鋅銀電池新型鋅電極的制備及其電化學性能研究.pdf

1、鋅銀電池因為其高比能量、高比功率、放電電壓平穩(wěn)，高倍率放電性能等優(yōu)點，被廣泛應用于國防和軍事等領域。目前各科研院所對于它的研發(fā)水平普遍大幅度提高，因此對于鋅銀電池的比能量和比功率提出了更高的要求。
　　本文以大孔徑的泡沫銀為集流體，采用電化學沉積法制備了枝晶狀的鋅負極。通過優(yōu)化電沉積工藝條件，對鋅的結構進行調控，確定了最佳的鋅結構，提高了鋅電極的放電性能。系統(tǒng)地研究了攪拌速率、鍍液溫度、鍍液中氫氧化鉀的濃度、電流密度以及電沉積時間

2、等對鋅電極放電性能的影響。研究發(fā)現攪拌速度和溫度對鋅的形貌影響最大。電沉積時在攪拌的條件下，鋅的形貌呈大顆粒狀和厚的片狀；在無攪拌的條件下，鋅的結構呈枝晶狀。在低溫下電沉積時，鋅呈顆粒狀。溫度升高到20℃時，鋅呈枝晶狀。隨著鍍液溫度的升高鋅的形貌轉變?yōu)橹旅艿奶μ\狀，這種苔蘚狀的結構，其比表面積小，不利于鋅電極的放電。確定了最佳的電沉積工藝條件：無攪拌，氫氧化鉀的濃度為280 g·L-1，溫度為20℃，電流密度為100 mA·cm-2，電

3、沉積時間為20 min。
　　本文研究了以五種孔徑的泡沫銀為集流體制備的鋅電極的放電性能，增大泡沫銀集流體的孔徑，有助于鋅枝晶的形成以及鋅枝晶向三維方向上延伸。當以孔徑1200μm和3000μm的泡沫銀為集流體時，用電沉積法制備鋅電極，鋅電極的放電比容量達到730 mAh·g-1(3 C)以上。鋅電極以10 C的倍率放電時其放電比容量能達到550 mAh·g-1。研究表明以大孔徑的泡沫銀為集流體，有助于鋅電極的大電流放電性能。

4、r>　　進一步研究了減小鋅電極厚度的方法：一種是采用涂膏化成法制備鋅電極，化成后加壓減小鋅電極的厚度。當泡沫銀集流體的孔徑為1200μm時，其比容量達到最大值，即340 mAh·g-1左右，此種方法制備鋅電極有待進一步改善。另一種是減小集流體的厚度，將具有一定厚度的泡沫銀加壓，來減小集流體本身的厚度，用電沉積的方法制備鋅電極。當泡沫銀集流體的孔徑為580μm時，鋅電極的厚度為0.6 mm左右，其放電比容量到達最大值，即500 mAh·g