锌—空气电池锌负极成分的研究
锌空气电池具有环保，材料资源丰富，工作电压平稳，放电容量高等优点，其中锌负极是制约锌空气电池发展的关键之一，本论文工作研究了添加剂对锌负极性能的影响及锌负极在锌空气电池中的应用。 为提高锌负极利用率及电极活性，本论文工作从锌电极添加剂和电解液添加剂两方面研究了添加剂对锌负极性能的影响，并制作出锌-空气电池对其性能进行了考察及测试。 向锌电极中添加了不同含量的稀土氧化物，含钙化合物及丙三醇等添加剂，并组装成电池对锌负极的放电性能做了测试。结果表明所加添加剂对锌负极性能都有不同程度的提高，其中硬脂酸钙效果最显著。添加0.2％硬脂酸钙的放电容量为2114.7mA·h，比空白的增加了将近600mA·h。这主要是硬脂酸钙有很强的吸湿性，能保持锌电极表面的润湿性。在锌负极中添加＜0.4％的丙三醇能提高锌负极的利用率，且锌膏失重量测试显示丙三醇有一定的保湿能力和抗氧化能力。 向电解液中添加了四丁基氢氧化铵，六次甲基四铵，Tx-10等添加剂，并采用阳极极化曲线，塔菲尔曲线，交流阻抗等测试方法测试了锌负极在其溶液中的电化学性能。四丁基氢氧化铵能延缓锌负极的钝化，SEM显示，在含四丁基氢氧化铵溶液中形成的ZnO是疏松多孔的刺球状。放电测试显示当电解液中含四丁基氢氧化铵的浓度为0.1％时，锌电极的放电性能最佳。六次甲基四铵溶液对锌的溶解有一定的阻碍作用，但是同时它对锌电极表面的钝化膜的形成有一定的抑制和改善作用。当电解液中添加0.4％的六次甲基四铵对锌负极的性能提高效果最佳。Tx-10对锌负极有缓蚀效果，且随着Tx-10浓度的增加其缓蚀效果越明显，添加0.2％ Tx-10效果最佳。KF，NaOH作为支持电解质加入到KOH溶液中后溶液的导电率随着KF量增多而增大，随着NaOH量的增多而减少。加入支持电解液后电池的放电性能变差，这主要与溶液的碱度有关，加入KF降低碱度后其放电性能变差。加入NaOH提高碱度后电池易爬碱漏液而影响电池性能。 制作锌-空气电池并对其性能进行了测试，放电测试显示，锌-空气电池的放电容量是同类AA型南孚电池的3倍，劲量电池的2.5倍。当电解液的量为2.3 g时放电性能最佳。储存实验表明，锌空气电池与其他电池相比有较大存在较大的自放电。电池储存一个月后其容量衰减了约30％。
四丁基氢氧化铵;硬脂酸钙;锌空气电池;锌负极性能;钝化膜
中南大学
硕士
无机化学
周德璧
2013
中文
TM911.41;O646.541
69
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）