亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷在鋅鎳電池鋅負(fù)極中的應(yīng)用研究.pdf

1、亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、極強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性和寬的電化學(xué)穩(wěn)定電位窗口等優(yōu)點(diǎn)，因而在各種化學(xué)電源上均有較好的應(yīng)用前景。鋅鎳電池由于具有理論比能量高，比功率大，成本低廉以及無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，成為了人們研究的熱點(diǎn)。然而，鋅鎳電池較短的循環(huán)壽命，阻礙了其在生活中的廣泛應(yīng)用。研究表明，鋅鎳電池的循環(huán)壽命短主要源于鋅負(fù)極的固有缺陷，如電極變形、枝晶生長、腐蝕、鈍化等。因此，為了解決鋅負(fù)極中存在的問題，本論文研究了將亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷作為鋅負(fù)極的

2、導(dǎo)電添加劑應(yīng)用于鋅鎳電池中，以改善鋅鎳電池的性能。另外對亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷在半固態(tài)液流鋅鎳電池中的應(yīng)用也進(jìn)行了研究。
　　將亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷作為導(dǎo)電劑添加到鋅負(fù)極中，對鋅負(fù)極進(jìn)行循環(huán)伏安曲線測試、Tafel曲線測試、定電位極化曲線測試以及交流阻抗譜測試。測試結(jié)果表明，添加亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷的鋅負(fù)極具有更好的可逆性以及耐腐蝕能力，與沒有添加導(dǎo)電劑的鋅負(fù)極相比，其緩蝕效率達(dá)到了94.2％，并且能夠有效抑制鋅枝晶的生長。通過對添加不同含量的

3、亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷的鋅負(fù)極的測試結(jié)果表明，隨著鋅負(fù)極中亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷含量的增加，鋅負(fù)極的電化學(xué)性能有一定的提升。
　　以添加不同導(dǎo)電劑的鋅負(fù)極組裝成模擬鋅鎳電池，測試其充放電性能，測試結(jié)果表明，添加亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷的鋅鎳電池具有更好的循環(huán)性能及更高的放電容量，其初始放電容量為459 mAh/g，高于添加乙炔黑作為導(dǎo)電劑和沒有添加導(dǎo)電劑的鋅鎳電池，在50次循環(huán)過程中，其放電容量都保持十分穩(wěn)定。同時(shí)，其放電中值電壓有所增加，放電內(nèi)阻有

4、所下降。將添加不同含量的亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷的鋅負(fù)極組裝成的鋅鎳電池并測試其性能，結(jié)果表明，隨著亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷含量的增加，鋅鎳電池的充放電性能得到提高。
　　在半固態(tài)液流鋅鎳電池負(fù)極電解液中添加亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷，研究了負(fù)極半固態(tài)懸浮液中亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷與氧化鋅的比例以及氧化鋅的含量對半固態(tài)液流鋅鎳電池的影響。結(jié)果表明，隨著亞氧化鈦導(dǎo)電陶瓷含量的增加，半固態(tài)液流鋅鎳電池的放電容量和放電電壓平臺(tái)均有所增加。當(dāng)比例增加到了1∶4及以上時(shí)，

5、半固態(tài)液流鋅鎳電池的放電效率也達(dá)到了85％以上。而半固態(tài)懸浮液中固體物質(zhì)比例的增加，也能夠提高半固態(tài)液流鋅鎳電池的放電性能。以不同電流對半固態(tài)液流鋅鎳電池進(jìn)行充放電測試，當(dāng)充放電電流為20 mA和40 mA時(shí)，其放電效率大于90％;當(dāng)充放電電流增大時(shí)，半固態(tài)液流鋅鎳電池放電容量有所下降，并且放電容量衰減的比較明顯。對半固態(tài)液流鋅鎳電池進(jìn)行循環(huán)性能的測試，在50次循環(huán)中，半固態(tài)液流鋅鎳電池的放電容量十分穩(wěn)定，放電效率均大于90％。這表明了