密封鋅鎳電池產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵問題的研究.pdf

1、本論文簡要回顧了化學(xué)電源和鋅鎳電池的發(fā)展歷史，重點(diǎn)闡述了二次鋅鎳電池的特點(diǎn)、主要存在的問題及相關(guān)解決途徑、發(fā)展?fàn)顩r和未來的市場前景。研究了鋅負(fù)極添加劑與電解液無機(jī)類添加劑對密封鋅鎳電池的電化學(xué)性能和循環(huán)使用壽命的影響。TEM測試考察了表面包覆有氧化銦和二氧化硅的氧化鋅的形貌，XRD分析證實(shí)了氧化鋅表面包覆物為氧化銦和二氧化硅，極化曲線和充放電測試研究了包覆后的氧化鋅的電化學(xué)性能。通過鋅負(fù)極的制備工藝性與充放電測試對負(fù)極粘結(jié)劑進(jìn)行了研究，

2、考察了電解液的組成成分與電解液的濃度對鋅鎳電池的循環(huán)壽命與自放電性能的影響，還考察了鋅鎳電池的裝配比、正負(fù)極極片尺寸、集流體與外殼等工藝對鋅鎳電池性能的影響。 對不同的鋅負(fù)極添加劑的研究表明，添加三聚磷酸鈉+全氟表面活性劑、三聚磷酸鈉+十二烷基苯磺酸鈉、三聚磷酸鈉+全氟表面活性劑的鋅負(fù)極的放電性能有所提高，其中采用全氟表面活性劑與十二烷基苯磺酸鈉復(fù)配的電池表現(xiàn)出較好的充放電循環(huán)性能。 對不同的電解液無機(jī)添加劑的研究表明，

3、電解液中分別添加適量亞硫酸鈉、四硼酸鈉和磷酸氫二鈉，能夠有效改善電池的充放電性能，提高電池的容量保持率。同時(shí)添加適量磷酸氫二鈉和亞硫酸鈉很好的抑制了鋅的溶解腐蝕，減少了鋅負(fù)極形變，延緩了鋅負(fù)極的鈍化。 采用化學(xué)沉積法制備了表面包覆有氧化銦、二氧化硅的氧化鋅。XRD證實(shí)了表面包覆物為氧化銦、二氧化硅。TEM圖像顯示了樣品形貌的變化。極化曲線和充放電測試表明包覆后的氧化鋅具有較好的耐腐蝕性和電化學(xué)性能。 對鋅負(fù)極的粘合劑的研

4、究發(fā)現(xiàn)，采用0.4％的羥丙基甲基纖維素（HPMC）與1.5％的丁苯橡膠（SBR）粘合劑的鋅鎳電池具有更長的循環(huán)壽命和更好的存儲性能。 對電解液的組成的實(shí)驗(yàn)表明，采用KOH、NaOH、LiOH的三元電解液提高了電池的充放電效率，延長了電池的循環(huán)壽命，提高了電池的荷電保持能力，但增大了密封鋅鎳電池的內(nèi)阻。對電解液的濃度的實(shí)驗(yàn)表明，采用濃度為7 mol/L的電解液的電池充電時(shí)的極化較小，放電效率較高，同時(shí)延長了鋅鎳電池的循環(huán)壽命。

5、 本實(shí)驗(yàn)對鋅鎳電池的工藝進(jìn)行了初步研究。研究表明，采用88％的裝配比，能降低電池充電時(shí)的極化和電池的內(nèi)阻。正負(fù)極極片尺寸在寬度保持一致的情況下，提高了負(fù)極活性物質(zhì)的利用率，有效的延長了鋅鎳電池的循環(huán)壽命，在最終容量衰減到初始容量的80％時(shí)，循環(huán)壽命達(dá)到了328次。在負(fù)極集流體銅網(wǎng)的尾部焊接銅箔和在鋼殼上鍍銅均能提高電池的荷電保持率，相比之下，在鋼殼上鍍銅的效果更好，設(shè)計(jì)容量為400 mAh的電池在高溫50℃下存儲7天后放電容量達(dá)到3