刮浆式锌电极制备工艺研究

选用羟丙基甲基纤维素(HPMC)作为粘结剂,PbO或一种混合添加剂(A)为代汞添加剂,并按某型大功率锌银蓄电池XYG78锌电极参数对刮浆式锌电极制备工艺进行了研究。结果表明,代汞添加剂先在混合锌粉中分散均匀后制备的锌浆粘附性及流动性较好;上浆量与刮刀间隙有关,与导电骨架关系不大;烘干温度过高或行进速度过慢时,锌活性物质容易脱落,最佳烘干温度为T1-T2-T3,行进速度为94 cm/min。采用该工艺制备的锌银蓄电池XYG78在208 mA/cm2的电流密度下放电,平均电压可达1.30 V以上。     

电沉积锌电极在大功率蓄电池中的应用研究

研究了不同电解液浓度、电沉积电流密度等条件对电沉积锌电极性能的影响,并在此基础上,选择出锌电极组装成试验电池进行充放电测试,考察了电沉积锌电极的实际工作性能。通过实验得出:采用ZnO饱和的密度为1.20 g/cm3的KOH水溶液作为电解质溶液,电沉积电流密度为100 mA/cm2时,电沉积出的锌电极可以应用于大功率锌系列蓄电池。     

干荷电式锌空气电池锌电极添加剂的研究

为了提高金属锌电极在干荷电式锌电池中的利用率和改善电池的电性能,采用辊压法制备了以乙炔黑和羧甲基纤维素钠(CMC)混合物为添加剂的多孔锌电极。通过恒流放电测试、阳极极化曲线测试、交流阻抗测试和扫描电镜分析等方法对锌电极的电性能进行了分析研究。结果表明,添加了乙炔黑和羧甲基纤维素钠混合物的多孔锌电极在75mA/g的放电电流密度下,其放电比容量从原来的362mAh/g提高到了566mAh/g;加入这些添加剂,降低了电极的电荷迁移阻抗,而且使得锌电极表面的钝化产物变得细小,保持了电极多孔性质,延迟了锌的钝化。     

刮浆式锌负极初步研究

采用了一种新型锌负极制备工艺——刮浆工艺制备锌负极,该工艺不仅可以实现电极的连续生产,而且可以制备均匀一致的薄型电极。选用羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、聚乙烯醇(PVA)四种材料作为负极粘结剂,研究了粘结剂种类对刮浆工艺的影响,同时对刮浆式锌电极的电化学性能进行了测试。试验结果表明,采用HPMC或HPMC与PVA混合作为粘结剂,并加入少量淀粉溶液,可以合成与导网具有较好粘附性的锌浆,实现连续刮浆,制备出均匀一致的锌电极。电性能测试结果表明,刮浆工艺制作的锌电极可以满足大功率锌银电池的性能要求。     

电沉积锌电极的性能

研究了不同电解液种类、不同添加剂对电沉积锌电极性能的影响,考察了电沉积锌电极的大功率工作性能。通过实验表明:采用ZnO饱和密度为1.25g·cm-3的KOH水溶液作为电解质溶液,选用添加剂Ⅰ,当电沉积电流密度为100mA·cm-2时,电沉积出的锌电极可以在大功率锌银蓄电池中应用。实验电池以240mA·cm-2放电,循环7周期,活性物质利用率达到54%。     

碱性锌空气电池用活性锌粉的研究

采用电沉积法,通过控制电沉积工艺的参数,制备出树枝状的活性锌粉;活性锌粉具有高比表面积(0.168 m2/g),粒度分布均匀.用滚压法将活性锌粉制作成薄膜锌电极,并组装成碱性锌空气电池,进行电极性能测试.恒流放电实验表明:活性锌粉的利用率达到71.3%,放电比容量达到588.8 mAh/g.     

过氧化银电极制备和电性能研究

采用涂布法制备厚度0.2 mm的薄型过氧化银(AgO)电极,采用化学滴定和扫描电镜(SEM)对电极材料的组成和形貌进行表征,并探索了最佳的浆料配比和电极制备工艺。采用该电极组装锌银电池单体进行电性能测试,结果表明单体放电性能能够满足一般锌银电池的放电要求,在2 A放电电流(5 mA/cm~2)下,平均电压在1.5 V以上。在100 A脉冲放电电流(264 mA/cm~2)下,电压不小于1.172 V,显示出良好的倍率放电性能。     

基于锌空气电池锌电极放电容量的研究

提高锌电极放电容量是研究锌空气电池储能的重要项目。在不增加碳电极面积的前提下,通过改变锌电极的放电模式、更换放电过程中的电解液、掺混(碎海绵、电解锌)等方法提高锌电极的放电容量。实验表明:掺混碎海绵、间歇放电模式、定时更换电解液均可使锌电极放电效率增加;电解锌的掺入使单位碳电极面积下锌电极极限厚度增加,锌电极的极限添加量增加。研究结果表明:扩散是锌电极反应的重要步骤,间歇放电模式为反应产物扩散提供时间,掺入碎海绵、定时更换电解液为反应产物扩散提供场所;纯电解锌放电因颗粒小,电子传递环节多,放电功率低;电解锌与锌粉混合,在反应过程中大颗粒的锌粉与电解锌逐个激化,此起彼伏,达到一种间歇模式,同时电解锌在锌电极中起到活性因子和造孔剂的作用,提高了单位碳电极面积的锌电极厚度。     

碱性锌空气电池的研究进展

碱性锌空气电池具有比能量高、工作电压平稳、原材料廉价易得等优点 ,是实用化研究的目标。但此电池放电电流密度低 ,且电池性能受外界环境影响大 ,使其应用和发展受到了极大的限制。对近年来国内外在氧还原电催化剂、空气电极结构、空气预处理技术及锌电极结构方面的研究进展、发展前景进行了讨论。     

