可充碱锰电池MnO2正极添加剂的研究进展

结合近年来可充碱锰(RAM)电池的发展,综述了碱性MnO2正极材料方面的掺杂改性研究;简要介绍了Bi、Ti和Pb等掺杂的MnO2正极的电化学性能及掺杂机理;展望了RAM电池的发展前景。     

纳米TiO2掺杂MnO2电极的电化学行为

采用醇水回流液相法制得锐钛矿型TiO2纳米粉体,将其用于MnO2电极的掺杂改性,并对改性样品进行了中等倍率浅度恒流放电、循环伏安等测试.结果表明:w(KOH)=40%电解质溶液中,加入最佳掺杂量w为2.8%的改性添加剂纳米A-TiO2后,MnO2电极放电容量提高20%左右.     

碱性固态Zn/MnO2电池研究

为解决碱性锌锰电池体系存在的电解液易泄露、加工封闭难等问题,利用溶剂浇铸法制备了PVA-KOH-H2O碱性固态聚合物电解质(ASPE),通过XRD、循环伏安及交流阻抗测试对ASPE样品进行表征.结果表明:ASPE具有良好的导电性(室温电导率达10-2S/cm)及较宽的电化学稳定窗口(相对于不锈钢电极,其电压稳定窗口为2.0 V).Zn|ASPE|MnO2模拟电池以1 mA恒电流放电至0.9 V,放电容量达210 mAh/g.     

碱性Zn-NiOOH/MnO2一次电池的性能研究

研制了以NiOOH与MnO2混合作正极活性物质、锌为负极的新一代实用碱性一次电池,弥补了目前广泛使用的碱锰电池大负荷放电性能不佳的缺陷。这种碱性Zn-NiOOH/MnO2电池1000mA大负荷放电至1.2V高压段的容量比碱锰电池提高了3.6倍,71!高温储存7d后,再放电至1.2V时容量保持率可达到73.8%,在室内储存1a后1000mA放电至1.2V的容量保持率还可达到85.6%。对这一新型电池在不同负荷下的放电容量和储存性能也进行了研究。     

纳米β-PbO2的制备及其对MnO2电极的改性

采用化学法制备纳米β-PbO2对MnO2电极进行掺杂改性。X射线衍射光谱法(XRD)、透射电子显微镜法(TEM)分析表征结果表明,以含Pb2 的偏酸性溶液[Pb(NO3)2水溶液或Pb(Ac)2水溶液]为铅源,以过量的高浓度碱性NaClO溶液为氧化剂,在5～10℃强力搅拌反应2h生成可溶性铅酸盐溶液,再加稀硝酸将溶液pH值调低至7.0左右即可制得粒径30nm左右、晶型完整的β-PbO2粒子。对用纳米β-PbO2掺杂改性的MnO2电极进行放电性能测试的结果表明,将5%～10%的纳米β-PbO2掺入到MnO2中制成的掺杂电极的放电容量较纯MnO2电极可提高60%以上,放电过程电位升高200mV以上。循环伏安测试结果表明,β-PbO2与MnO2的放电产物形成复合产物,改变了反应历程,在一定程度上抑制了电化学惰性物质Mn3O4的生成和积累,从而使MnO2电极的可逆性得到了改善。     

Zn/MnO2电池的电解质溶液

对Zn/MnO2 电池所用电解质溶液的发展及其导电性、杂质与净化和添加剂进行了讨论 ,并指出电池的放电特征主要取决于电解质的性质 ,建议对电池的放电特点加强宣传。     

化学改性MnO2纳米粉体的固相合成及性能

通过固相反应制备了单掺Pb、单掺Bi化学修饰MnO2 以及掺Pb和Bi化学修饰MnO2 纳米粉体样品。X射线衍射、透射电镜测试结果表明。所得样品主要为 β MnO2 ,粒径在 3 0～ 5 0nm之间。循环伏安以及循环充放电测试结果表明Pb、Bi的掺入改变了MnO2 的充放电机理。在其循环充放电过程中 ,掺杂物与MnO2 形成了一系列MnyPbx(y =4 ,3 ,2 ;x =0 ,2 )以及MnyBiz(y =4 ,3 ,2 ;z =0 ,3 )复合物 ,其共氧化与共还原抑制了电化学惰性物质Mn3 O4的生成和积累 ,使得改性MnO2 的放电容量及循环寿命得到了一定程度的改善     

纳米Bi-Ni氧化物改性碱性MnO2电极

采用固相合成法制备了纳米Bi-Ni氧化物,X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)测试表明,其组成为单斜晶型Bi2O3和菱形晶型NiO的混合氧化物,粒径界于15～45nm之间。将所制的纳米Bi-Ni氧化物对碱性MnO2电极物理掺杂改性,结合电化学测试结果,运用单纯形法这一多因素优化的数学方法,证明掺杂纳米Bi-Ni氧化物对MnO2电极的浅度放电容量没有提高作用,仅提高MnO2电极深度放电容量,其中,掺杂量小于5%(质量分数)时,改性MnO2电极恒电流(95mA·g-1)深度放电容量提高35%左右。     

复合正极材料Li2MnO3-LiMO2的研究现状

综述了锂离子电池复合正极材料Li2MnO3-LiMO2(M=Co、Ni和Mn)的研究进展;重点介绍了首次充放电过程中组成及结构的变化以及为改善首次充放电效率和倍率性能所进行的后处理.通过电化学活化、酸处理、表面包覆等方法处理后,该类材料的首次充放电不可逆容量可降低,倍率性能及循环稳定性可得到很大提高.     

