锌镍电池研究

针对锌镍电池容量下降快、循环寿命短等问题,进行了较为全面的研究和试验。探索了作为负极主要活性物质之一锌酸钙的几种不同制造工艺;并对不同工艺制造出的锌酸钙、锌酸钙不同的添加量对锌镍电池寿命的影响进行了循环伏安曲线测试和参数选择试验;同时还开展了几种不同隔膜对锌镍电池性能影响的对比试验;测试了试验电池的温度特性、功率特性、寿命等性能。并在此基础上,优选出锌酸钙的制备工艺、添加量、合适的隔膜以及适用于锌镍电池的镍电极材料、工艺,设计、开发出了比能量为80Wh/kg、循环寿命大于300周期的锌镍电池组。     

Na2HPO4添加剂对Zn—Ni蓄电池负极性能的影响

为提高Zn-Ni蓄电池的电化学性能通过物理混合的方法在锌负极活性物质中掺入Na2HPO4,并以恒电流充放电测试和循环伏安测试对比研究了不同Na2HPO4添加量对Zn—Ni电池充放电特性、内阻、放电容量、循环寿命和循环伏安性能的影响。实验表明：Zn—Ni电池锌负极中添加适量Na2HPO4可明显减少充放电极化和内阻,提高负极活性物质利用率,延长电池循环寿命、有利于锌负极上还原反应的进行。以在锌负极中添加1．0％wt-1．5％wtNa2HPO4的电池的电化学性能最佳。     

负极黏结剂对密封锌镍蓄电池性能影响

为改善密封锌镍蓄电池在多次充放电循环后锌负极的变形及脱粉问题,提高锌镍蓄电池的电化学性能,对其锌负极的黏结剂进行了研究。介绍了CMC＋PTFE、CMC＋SBR、HPMC＋SBR3种不同组分的黏结剂对锌负极的制备工艺和锌镍电池电化学性能的影响。研究发现：锌负极制备过程中采用适量HPMC＋SBR黏结剂可明显提高锌负极浆料的分散性,促进负极中活性物质的均匀分布,减少锌负极浆料在制浆和涂浆过程中的结团现象,增加锌负极在干燥后的柔软性及弹性,极大地减少了多次充放电循环后锌负极的变形及脱粉,提高了电池高温存储性能,延长了电池循环寿命。     

无机缓蚀剂对锌负极性能的影响

通过对密封圆柱形锌镍电池进行充放电测试,考察了在锌负极中添加In2O3、Bi2O3和SnO等无机缓蚀剂对电池性能的影响.结果表明:在锌负极中添加无机缓蚀剂可以促进锌的均匀沉积,缓解了锌电极的形变,改善了锌镍电池的充放电性能,延长了循环寿命.同时添加3种无机缓蚀剂的锌镍电池,经过95次循环,放电容量为246.54 mAh.     

负极活性物质锌酸钙的电化学性能

用机械振荡法制备了Zn-Ni二次电池负极活性物质锌酸钙[Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O],并研究了电化学性能.模拟电池可循环950次,循环500次后容量比第5次循环仅减少25%;Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O在循环后期分解出ZnO.以Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O为负极活性物质的Zn-Ni二次电池循环寿命长,可逆性较好,电极性能稳定.     

添加ZnSO4对Zn-Ni电池锌负极性能的影响

在锌负极活性物质中添加ZnSO4,用恒流充放电法研究了ZnSO4添加量对Zn-Ni电池性能的影响.添加适量ZnSO4可减少电池的内阻和内阻增大速度、提高负极活性物质利用率、延长电池循环寿命;添加1.0%对提高负极材料利用率的效果最明显;添加2.0%对减少电池内阻和延长电池循环寿命最有效;但ZnSO4的添加量不宜过大.     

锌镍电池负极放电产物X射线衍射研究

用化学方法合成了化学组成为Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O的锌酸钙,并用X射线衍射进行了证实。用机械的方法制备了氧化锌和氢氧化钡的混合物,并将锌酸钙和锌钡混合物作为锌负极活性物质,组装成模拟锌镍电池,采用X射线衍射研究了负极活性物质放电产物的物质形态变化和放电产物中各物相量的变化趋势。实验结果表明:锌负极活性物质为锌酸钙时,锌负极放电产物氧化锌部分地与氢氧化钙复合成锌酸钙。锌负极活性物质为氧化锌和氢氧化钡混合物时,氢氧化钡与溶于电解液中的二氧化碳复合成碳酸钡,氧化锌不能与氢氧化钡复合,很快溶于碱性电解液中。     

