密封鋅鎳電池負極及電解液的研究.pdf

1、本文概述了國內(nèi)外鋅鎳電池的歷史和發(fā)展狀況,重點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,并對其分子組成、樣品形貌、電化學性能進行了研究,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)伏安實驗和充放電測試研究了鋅酸鈣的電化學性能。通過充放電性能測試,循環(huán)壽命等電測試,著重研究了鋅酸鈣作為鋅鎳

2、電池的負極材料的電化學性能。通過鋅負極的制備工藝、充放電測試和循環(huán)伏安測試對負極粘結(jié)劑進行了研究;研究了不同有機緩蝕劑及電解液濃度對鋅鎳電池的循環(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。主要研究內(nèi)容如下：
　　 ⑴采用水熱法制備了鋅酸鈣。XRD分析結(jié)果證實了樣品化學組成為Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O。SEM圖像顯示樣品形貌規(guī)整。充放電測試表明鋅酸鈣具有較好的電化學性能。

3、不過高溫存儲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。
　　 對不同的鋅負極有機緩蝕劑的研究表明,添加加入有機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。自放電實驗表明,在負極中加入有機緩蝕劑,提高了電池的荷電保持能力。
　　 ⑵對鋅負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)多次后鋅負極的變形及脫粉,具有更長的循環(huán)壽命和更好的存儲性能,是值得推廣的鋅負極粘結(jié)劑。
　　 ⑶通過對使用不同濃度的電解液的鋅鎳電池的測試情況進行研究,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)的卷繞工藝是讓負極接觸鋼殼的鎳鍍層,這樣便會加速鋅負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。