碱性锌电池负极材料的研究进展

基于锌的碱性电池例如锌镍电池、锌银电池等因锌资源丰富、比容量高而被广泛关注.但锌负极普遍存在变形、枝晶、自腐蚀、钝化等问题,降低了电极的循环寿命,影响了锌镍等电池的产业化发展.围绕解决锌负极缺陷的方法,从添加剂、材料表面改性、材料结构设计及电解液改性等方面将近年来的研究成果总结分析.     

锌镍电池负极发展概述与技术研究进展

随着新能源产业的蓬勃发展,锌镍电池作为一种新型的碱性电池,具有低温性能好,大电流充放性能优越,比能量较高等优点。由于锌镍电池负极在电池循环中出现的钝化、自腐蚀、枝晶生长、电极变形、锌枝晶等问题,造成其循环寿命较短,使得锌镍电池的推广和运用受到了限制。随着新材料,新技术的产生,锌镍电池的推广成为现实。对锌镍电池负极活性物质添加剂的研究进展,分别从代汞添加剂、掺杂包覆及锌酸钙等方面进行了总结分析,最后展望了锌镍电池作为动力电源将具有广泛的应用前景。     

锌镍电池的研制与开发

碱性锌镍电池在大电流高压部分放电及低温放电性能方面比碱性锌锰电池好,尤其适合在数码相机上使用,发展的关键是正极核心材料NiOOH的成本及质量控制.可充锌镍电池性能优良,将部分取代铅酸电池成为今后电动环保车的主要能源,发展的关键是如何提高充放的循环次数,控制负极锌枝晶的生成及保证电池过充时氧气的快速复合.     

有机缓蚀剂对密封锌镍电池性能的影响

为了改善密封锌镍电池的锌电极自腐蚀、钝化、锌枝晶生长等问题,提高锌镍电池的电化学性能而对锌负极中加入有机缓蚀添加剂进行了研究。考察了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)对锌镍电池充放电曲线、充放电过程中内阻以及循环寿命的影响。结果表明:有机缓蚀添加剂的加入有效地改善了锌镍电池的充放电性能,尤其同时添加两者更明显提高了电池的充放电效率和容量保持率,延长了其循环寿命。     

适用于用户侧储能的高安全水系锌离子电池研究进展

水系锌离子电池(aqueous zinc-ion batteries,AZIBs)具有高安全、低成本、低污染等优势,引发了越来越多研究人员的关注,这类电池适用于用户侧储能方向。解决正极材料溶解,锌负极枝晶生长、腐蚀以及电解液窗口窄等问题,是改善AZIBs电化学性能并实现储能应用的关键。从正极材料、锌负极、电解液3个角度,介绍了AZIBs目前的研究进展、所面临的问题,以及解决上述问题的可能方法。重点介绍了正负极材料和电解质的选择与改性,并对AZIBs未来的发展方向进行了展望。     

提高碱性锌锰电池性能的另外途径

本专利主要涉及碱性锌锰电池的多孔锌合金负极。负极是由多孔锌薄片附着于金属圆筒而成。生产电池的过程包括了制造多孔锌薄片负极、正极、微孔隔膜及碱性电解液制造等步骤。     

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。     

密封锌镍电池发展评述

简述了锌镍电池的发展历史和锌镍电池的优缺点。评述了目前国际上密封锌镍电池的研究工作。讨论了抑制锌镍电池的锌电极在循环过程中的变形问题。论述了在正负极间插入多孔薄镍网片抑制锌枝晶生长的原理 ,并认为这是提高锌镍电池循环寿命的有效方法 ;同时应尽可能消除锌电极自放电产生的氢气和防止镍电极在充放电过程中发生膨胀。讨论了充电方法 ,认为采用脉冲电流充电可抑制锌电极产生枝晶 ,减少镍电极上产生氧气     

碱性锌锰电池内部短路的探讨

通过对不同类型短路电池的解剖、测试、分析和模拟试验，概述了引起碱性锌锰电池短路的几种主要因素；分析了锌枝晶、氧化锌枝晶、铜和铜化合物、超细锌粉、氢氧化铝枝晶引起电池短路的表现现象和产生的原因；探讨了各种短路模式的可能机理；提出了防范各种短路应采取的措施。     

汽车用锌空气动力电池研究现状

锌空气电池具有高比能量、低成本、无污染、不燃爆、可循环利用等优势,适宜用作城市电动汽车的动力电源.目前国内外电动汽车用锌空气动力电池主要采用机械充电式锌空气电池和锌膏循环式锌空气电池两种结构,这两种结构都是通过更换锌负极使电池连续工作.论述了锌空气动力电池还需要解决一些问题,并分析了其发展前景.