10508.電解質(zhì)水溶液中znpani二次電池的研究

1、顧婧宇電解質(zhì)水溶液中Zn—PANI二次電池的研究摘要現(xiàn)如今世界的能源危機(jī)不斷，環(huán)境污染又日益嚴(yán)重，發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造綠色無污染、安全穩(wěn)定、成本低廉、適合普及推廣的高性能電池是極其需要的。而鋅聚苯胺電池恰好滿足以上要求，只是聚苯胺電池的技術(shù)尚未成熟，離工業(yè)化以及大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化都還有一段距離。因此對聚苯胺電池的研究和對其性能的改進(jìn)還在不斷的探索中。為此，本論文做了如下工作。本文首先通過循環(huán)伏安、交流阻抗、動電位極化等方法主要對比了聚苯胺電極及鋅電極

2、分別在硫酸根(s042’)和氯離子(Cl一)電解質(zhì)水溶液中，添加一定濃度添加劑后的電化學(xué)性質(zhì)，選擇其中性能相對較好的電解液體系進(jìn)行研究。研究表明：在添加劑的作用下，含Cl的電解質(zhì)水溶液中不僅聚苯胺的降解能在一定程度上得到抑制，而且鋅電極在其中也不易發(fā)生自腐蝕現(xiàn)象。同時(shí)，在該體系中，通過循環(huán)伏安、交流阻抗、三維表面輪廓儀等表征手段，探究了電解液的DH值以及成份配比對鋅電極的性能影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在電解液pH約為40，氯化鋅(ZnCl2)

3、濃度為020moldm一，氯化銨(NH4CI)濃度為050tooldm3時(shí)，鋅電極的電化學(xué)性能、穩(wěn)定性以及體系的可逆性最佳。在Cl。濃度相同的體系中，我們通過紅外、紫外、XRD以及形貌表征等表征方式對比分析了聚苯胺的不同合成方式對聚苯胺結(jié)構(gòu)的影響。發(fā)現(xiàn)合成方式的改變對聚苯胺的結(jié)構(gòu)不會造成影響。在氯離子體系電解液中，通過循環(huán)伏安、交流阻抗等方法，探討出聚苯胺電極最合適的電解質(zhì)水溶液的pH范圍，再對比其分別在不同濃度配比的電解質(zhì)水溶液中的電

4、化學(xué)性質(zhì)，選擇出最佳的電解液配比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，聚苯胺電極在電解液pH約為40，ZnCl2濃度為O20moldm3，NH4CI濃度為050moldm。3Here發(fā)揮最好的電化學(xué)活性：這與鋅電極對電解液配比要求的條件一致。然后在最佳配比的電解液中通過循環(huán)伏安、交流阻抗等方法測試了聚苯胺的性能。研究了不同集流體材料：400目不銹鋼、50目不銹鋼、05mm超薄石墨紙和O3m／ll超薄石墨紙的性能。采用循環(huán)伏安，電化學(xué)交流阻抗以及動電位極化等手

5、段，對比了不同的空白集流體在電解液中的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)足性。然后以化學(xué)氧化法合成的聚苯胺為止極材料，打磨后的鋅片為負(fù)極材料，以U“o～／Umo：dm?！痁IC∽一050m01U～I(xiàn)II～TIHTC：為宅解液，組裝鋅聚苯胺二次電池，重點(diǎn)研究了不同的充電上限電壓、放電下限電壓、恒壓時(shí)間、電流密度、隔膜以及酸濃度等條件對鋅聚苯胺二次電池的充放電性能影響。得出最合適的充放電條件：充電上限電勢為15v，放電下限電勢為07V，恒壓時(shí)間為1rain，電

6、流密度為顧婧宇電解質(zhì)水溶液中Zn—PANI二次電池的研究AbstractllINowwiththeworld’Senergycrises，andenvironmentalpollutionbecomingincreasinglyserious，discoverandcreategreenpollutionfree，safeandstable，low—cost，high—performancebatteriesforpopularizat

7、ionisdesperatelyneededWhilezinc—polyanilinebatteryjustmeettheaboverequirements，butpolyanilinebatterytechnologyisnotyetmature!andfarawayfrolflthelarge—scaleindustrializationTherefore，thestudyofpolyanilinebatteryandimprove

8、itsperformanceiscontinuallyexploringThispaperhasdonethefollowingworkInthispaper，firstly，bythemethodsofcyclicvoltarmnetry(cv)，electrochemicalimpedancespectra(EIS)andgalvanostaticpolarizationtocomparetheelectrochemicalprop

9、ertiesofthepolyanilineelectrodeandthezincelectrodeChooseabetterresearchelectrolytesystembetweenthesulfate(S042一)aqueoussystemsandthechloride(C1。)aqueoussystemsExperimentalresultsshowedthatthechloride(CI’)aqueoussystemsca

10、ninhibitthedegradationofpolyanilineinacertainextent，andthezincelectrodecorrosionphenomenonnoteasilyoccuredinthissystemOnthisbasis，weexploredtheeffectsofpHandelectrolytecompositionratioontheperformanceofthezincelectrodeby

11、themethodsofCVEISandThree—dimensionalNanoMapTheexperimentalresultsshowedthatelectrochemicalperformance，stabilityandreversibilityofthezincelectrodewerethebestwhentheelectrolytepHofabout40，ZnCl2concentrationwas020moldm。NH4

12、CIconcentrationwas050m01din3Inaddition，variousanalysismethodsincludingFouriertransforminfrared(FTIR)spectrometer，UVvisible(UV)spectrometer，X—raydiffraction(XRD)andscanningelectronmicroscopy(SEM)wereusedtocomparethetwokin

13、dsofpolyanilinestructureofdifferentsyntheticmethodsItwasfoundthatthestructureofpolyanilinewouldnotbeaffectedbydifferentsynthesiswaysInthechloride(CI一)aqueoussystems，choosethebestpHrangeandrmioforthepolyanilineelectrode。T

14、heresultsshowedthatthepolyanilineelectrodealsohadthebestelectrochemicalactivitywhentheelectrolytepHofabout40，ZnCl2concentrationwas020moldm一，andNH4CIconcencrationwasO56moidm：Andthen，inthiseiectroiyte，poiyaniiinewasstudied