添加劑對(duì)鋅鎳二次電池性能的影響.pdf

1、本論文從鋅鎳電池的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀出發(fā),論述了鋅鎳電池的工作原理、特點(diǎn)以及應(yīng)用層面,闡述了電極的反應(yīng)機(jī)理、電解液的組成及影響,之后偏重對(duì)鋅鎳電池存在的問(wèn)題進(jìn)行了表征和原理解析,并進(jìn)一步提出相應(yīng)的解決途徑。文中對(duì)鋅電極添加劑和電解液添加劑、電池工藝設(shè)計(jì)方面對(duì)鋅鎳電池電化學(xué)性能的影響通過(guò)恒流充放電、大倍率放電、自放電、形貌表征及CV、EIS測(cè)試、極化曲線等測(cè)試手段進(jìn)行了考查。
　　 在鋅負(fù)極中添加不同的電極添加劑表明聚丙烯酸鈉可改善漿

2、料的分散均勻性,減少顆粒團(tuán)聚;可減輕充放電極化,降低電池內(nèi)阻,提高活性物質(zhì)利用率,延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命。同時(shí),對(duì)比組實(shí)驗(yàn)表明向鋅負(fù)極中添加0.3％-0.5％PAAS時(shí),鋅鎳電池具有相對(duì)更好的電化學(xué)性能;但是其荷電保持率不佳。
　　 而添加木質(zhì)素磺酸鈣的鋅鎳電池在電化學(xué)性能方面有明顯的提高:儲(chǔ)存期的荷電保持率,高容量保持率(90％)的循環(huán)次數(shù),大電流放電性能。通過(guò)極化曲線及交流阻抗測(cè)試獲知鋅鎳電池中在鋅電極添加的木質(zhì)素磺酸鈣是一種陰

3、極型緩蝕劑,通過(guò)抑制析氫來(lái)達(dá)到緩蝕的效果;EIS測(cè)試結(jié)果表明含添加劑的鋅電極有更高的電導(dǎo)率即電解液和集流體間的接觸電阻減少利于電荷轉(zhuǎn)移。
　　 對(duì)不同的電解液添加劑的研究表明:硼酸添加劑雖增大了溶液內(nèi)阻但是因其有抑制鋅電極鈍化的作用在循環(huán)穩(wěn)定后期開始發(fā)揮作用,有著更高的荷電保持率,從而有更優(yōu)的循環(huán)性能;而進(jìn)一步的添加量對(duì)比實(shí)驗(yàn)可知0.15mol/L的硼酸添加量的電池有較優(yōu)異的電化學(xué)性能。
　　 對(duì)鋅鎳電池接觸電池殼內(nèi)壁的

4、鋅負(fù)極表面進(jìn)行絕緣膜半包處理的電池,隨著鋅負(fù)極的利用率下降,開始體現(xiàn)更平緩的放電容量曲線;密封鋅鎳電池針對(duì)AA450mAh的電池采用55mm正極片,提高了大倍率放電的平臺(tái)電壓;電池的循環(huán)壽命更長(zhǎng),放電容量下跌更平穩(wěn);
　　 通過(guò)同組電池其內(nèi)阻、中值電壓與電池容量之間關(guān)系的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)電池的充電中值電壓、放電中值電壓分別與電池容量曲線的大體趨勢(shì)相反、一致;而充放電過(guò)程中的內(nèi)阻變化則預(yù)示了電池容量的可能出現(xiàn)的波動(dòng)。
　　 通過(guò)

5、前文實(shí)驗(yàn)中的經(jīng)驗(yàn)整合獲得的電池經(jīng)過(guò)28天常溫儲(chǔ)存開路電壓為1.695V;而經(jīng)歷211次循環(huán)后還有初容的82.9％。將此嘗試應(yīng)用到其它容量段的AA電池中,獲得了設(shè)計(jì)容量為550mAh的電池初容為532.5mAh,經(jīng)過(guò)149次循環(huán)后容量為405.6mAh,即容量保持率為73.7％;650mAh電池經(jīng)過(guò)165次循環(huán)后的容量保持率為73.4％;750mAh電池則經(jīng)過(guò)179次循環(huán)后為初容的75.9％;1000mAh電池則經(jīng)過(guò)124次循環(huán)后為初容的