化学共沉淀法制备超级电容器电极材料MnO2

采用化学共沉淀法制得无定形水合MnO2粉体用于超级电容器电极材料。X射线衍射(XRD)分析结果表明,该样品主晶相为a-MnO2·nH2O。以该粉体作为活性物质制成电极,考察了其电化学性能。循环伏安分析表明,电极在0.5mol·L-1Na2SO4溶液中,-0.2～0.9V(vs.SCE)电位范围内,表现出良好的电容性能,50次循环后其比容量稳定在160F·g-1。以5mA·cm-2电流对MnO2电极做恒流充放电测试,其比容量可达180.2F·g-1,经100次循环,比容量保持率在93%以上。     

提高碱锰电池大电流放电性能的研究

分析了碱锰电池大电流放电容量低的原因.从正极材料、负极材料、添加剂的选择及电池的重新设计等4个方面,对如何提高碱锰电池大电流放电性能进行了探讨.     

加快大型号碱锰电池发展的探讨

分析了R20S等普通锌锰电池污染环境、浪费资源,难以实现产业可持续发展的现状;探讨了我国大型号电池向碱性化发展的必要性,既是市场发展的必然结果,也是世界发展的趋势;从市场前景和无汞锌粉、电解二氧化锰、零配件以及设备的开发等方面,探讨了LR20等大型号碱锰电池逐步替代普通锌锰电池的可能性。     

碱锰电池放电后电压恢复的解释及应用

对放电结束后碱锰电池电压恢复的原因进行了解释。放电结束后,阴极的极化减轻。同时利用这一解释对电性能差的电池进行分析,并提出了改进措施。     

不同碱锰电池钢壳的SEM研究

用扫描电镜对采用不同材料、不同工艺生产的碱锰电池钢壳微观结构进行了分析,得到了能揭示不同碱锰电池钢壳微观结构差异的钢壳各部位断面和内外表面扫描电镜显微照片。结果表明:用镀镍钢带成型的碱锰电池钢壳内表面镀镍层分布均匀,而采用非镀镍钢带成型后电镀的钢壳内表面镀镍层从钢壳口部到顶部厚度迅速下降,顶部厚度甚薄;采用镀镍钢带成型时,钢带材料、成型工艺、设备对钢壳表面的状况均有较大的影响。它们之间的协调配合十分重要。     

碱锰电池的技术改进与提高

一次碱性锌锰电池在我国大批量生产后,特别是引进国外先进的生产设备和技术后,在逐步消化吸收的基础上,不断对碱锰电池进行改进,电池性能得到了提高。     

碱锰电池大电流放电性能的研究进展

从提高电池初始电压和降低电池内阻两方面综述了目前国内外碱锰电池大电流放电的研究进展.重点综述了降低电池内阻的主要措施:①提高正负极电导率;②优化配方设计;③使用添加剂.这些措施可降低电池内阻约10%.     

脉冲放电时碱锰电池电极电位的同步测定

通过在LR6电池正极开孔,以Hg-HgO电极为参比电极,KOH溶液为电解液,获得了普通碱锰电池和高功率碱锰电池在高功率放电过程中正、负极电位随时间的变化曲线.具有高功率放电性能的电池更好地抑制了电池脉冲电压降幅及其增大速率,尤其是在电池放电的中、后期,更好地抑制了正、负极电位下降(上升)的幅度及上升速率.     

碱锰电池沥青封口胶的改性

沥青封口胶的封口性能对碱锰电池的质量好坏有重要的影响,改善沥青的性能对提高电池的品质有重要的意义.通过在原料沥青中引入一些具有特殊性质的物质来增加其胶质的含量以达到改善其封口性能的目的.实验结果表明:通过改性,沥青的软化点、运动粘度、针入度明显增加;电池的恒电流放电结果表明:以改性沥青封装的电池的初始放电电压、放电时间、电容量均达到碱锰电池规定的技术标准.     

碱锰电池硬脂酸锌混合装置设计

就无汞碱锰电池正极润滑剂混合装置设计过程进行探讨,对工作原理进行了分析,对设计经验进行了总结,旨在提高其混合均匀率的工艺水平.