高，其中采用全氟表面活性劑與十二烷基苯磺酸鈉復(fù)配的電池表現(xiàn)出較好的充放電循環(huán)性能。 對(duì)不同的電解液無機(jī)添加劑的研究表明，

3、電解液中分別添加適量亞硫酸鈉、四硼酸鈉和磷酸氫二鈉，能夠有效改善電池的充放電性能，提高電池的容量保持率。同時(shí)添加適量磷酸氫二鈉和亞硫酸鈉很好的抑制了鋅的溶解腐蝕，減少了鋅負(fù)極形變，延緩了鋅負(fù)極的鈍化。 采用化學(xué)沉積法制備了表面包覆有氧化銦、二氧化硅的氧化鋅。XRD證實(shí)了表面包覆物為氧化銦、二氧化硅。TEM圖像顯示了樣品形貌的變化。極化曲線和充放電測(cè)試表明包覆后的氧化鋅具有較好的耐腐蝕性和電化學(xué)性能。 對(duì)鋅負(fù)極的粘合劑的研

4、究發(fā)現(xiàn)，采用0.4％的羥丙基甲基纖維素（HPMC）與1.5％的丁苯橡膠（SBR）粘合劑的鋅鎳電池具有更長(zhǎng)的循環(huán)壽命和更好的存儲(chǔ)性能。 對(duì)電解液的組成的實(shí)驗(yàn)表明，采用KOH、NaOH、LiOH的三元電解液提高了電池的充放電效率，延長(zhǎng)了電池的循環(huán)壽命，提高了電池的荷電保持能力，但增大了密封鋅鎳電池的內(nèi)阻。對(duì)電解液的濃度的實(shí)驗(yàn)表明，采用濃度為7 mol/L的電解液的電池充電時(shí)的極化較小，放電效率較高，同時(shí)延長(zhǎng)了鋅鎳電池的循環(huán)壽命。

5、 本實(shí)驗(yàn)對(duì)鋅鎳電池的工藝進(jìn)行了初步研究。研究表明，采用88％的裝配比，能降低電池充電時(shí)的極化和電池的內(nèi)阻。正負(fù)極極片尺寸在寬度保持一致的情況下，提高了負(fù)極活性物質(zhì)的利用率，有效的延長(zhǎng)了鋅鎳電池的循環(huán)壽命，在最終容量衰減到初始容量的80％時(shí)，循環(huán)壽命達(dá)到了328次。在負(fù)極集流體銅網(wǎng)的尾部焊接銅箔和在鋼殼上鍍銅均能提高電池的荷電保持率，相比之下，在鋼殼上鍍銅的效果更好，設(shè)計(jì)容量為400 mAh的電池在高溫50℃下存儲(chǔ)7天后放電容量達(dá)到3