水系锌离子电池锌负极的研究进展

水系锌离子电池由于其高安全性、环境友好、低成本和高能量密度而成为大规模储能应用中最有前途的系统之一。与水系锌离子电池正极材料的大量研究相比,改善锌负极电化学性能的研究仍处于起步阶段。由于枝晶生长、自腐蚀和不可逆副产物的形成,锌负极面临循环性差和库仑效率低等挑战。为了弥补水系锌离子电池中锌负极的固有缺陷,近年来已经开发了一些有效策略,如负极和电解液之间的界面修饰、锌负极的结构设计以及电解液设计。介绍了锌负极的最新研究进展,对水系锌离子电池未来的研究和发展方向进行了展望。     

锌离子电池负极锌枝晶抑制的研究进展

近些年来,因为含有水电解液的锌离子电池（ZIBs）具有高安全性、环境友好性、低成本和高能量密度等优点而受到研究人员越来越多的关注。然而,锌离子电池负极的不稳定性阻碍了ZIBs在实际应用中的可靠部署。主要针对ZIBs负极存在的锌枝晶问题,先简单介绍了ZIBs的基本知识以及锌枝晶的发展。然后介绍了锌枝晶的形成和生长机理,并对锌枝晶的抑制策略从锌负极、电解液和隔膜三个方面在近年来的研究进展进行了综述。最后对锌枝晶抑制的三个方面进行了总结,并对未来在ZIBs负极锌枝晶抑制方面的研究方向进行了展望。     

低温等离子体改性碳布用于水系锌离子电池负极

用低温等离子体改性碳布构建了具有长寿命的水系锌离子电池三维结构负极。负极表面疏松多孔的沉积层有利于电解液的渗入提高锌的利用率,且能够在充放电过程中容纳锌从而实现抑制锌枝晶延长电池使用寿命的目的。使用该负极组装的对称电池的寿命从360 h提高到480 h,与活性炭正极组装的全电池在1 A·g^-1的电流密度下循环800圈后的容量保持率为70%,远高于未经处理的20%。     

可充锌空气电池关键问题研究进展

可充锌空气电池具有能量密度高、资源丰富、价格低廉、反应活性物质绿色无污染等特点,被认为是一种有巨大市场前景的新一代电池,但可充锌空气电池存在的问题严重制约了其发展和商业化进程。因此,本文综述了可充锌空气电池锌阳极枝晶生长、形变、钝化、析氢腐蚀、电解质挥发和碳酸盐沉淀5个关键科学问题的研究进展,并展望了未来关于这些关键科学问题解决的切入点,对开发高效、耐久可充锌空气电池具有重要指导意义。     

本征安全水系锌离子电池的新进展：锌负极晶面调控

水系锌离子电池环境友好、成本低廉,是一种极具发展潜力、本征安全的电化学储能技术。对于实用化的锌离子电池,负极端金属锌的不均匀沉积所引起的枝晶问题会导致电池短路,严重限制了电池的循环寿命,是这种新型电池走向产品化的重要瓶颈。构建（002）晶面择优取向的锌负极被认为是抑制枝晶生长、提升电极库仑效率的有效手段。回溯近期有关金属锌负极的研究,本文首先概述了金属锌的电极过程和沉积形貌的影响因素,基于此从基底设计、涂层设计、电解液设计三个方面,着重总结了（002）晶面择优取向锌负极的设计策略和作用原理,最后展望了（002）晶面择优取向金属锌负极面临的挑战和未来发展方向,特别指出应在面向实用化锌离子电池的条件下评估金属锌负极的电化学性能和改性效果。     

锌金属可充电电池研究现状及展望

金属锌凭借高比容量、高丰度、环境友好性和经济性,被认为是一种电池负极材料的理想候选者。然而,锌金属负极本身存在的枝晶、形变、钝化及自腐蚀问题限制了锌金属可充电电池的发展和应用,根源在于锌与水基电解质热力学不稳定。研究表明,锌复合负极、表面处理、三维电极结构以及电解液添加剂和电解液体系探究可以有效缓解上述问题。从锌负极设计和电解液优化2方面整理总结了近年来报导的相关工作,并结合最新提出的新型可逆锌基储能体系,对下一步锌二次电池发展做出展望。     

