亞氧化鈦導電陶瓷在鋅鎳電池鋅負極中的應(yīng)用研究.pdf

1、亞氧化鈦導電陶瓷具有優(yōu)異的導電性、極強的化學穩(wěn)定性和寬的電化學穩(wěn)定電位窗口等優(yōu)點，因而在各種化學電源上均有較好的應(yīng)用前景。鋅鎳電池由于具有理論比能量高，比功率大，成本低廉以及無環(huán)境污染等優(yōu)點，成為了人們研究的熱點。然而，鋅鎳電池較短的循環(huán)壽命，阻礙了其在生活中的廣泛應(yīng)用。研究表明，鋅鎳電池的循環(huán)壽命短主要源于鋅負極的固有缺陷，如電極變形、枝晶生長、腐蝕、鈍化等。因此，為了解決鋅負極中存在的問題，本論文研究了將亞氧化鈦導電陶瓷作為鋅負極的

2、導電添加劑應(yīng)用于鋅鎳電池中，以改善鋅鎳電池的性能。另外對亞氧化鈦導電陶瓷在半固態(tài)液流鋅鎳電池中的應(yīng)用也進行了研究。
　　將亞氧化鈦導電陶瓷作為導電劑添加到鋅負極中，對鋅負極進行循環(huán)伏安曲線測試、Tafel曲線測試、定電位極化曲線測試以及交流阻抗譜測試。測試結(jié)果表明，添加亞氧化鈦導電陶瓷的鋅負極具有更好的可逆性以及耐腐蝕能力，與沒有添加導電劑的鋅負極相比，其緩蝕效率達到了94.2％，并且能夠有效抑制鋅枝晶的生長。通過對添加不同含量的

3、亞氧化鈦導電陶瓷的鋅負極的測試結(jié)果表明，隨著鋅負極中亞氧化鈦導電陶瓷含量的增加，鋅負極的電化學性能有一定的提升。
　　以添加不同導電劑的鋅負極組裝成模擬鋅鎳電池，測試其充放電性能，測試結(jié)果表明，添加亞氧化鈦導電陶瓷的鋅鎳電池具有更好的循環(huán)性能及更高的放電容量，其初始放電容量為459 mAh/g，高于添加乙炔黑作為導電劑和沒有添加導電劑的鋅鎳電池，在50次循環(huán)過程中，其放電容量都保持十分穩(wěn)定。同時，其放電中值電壓有所增加，放電內(nèi)阻有

4、所下降。將添加不同含量的亞氧化鈦導電陶瓷的鋅負極組裝成的鋅鎳電池并測試其性能，結(jié)果表明，隨著亞氧化鈦導電陶瓷含量的增加，鋅鎳電池的充放電性能得到提高。
　　在半固態(tài)液流鋅鎳電池負極電解液中添加亞氧化鈦導電陶瓷，研究了負極半固態(tài)懸浮液中亞氧化鈦導電陶瓷與氧化鋅的比例以及氧化鋅的含量對半固態(tài)液流鋅鎳電池的影響。結(jié)果表明，隨著亞氧化鈦導電陶瓷含量的增加，半固態(tài)液流鋅鎳電池的放電容量和放電電壓平臺均有所增加。當比例增加到了1∶4及以上時，

5、半固態(tài)液流鋅鎳電池的放電效率也達到了85％以上。而半固態(tài)懸浮液中固體物質(zhì)比例的增加，也能夠提高半固態(tài)液流鋅鎳電池的放電性能。以不同電流對半固態(tài)液流鋅鎳電池進行充放電測試，當充放電電流為20 mA和40 mA時，其放電效率大于90％;當充放電電流增大時，半固態(tài)液流鋅鎳電池放電容量有所下降，并且放電容量衰減的比較明顯。對半固態(tài)液流鋅鎳電池進行循環(huán)性能的測試，在50次循環(huán)中，半固態(tài)液流鋅鎳電池的放電容量十分穩(wěn)定，放電效率均大于90％。這表明了