球磨方法对氧还原催化剂性能的影响

采用滚动球磨、行星式球磨和摇摆振动球磨等方法,制备了碳载二氧化锰氧还原催化剂,并组装了锌空电池。用扫描电镜(SEM)对催化剂和催化膜形貌进行了表征,以恒流法检测了空气电极的极化行为和锌空电池在室温下的放电性能。采用摇摆振动球磨方法制备的碳载二氧化锰催化剂具有优良的氧还原催化性能,当电位为1.1 V(vs.Zn)时,空气电极电流密度达到226 mA/cm2;终止电压为1.0 V时,锌空电池比能量可达427 Wh/kg。     

合金元素对锌电极电化学行为的影响

利用线性电位慢扫描法,分别测定了Al、Bi、Ca、In与Zn构成的合金电极在碱性电解液中的极化曲线;利用收集气体和恒阻放电的方法,测定了Zn-In-Bi-Al和Zn-In-Bi-Ca合金电极的析气行为和放电性能.结果表明:Al、Ca和In可提高锌阳极溶解的交换电流密度;Ca、Al、Bi可降低锌表面析氢的交换电流密度,并使锌电极在碱性溶液中的稳定电位负移.Zn-In-Bi-Al和Zn-In-Bi-Ca可提高锌电极的综合性能,且Zn-In-Bi-Ca更好.     

自激活Zn/AgO电池的电极制备与性能

采用涂膏-压制法制备了快激活Zn电极、AgO电极,研究了粘结剂对电极电性能的影响.锤击实验、SEM、激活时间与放电性能分析表明:以8％ VAE作粘结剂时,制备的Zn电极、AgO电极能承受5.98×104 g加速度的冲击.电极空载激活时间均达8.5 ms,单体电池负载激活时间为76.5 ms,以98.30 mA/cm2的...     

2.7V/1500F聚合物电容器制备与性能

以中间相沥青为前驱体,以KOH和CO2为活化剂,采用物理—化学联合工艺制备了高比表面积的超级电容器用活性炭电极材料;以所制备的活性炭为电极材料制备了2.7V/1500F聚合物超大容量电容器,并对其充放电特性、容量、内阻、循环性能、漏电流、安全性能进行了测定。实验结果表明:所制备的活性炭为电极材料制成的碳基超级电容器,其充放电曲线表现出良好的电容特性,实际容量可达1 670F,活性物质的克容量为110.6F/g,电容器内阻在6mΩ以下;在大电流放电条件下,电容器的能量密度可达5.96 Wh/kg,5 000次循环后容量无明显的衰减现象。过充、短路、挤压和针刺四项安全测试测试结果良好。     

CoO对低钴贮氢电极电化学性能的影响

介绍了采用傅立叶红外光谱、X射线衍射、循环伏安、交流阻抗方法研究CoO对低钴贮氢合金电化学性能的影响。结果表明,随着活化次数的增加,放电中值电压逐渐增大,出现第二放电平台,使放电容量进一步提高。1C放电时,放电电压和放电容量分别提高170mV和10.5 mAh/g;10C放电时,高倍率放电性能提高21.7%。CV表明,随着扫速的加快,电极的氧化、还原峰位差逐渐加大,可逆性降低,反应向Co生成的方向进行;EIS表明,添加CoO降低了合金电极接触电阻和电荷传递阻抗,改善了电化学反应活性。     

熔融温度对IBC合金性能的影响

采用阳极极化、恒流放电和析气等方法,研究熔融温度对IBC系锌合金电极和锌合金粉电化学性能的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)对不同熔融温度条件下制备的IBC系锌合金粉进行形貌观察。结果表明:熔锌温度影响合金的分布状态、电化学活性等性能,当熔融温度为500℃时,IBC锌合金粉具有较均匀的粒度分布且表面形态一致,在150mA恒流连续放电时,锌负极活性物质的利用率为66.34%。     

湿法涂布及集流体对超级电容器性能的影响

分别以普通铝箔、腐蚀铝箔和微孔铝箔为集流体,以活性炭材料为电极片活性物质,研究不同的浆料涂布厚度及集流体种类对单体超级电容器内阻、比电容和比能量的影响。用交流阻抗谱、恒流充放电和循环伏安测试等进行电化学性能表征。实验结果表明,电极片的涂布厚度相同时,微孔铝箔的活性物质负载量最大,并且其内阻最小、比电容最大,说明微孔铝箔与活性物质表面的接触更为紧密;而对于同一种集流体,当涂布厚度为90μm时,组装的超级电容器的比电容最大。     

多高压电极系统电晕放电的研究

研究了多高压电极的放电特性现象。结果表明，由于各高压电极间受电场相互屏蔽作用的影响，使电晕放电通道的光学图形发生了向电极外侧偏移，同时各高压电极间距处在一定范围内可提高电晕放电起始电压。还利用分割电极的方法测量了平面电极上的电流密度，其极大值点可相应向外侧偏移，在负极性放电时在一定条件下能产生正流注放电。     

有机复配添加剂对锌电极电化学性能的影响

介绍了一种高效有机复配添加剂ST,它由阴离子表面活性剂S和非离子表面活性剂T复配而成。通过析氢实验、极化曲线测试、放电实验、SEM等分析测试方法,研究了复配添加剂ST对锌电极电化学性能的影响,并对其作用机理进行了探讨。实验结果表明,S和T具有明显的协同作用,T的加入使S在锌电极表面上的饱和吸附浓度显著降低,并且吸附分布更加均匀。ST的添加,有效地降低了析氢量,抑制了锌电极的腐蚀;通过对锌电极表观形貌的改善,达到了延迟钝化的效果,显著提高了活性物质利用率。