二次鋅負(fù)極用鋅酸鈣的制備及性能研究.pdf

1、本文概述了鋅鎳蓄電池的發(fā)展?fàn)顩r，分析了二次鋅負(fù)極的變形、枝晶、腐蝕、鈍化等問題的形成原因及其解決途徑。在此基礎(chǔ)上，對二次鋅負(fù)極用鋅酸鈣的制備工藝及其性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)地研究。 制備二次鋅負(fù)極用鋅酸鈣的主要方法有：化學(xué)沉淀法、球磨法、絡(luò)合沉淀法三種。本論文采用這些方法，制備出了不同形貌、不同結(jié)構(gòu)的鋅酸鈣。并利用粉末XRD、CV、TG、DCS、顯微形貌觀察、組裝實驗電池觀察充放電特性等方法，對所制鋅酸鈣樣品的性能進(jìn)行了研究，主要結(jié)論

2、如下： 1、采用化學(xué)沉淀法，在純水和1M NaOH溶液底液中，都能制出結(jié)晶形狀良好的鋅酸鈣晶體。以純水為底液，隨反應(yīng)溫度從27～70℃的變化，所制鋅酸鈣晶體的形狀，完成了一個規(guī)則菱形→菱形、六邊形混合物→規(guī)則六邊形→菱形、六邊形混合物→規(guī)則菱形的變化。27℃時制備出顆粒完整、大小均勻的菱形晶體，40℃制備出顆粒完整、大小均勻的六邊形晶體。以lM NaOH溶液為底液，改變反應(yīng)溫度，所制鋅酸鈣晶體的形狀雖有變化，但沒有呈現(xiàn)明顯的規(guī)律

3、性。 2、菱形晶體和六邊形晶體鋅酸鈣的XRD圖譜，表明它們同屬于單斜晶系，都與分子式為Ca[Zn(OH)<,3>]<,2>-2H<,2>O的鋅酸鈣的XRD圖譜相一致。由于沒能制備出足夠尺寸(>0.3mm)的單晶，宏觀上呈菱形和六邊形的兩種鋅酸鈣晶體，在晶體結(jié)構(gòu)中的原子排布是否一致，尚無法回答。 3、室溫和40℃溫度條件下，在不同濃度的KOH溶液中，六邊形鋅酸鈣的溶解度明顯小于菱形鋅酸鈣。兩種鋅酸鈣晶體在40℃時的溶解度均

4、大于室溫的溶解度。 4、兩種晶形鋅酸鈣的循環(huán)伏安特性都呈現(xiàn)不完全可逆性，且六邊形鋅酸鈣的循環(huán)性能優(yōu)于菱形鋅酸鈣。 5、不同形貌鋅酸鈣電化學(xué)分析測試結(jié)果表明六邊形鋅酸鈣的放電容量較菱形的高出8～12％，展現(xiàn)出較好的應(yīng)用前景。 6、在10％的NaOH溶液中球磨10h可以制得鋅酸鈣晶體，球磨30h之內(nèi)制備出的鋅酸鈣結(jié)構(gòu)式亦為Ca[Zn(OH)<,3>]<,2>·2H<,2>O，球磨時間40～60h制備出的樣品兩種結(jié)構(gòu)均

5、存在，即結(jié)構(gòu)為Ca[Zn(OH)<,3>]<,2>·2H<,2>O和結(jié)構(gòu)為CaZn<,2>(OH)<,6>·2H<,2>O的鋅酸鈣。 7、改變球磨介質(zhì)NaOH溶液濃度，當(dāng)其達(dá)到40％的條件下，仍然能制備出鋅酸鈣，各濃度條件下所制備出鋅酸鈣樣品的結(jié)構(gòu)式均為Ca[Zn(OH)<,3>]<,2>·2H<,2>O。隨著NaOH溶液濃度的增加，各晶胞參數(shù)的變化比較有規(guī)律性。各晶胞參數(shù)隨濃度的遞增均呈現(xiàn)出減小趨勢。 8、NaOH濃度