锌镍电池负极X射线衍射研究

用化学方法合成了化学组成为Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O的锌酸钙,并用X射线衍射进行了证实。用机械的方法制备了氧化锌和氢氧化钡的混合物,并将锌酸钙和锌钡混合物作为锌负极活性物质,组装成模拟锌镍电池,采用X射线衍射研究了负极活性物质放电产物的物质形态变化和放电产物中各物相量的变化趋势。X射线衍射结果表明锌负极活性物质为锌酸钙时,锌负极放电产物氧化锌部分地与氢氧化钙复合成锌酸钙。锌负极活性物质为氧化锌和氢氧化钡混合物时,氢氧化钡与溶于电解液中的二氧化碳复合成碳酸钡,氧化锌不能与氢氧化钡复合,很快溶于碱性电解液中。     

丙三醇对Zn-Ni电池性能的影响

研究了丙三醇添加量对锌负极的制备工艺以及Zn-Ni电池电化学性能的影响.添加适量的丙三醇,可减少锌负极在制浆和涂浆过程中的团聚现象,增加锌负极在干燥后的柔软性,减少负极脱粉,促进负极活性物质的均匀分布;加入少量丙三醇(0.2%～0.3%),可降低Zn-Ni电池在充放电循环后期的内阻,提高电池的充放电效率,延长电池的寿命.     

锌镍一次电池的研制与实效试验

用Zn作负极,自制NiOOH作正极活性物质,制作成圆柱形AA型Zn/Ni一次电池。500mA恒电流放电至1 10V约2h,为碱性Zn/MnO2电池的2倍。用于遥控玩具汽车中,当电流I≥450mA,锌镍电池的放电性能为碱锰电池的2 5～3 5倍;在电流I≥500mA情况下运转为碱锰电池的6倍。在数码相机中使用,锌镍电池拍摄次数为碱锰电池的4～5倍。     

MH-Ni 电池中正极材料的应用基础研究

主要研究了含钴添加剂对Ｎｉ（ＯＨ）２活性及结构的影响。对Ｎｉ（ＯＨ）２进行Ｘ射线衍射结构分析（ＸＲＤ）表明，含添加剂Ｎｉ（ＯＨ）２的晶体有序性差，含更多的晶格缺陷。由热重分析（ＴＧＡ）表明，含添加剂的Ｎｉ－（ＯＨ）２晶格中含有结晶水，其电化学活性的提高与此有关。用循环伏安法对粉体Ｎｉ（ＯＨ）２电极在ＫＯＨ水溶液中进行了研究，结果表明，添加剂能改善电极反应的可逆性。     

碳酸铅作为铅酸蓄电池电极材料的研究

根据我国已制定的攀登计划项目中关于方铅矿碳酸化转化的清洁炼铅的思想,为探讨从碳酸铅直接生产铅酸蓄电池的可行性,采用粉末微电极技术和循环伏安法研究了ＰｂＣＯ３ 转化为铅酸蓄电池电极活性物质的途径。结果表明,在不加入任何添加剂的情况下,微电极中ＰｂＣＯ３ 粉末在Ｈ２ＳＯ４ 溶液中经化学转化－ 电化学活化后,正、负极的伏安行为与文献报道的铅电极上的类似,可见,以ＰｂＣＯ３ 为电极材料制造铅酸蓄电池电极是可行的。此外,还研究了几种因素对ＰｂＣＯ３ 转化的ＰｂＳＯ４／Ｐｂ 电极性能的影响     

锌单晶体(002)和(100)晶面的电化学行为

用塔菲尔曲线外推法、循环伏安法以及充放电法分别研究了锌多晶体电极、锌单晶体(002)晶面电极和(100)晶面电极在6.0 mol/L的KOH溶液中的电化学行为.结果表明:在6.0 mol/L的KOH溶液中,锌多晶体电极、锌单晶体(002)晶面电极和(100)晶面电极的腐蚀速度依次减小;锌单晶体电极可逆性更优;充放电循环过程中,在锌多晶体电极表面比锌单晶体电极表面更易生长枝晶.     

