鎳鋅電池負極材料及其循環(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、安全指數(shù)高、生產(chǎn)成本低等特點,是一種環(huán)境友好型的高性能二次電池。但存在鋅負極變形、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,嚴重制約著鎳鋅二次電池的應用和發(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電性的角度出發(fā),采用直接機械攪拌添加鋅負極添加劑(金屬氧化物、氫氧化物)、合成電池負極材料

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極抗腐蝕性不同,當氫氧化鈣的添加量為25％時,鋅負極的抗腐蝕性最佳,可改善鎳鋅電池的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　采用化學法合成出鋅負極活性物質(zhì)鋅酸鈣,作為鋅負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,減少了鋅負極的

3、變形,從而改善了鋅負極的循環(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。作為鋅負極活性材料可有效緩解鋅負極在堿性電解液中的腐蝕;當Zn/Al摩爾比為2:1和3:1時有較為明顯的放電平臺(1.75V),較純氧化鋅作負極的放電平臺(1.65V)較高。
　　表面包覆技術(shù),是改進和提高電極活性材料電化學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

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