二次电池中金属锂负极沉脱机理研究进展

金属锂负极是下一代高比能二次电池备受关注的负极材料,以金属锂为负极的锂金属电池具备极高的理论能量密度,但其仍存在充放电循环效率低、电池寿命短等问题。要实现高能量密度高安全性的锂金属电池的合理设计和优化,需要对金属锂负极中锂金属沉积脱出过程的离子输运、电子输运、界面反应等机制机理有清晰的认识。本文针对金属锂负极中存在的枝晶生长、死锂形成、固体电解质界面膜作用等机理问题,综述了研究者们在其沉脱机理的模型与理论计算、实验研究等方面做出的诸多研究进展,为锂金属电池的合理设计提供了更全面的机理认识。     

锂离子电池负极材料钛酸锌锂的研究进展

报道了钛酸锌锂材料研究现状。对钛酸锌锂的结构与性能、合成方法和改性方法进行阐述。最后对钛酸锌锂负极材料进行总结和展望。     

聚合物电解质在锌离子电池中的研究进展

锌离子电池（ZIBs）具有环境友好、高安全性和低成本等优势,然而,锌负极的枝晶生长和水系电解质的固有挑战（如水分解反应、水蒸发和电解质泄漏）使其在实际使用中循环稳定性较差。聚合物电解质拥有较低的水含量和较高的弹性模量,能够有效克服上述挑战。本文基于聚合物电解质的基本原理,综述了聚合物电解质在ZIBs中的研究进展,介绍了近年来用于改善固态聚合物电解质电化学性能及力学性能的各种策略,分析对比了不同策略的作用机理及应用进展。阐述了凝胶态聚合物电解质在ZIBs的应用及功能性凝胶电解质的研究现状,展示了其在柔性智能电子设备的应用前景。最后,本文就开发基于聚合物电解质的高性能ZIBs提出挑战,如离子导电性与机械强度不足、界面问题及功能单一等,并提出了克服这些挑战的展望,以期为ZIBs中聚合物电解质的研究提供参考和借鉴。     

碳材料改性锌负极的复合锌离子电池电化学性能的研究

采用涂布法分别将碳纳米管(CNT)和氧化石墨(GO)涂布在铜箔(Cu)上制成Cu/CNT和Cu/GO复合集流体,随后在复合集流体表面电沉积锌(Zn)制成Cu/CNT/Zn和Cu/GO/Zn复合电极作为锌负极,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察微观形貌。结果表明,可以发现锌在两种复合集流体上均为不规则片状,且由于氧化石墨的尺寸大于碳纳米管,其表面的锌片尺寸也略大于碳纳米管表面的锌片尺寸。在电流密度为0.5 mA/cm²的循环测试中,Cu/CNT/Zn||Cu/CNT/Zn复合对称电池保持极化电压在0.02 V以内正常运行了50 h,而Cu/GO/Zn||Cu/GO/Zn复合对称电池保持极化电压在0.04 V以内正常运行了160 h。在全电池的电化学性能测试中, MnO_2||Cu/CNT/Zn和MnO_2||Cu/GO/Zn复合锌离子电池均表现出高于MnO_2||Zn电池的容量。     

环保型镀锌层钝化工艺研究概况

综述了国内外关于镀锌层钝化的研究工作,主要涉及目前研究较多的几种低毒或无毒钝化工艺,如三价铬钝化,钼酸盐钝化,钨酸盐钝化,稀土盐钝化,钛盐钝化,硅酸盐钝化和有机类化合物钝化等。分别介绍了各种钝化工艺的特点及研究概况,指出了镀锌板无铬钝化的发展方向和前景。     

锌电积用惰性阳极材料的研究现状及发展趋势

综述了锌电积用惰性阳极材料的研究现状,着重阐述了锌电积用惰性阳极材料研究的主要改进方式:新型基体的使用,脉冲电镀和复合电镀技术的运用,梯度惰性阳极的制备,以及表面层掺杂.展望了未来锌电积用惰性阳极材料的发展趋势.     