锂镍氧化物的合成和电化学行为研究

通过不同原材料、温度、时间、气氛、流量等的控制来合成ＬｉＮｉＯ２和ＬｉＮｉ１－ｘＭｘＯ２，通过氧化还原滴定、Ｘ射线衍射等方法分析确定了各种合成物的结构和其中镍元素的价态；并通过充放电特性曲线和循环伏安等方法研究了合成物质的电化学行为。在空气中只能得到Ｌｉ２Ｎｉ８Ｏ１０相，只有在Ｏ２气氛下才能得到ＬｉＮｉＯ２相，虽然并非所有的ＬｉＮｉＯ２相都具有电化学活性。本文合成的ＬｉＮｉＯ２放电容量可达１３０ｍＡｈ／ｇ。文中还研究了镍锰及镍钴混合价控制电极，指出其具有良好的可逆性或较高的放电电位段。研究了ＬｉＮｉＯ２－ＧＩＣｓ电极，它具有极好的可逆性、平稳的放电电压和较大的扩散系数。最后，本文对镍的氢氧化物和锂氧化物的结构和电化学特性作了对比研究，以期对镍氧化物电极有较深刻的认识。     

Zn/V_2O_5水相二次电池的充放电特性

利用伏安法和循环充放电实验研究Ｚｎ／ Ｖ２Ｏ５ 水相二次电池的性能。实验结果表明,电池放电时具有两个步骤。在一定的放电深度范围内,电池具有较好的循环充放电可逆性。电池的最大比容量可达１１０ ｍ Ａｈ／ｇ 。     

镍电极电化学性能研究——电镀钴层和添加二氧化锰的影响

通过充放电曲线和交流阻抗谱的测定及循环伏安试验 ,探讨了添加二氧化锰和在镍箔上电镀钴层对氢氧化镍粉末压制的镍电极性能的影响。结果表明 ,镍箔上的镀钴层在充电过程中可被氧化为导电性良好的CoOOH ,为氢氧化镍粒子与镍基体之间提供良好的电子通道 ,CoOOH也可通过迁移、扩散 ,在氢氧化镍粒子之间提供良好的电子通道 ,从而降低电极的扩散电阻 ,增加其质子导电性 ,提高Ni(OH) 2 /NiOOH的氧化还原可逆性 ,提高活性物质的利用率及镍电极的放电容量 ;而二氧化锰和钴镀层的协同作用可进一步提高电极的扩散传质性能 ,显著提高其容量和容量保持率     

准中性锌空气电池的研究

采用循环伏安和线性电流扫描等电化学方法系统研究了NaCl、KCl、NH4Cl、(NH4) 2 SO4等电解质溶液对锌电极和空气电极电化学行为以及锌空气电池放电特性的影响。电极电势和电池电压表明NH4Cl电解质特性相对较好 ;而且添加适量KCl既有利于提高电池的工作电压 ,又能减小锌电极的自腐蚀 ;4mol/LNH4Cl 1mol/LKCl是一种放电性能较好的锌空气电池用准中性电解液     

超声技术制备PANI/CNTs/NiO复合材料及其电容性能

采用超声技术以对甲苯磺酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂制备PANI/NiO/CNTs三元复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对材料的表面形貌和结构组成进行表征,通过循环伏安、恒流充放电及交流阻抗测试对电极材料的电化学电容性能进行研究。结果表明:PANI/NiO/CNTs三元复合材料改善了NiO电极材料的充放电可逆性和电容性。当质量比为m(PANI)∶m(NiO)∶m(CNTs)=80.5∶19.5∶2.7时,具有良好的充放电可逆性,在2 mol/L的KOH溶液中,以1.65 A/g电流密度放电时,比电容可达156 F/g     

全铬液流电池的电性能研究

介绍了以铬元素体系为基础制备的液流铬电池。用铬酸酐和硫酸配制正极电解液,以硫酸铬和硫酸配制负极电解液,并对实验室液流全铬电池进行了充放电实验。结果表明,全铬液流电池容量大约是传统Fe-Cr液流电池的6倍。对不同表面特性的碳棒电极进行了实验,表明热处理工艺并不能提高碳棒电极上电化学反应的可逆性,而经过重铬酸钾处理的碳棒电极不但电化学反应的可逆性有一定程度提高,而且在充放电过程中腐蚀程度显著降低。     

添加剂Na2CO3对石墨电极性能的影响

在电解液1 mol/L LiPF6/EC+DMC中加入碳酸钠(Na2CO3),通过SEM、循环伏安和电化学阻抗谱分析,研究了Na2CO3对石墨电极的影响。添加饱和Na2CO3,可促进在石墨电极表面形成更稳定的固体电解质相界面(SEI)膜,抑制循环过程中电解液的进一步还原分解,增进Li+嵌脱过程的可逆性,改善石墨电极的电化学性能。