论文部分内容阅读
本文主要描述了二次锌镍电池中锌负极活性材料ZnO研究方法。阐述了二次锌镍电池中存在的问题,锌负极变形、枝晶、自腐蚀以及钝化,镍正极毒化失效等。重点研究了锌负极活性材料ZnO的合成方法,包括各种络合剂的加入配比、其他表面活性剂对合成ZnO振实密度和电化学性能的影响。本论文采用络合沉淀法,以柠檬酸钠、乙醇胺系与氨水复配做底液,然后双向滴加碱源和锌源溶液,制备较高振实密度的氧化锌,表面活性剂PEG-600、 PEG-6000、十二烷基苯磺酸钠的加入有利于某些情况下生成高振实密度的氧化锌,且具有较好的电化学性能。之后将制备的ZnO样品进行XRD测试其化学结构,通过SEM观测其形貌,通过充放电仪进行充放电测试。对于硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌体系,当Zn2+/柠蒙酸钠的摩尔比在11.88到16.05之间,络合剂乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺分别与氨水复配总体积保持在15ml,复配体积比例合适时可制备较高振实密度的氧化锌,在此高密度氧化锌合成方法的基础上,然后加入适量的表面活性剂PEG-600、PEG-6000、十二烷基苯磺酸钠,可以制备电化学性能较好的高密度氧化锌。1.硝酸锌体系中,乙醇胺与氨水复配系列,只用乙醇胺与柠檬酸钠复配做底液络合剂时,振实密度较高为2.4g/cm3左右,0.3C与0.5C放电时比容量为550mAhg-1400mAhg-1左右,加入适量PEG-600改性后,振实密度减小到2.0g/cm3左右,0.3C放电时比容量高达550mAhg-1左右。二乙醇胺、三乙醇胺分别与氨水以合适的比例复配时,可以合成振实密度较高、电化学性能较好的氧化锌。2.硫酸锌体系中,乙醇胺与氨水复配系列,只用乙醇胺与柠檬酸钠复配做底液络合剂时,振实密度很低,0.1C与0.3C放电时比容量仅为300mAhg-1左右,加入适量PEG-6000后,振实密度增大到2.5g/cm3左右,0.2C与0.3C放电时比容量高达600mAhg-1左右,性能得到了大幅度的提高。二乙醇胺、三乙醇胺分别与氨水复配时,合成氧化锌振实密度有所改进,但是电化学性能不好。只用适量氨水与柠檬酸钠混合做络合剂时,合成氧化锌具有较高的振实密度约为2.7g/cm3,0.3C与1C放电时比容量分别为500mAhg-1左右,适合高倍率放电。用适量PEG-6000,十二烷基苯磺酸钠改性后,振实密度有所降低为2.4g/cm3左右,0.3C与0.5C放电时比容量分别为600mAhg-1、500mAhg-1左右。3.醋酸锌体系中,三乙醇胺与氨水复配系列,只用三乙醇胺与柠檬酸钠复配做底液络合剂时,振实密度为2.5mAhg-1左右,0.3C与0.5C放电时比容量分别为450mAhg-1、530mAhg-1左右,加入适量十二烷基苯磺酸钠改性后,振实密度增大到2.9gg/cm3左右,0.3C与0.5C放电时比容量分别为550mAhg-1、500mAhg-1左右,整体电化学性能得到了提高。乙醇胺与氨水复配做络合剂合成氧化锌振实密度较低,电化学性能不好。二乙醇胺与氨水复配做络合剂合成氧化锌整体性能一般。本论文对不同锌盐体系用柠檬酸钠和乙醇胺系与氨水复配做底液制备高振实密度的氧化锌做了简单的研究,对不同锌源,络合剂复配比例,表面活性剂做了系统的研究。