锂离子电池Sn-Co合金负极材料的研究进展

锡基合金有望替代碳成为新一代高容量锂离子电池的负极材料。Sn-Co合金是研究最为广泛的锡基合金负极材料之一,但该材料存在首次不可逆容量大、循环稳定性差等问题,限制了其实际应用。Sn-Co合金的电化学性能主要受Sn/Co比例、活性材料结晶形态、颗粒尺寸和电极结构等因素影响,纳米材料可提高电极循环稳定性,但易导致较大的首次不可逆容量,而多孔结构的Sn-Co活性材料或多孔结构的电极集流体,有利于电极综合性能的提高。Sn-Co合金中引入碳可明显改善电极的循环容量和循环稳定性。同时综述了Sn-Co合金负极材料的制备方法及其优缺点,并对锡基合金负极材料的发展方向进行了展望。     

锂离子电池锡基负极材料的研究进展

锡基负极材料与碳负极材料相比,具有容量密度高,安全性好等优点,成为动力锂离子电池用新型负极材料研究的热点之一。本文综述了近年来国内外针对锡基材料首次不可逆容量高、循环性能差等问题所进行的改性研究,分别从材料的制备方法、组成结构及电化学性能等方面进行比较分析,并对锡基负极材料的进一步研究、发展应用予以展望。     

Electrolytic recovery of zinc from zinc ash using a catalytic anode

The process of galvanisation of steel generates zinc ash as the waste product, thus creating pollution problems. The recovery of zinc metal from zinc ash, with a zinc content of about 76% by leaching and electrowinning has been studied. The presence of chloride has been identified as the major problem area. A catalytic anode based on iridium dioxide (IrO₂) was used as the anode material to overcome this problem. Catalyst loading was kept at an economically acceptable level. The catalyst's stability, energy consumption and efficiency of zinc recovery are discussed. The service life of the IrO₂ active coating has been established by an accelerated polarisation test. The zinc deposit recovered from the zinc ash has been examined by X‐ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Copyright © 2004 Society of Chemical Industry     

超塑锌铝合金铬酸盐钝化改进工艺

针对钝化试样表面的白雾现象,在原有工艺的基础上,增加了锌盐掩蔽工序,改进了锌铝合金铬酸盐钝化工艺。改进后的工艺操作简便、设备简单、流程稳定、产品质量可靠,不仅适用于锌铝合金制件室内装饰及防护,而且可作为锌铝合金涂覆的前处理。采用该工艺处理锌铝合金,其耐蚀性和外观得到改善,基体与涂层间的结合力增强。介绍了各工序的工艺条件和操作要点,对该工艺的使用推广和现场生产具有指导意义。     

锌负极材料手性多孔磷酸锌钠的 制备及其电化学性能研究

采用固相法制备手性磷酸锌钠,通过XRD和TEM对所制样品做了表征。结果表明,产物属六方晶系P6122空间群,且具有多孔结构。电化学方法测试表明,手性多孔磷酸锌钠具有良好的电化学反应活性,多次循环后氧化还原峰基本重合,其放电中值电压随着循环次数的增加而提高,经过100次充放电循环其比容量稳定在 170 mA·h/g左右。其良好的电化学稳定性主要得益于磷酸锌钠的多孔结构,提高了电极反应的有效面积,降低了电极极化。     

四酸型镀锌层军绿色钝化工艺

提出了一种镀锌层四酸型军绿色钝化工艺。研究了钝化液中4种酸的含量和钝化时间对钝化膜外观和耐蚀性的影响。确定最佳工艺条件为:CrO36g/L,H3PO42mL/L,H2SO42mL/L,H3NO33mL/L,温度25℃,pH1.5,钝化时间100s。所得钝化膜为光亮的军绿色,耐蚀性较镀锌层好。     

锂离子电池二硫化钼基负极材料研究进展

锂离子电池以其便携、无记忆效应、循环寿命长等特点广泛应用于移动电子设备、电动汽车等领域。负极材料的改进是制备新型高性能锂离子电池的重要环节。具有类石墨烯结构的二硫化钼是极具发展潜力的锂离子电池用负极材料。但纯二硫化钼导电性差、充放电过程中体积膨胀率高,导致其可逆容量低、容量保持率差。复合化与纳米化是解决上述问题的有效途径。综述了近年来用于锂离子电池负极材料的二硫化钼基复合材料研究进展,重点介绍了二硫化钼/碳和二硫化钼/过渡金属化合物体系的形貌特征、比容量、循环稳定性等,并对二硫化钼基负极材料的发展趋势进行了展望。     

铜电积用惰性阳极材料的研究现状

根据基体材料的不同,综述了国内外铜电积用惰性阳极材料的研究现状,重点阐述了铅及铅合金阳极、铅基涂层阳极、钛基涂层阳极等的制备、电化学性能及优缺点。