密封鋅鎳電池負(fù)極及電解液的研究.pdf

1、本文概述了國內(nèi)外鋅鎳電池的歷史和發(fā)展?fàn)顩r,重點(diǎn)闡述了鋅鎳電池的研究現(xiàn)狀,包括鋅鎳電池的工作原理、主要存在的問題及相關(guān)解決方法,并展望了鋅鎳電池的應(yīng)用前景。用水熱法成功制備了鋅酸鈣,并對(duì)其分子組成、樣品形貌、電化學(xué)性能進(jìn)行了研究,X射線衍射分析確定了水熱法制備的鋅酸鈣樣品化學(xué)組成和其晶體結(jié)構(gòu),掃描電鏡(SEM)考察了樣品的形貌,循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)和充放電測(cè)試研究了鋅酸鈣的電化學(xué)性能。通過充放電性能測(cè)試,循環(huán)壽命等電測(cè)試,著重研究了鋅酸鈣作為鋅鎳

2、電池的負(fù)極材料的電化學(xué)性能。通過鋅負(fù)極的制備工藝、充放電測(cè)試和循環(huán)伏安測(cè)試對(duì)負(fù)極粘結(jié)劑進(jìn)行了研究;研究了不同有機(jī)緩蝕劑及電解液濃度對(duì)鋅鎳電池的循環(huán)壽命與自放電性能的影響。此外,本論文通過改變卷繞工藝等方法研究了鋅鎳電池自放電的性能。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 ⑴采用水熱法制備了鋅酸鈣。XRD分析結(jié)果證實(shí)了樣品化學(xué)組成為Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O。SEM圖像顯示樣品形貌規(guī)整。充放電測(cè)試表明鋅酸鈣具有較好的電化學(xué)性能。

3、不過高溫存儲(chǔ)性能表明采用氫氧化鈣和氧化鋅物理混合的活性物質(zhì)組裝的電池優(yōu)于鋅酸鈣作為活性物質(zhì)組裝的電池。
　　 對(duì)不同的鋅負(fù)極有機(jī)緩蝕劑的研究表明,添加加入有機(jī)緩蝕劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)的鋅負(fù)極充放電性能有所提高,其中采用SDBS的電池表現(xiàn)出較好的充放電循環(huán)性能。自放電實(shí)驗(yàn)表明,在負(fù)極中加入有機(jī)緩蝕劑,提高了電池的荷電保持能力。
　　 ⑵對(duì)鋅負(fù)極的粘合劑的研究發(fā)現(xiàn),采用羥丙基甲基纖

4、維素(HPMC)+聚乙烯醇(PVA)+丁苯橡膠(SBR)粘合劑的鋅鎳電池能夠改善鋅負(fù)極極片的加工性能,增加極片的彈性和柔韌性,減少充放電循環(huán)多次后鋅負(fù)極的變形及脫粉,具有更長的循環(huán)壽命和更好的存儲(chǔ)性能,是值得推廣的鋅負(fù)極粘結(jié)劑。
　　 ⑶通過對(duì)使用不同濃度的電解液的鋅鎳電池的測(cè)試情況進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)了在一定濃度范圍內(nèi),較大濃度的電解液對(duì)于鋅鎳電池的充放電過程、充放電過程中的內(nèi)阻、放電容量以及循環(huán)壽命都是有益的,其中采用電解液濃度為

5、7.5mol/l的電池的循環(huán)壽命最好。
　　 ⑷通過研究卷繞工藝對(duì)自放電的影響,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致鋅鎳電池自放電的主要因素是電池負(fù)極的卷繞工藝不合理,原因可能是鋼殼的鎳鍍層為中析氫過電位金屬(析氫過電位在0.5V以下),傳統(tǒng)的卷繞工藝是讓負(fù)極接觸鋼殼的鎳鍍層,這樣便會(huì)加速鋅負(fù)極在存放過程中的析氫過程;而采取了新的卷繞工藝則成功地避免了鋅負(fù)極與鎳鍍層的接觸,從而大大緩解鋅鎳電池的自放電。所以采取合理的卷繞工藝可以有效的抑制鋅鎳電池的自放電。