磷酸锌钠氧化锌中添加不同含量氧化铋对锌镍电池循环性能的影响-毕业论文

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1、摘要锌镍二次电池具有容量大、比能量高、安全性好、工作电压高、无记忆效应、良好的高倍率放电性能、可大电流快速充放电、价格便宜的特点等，在电池的生产和使用过程对环境不产生污染，属于绿色电池。但是电池的循环性能太低。目前锌镍电池锌负极常用的活性物质为氧化锌，但是氧化锌在碱性电解质溶液中溶解度较高，在使用过程中，锌负极会出现形变，沉积生长出锌枝晶，甚至反生钝化，自放电等问题，这大大的降低了锌镍电池的循环性能。为了提高锌镍电池的电化学性能，除了在氧化锌、添加剂以及电解质溶液上的改进外，还可以通过寻找更有潜力的材料作为活性物质，减小锌负极的形变及锌枝晶的问题。本次实验通过低温

2、固相合成的方法制备出了磷酸锌钠，通过XDR和SEM的表征分析，自制出了具有六方晶系P6122空间群结构的手性磷酸锌钠(NaZnPO4•H2O)。将自制的磷酸锌钠与不同含量的氧化锌通过物理混合作为活性物质制备成锌负极，进行了交流阻抗、循环伏安测试。结果表明添加氧化锌可以减小电化学反应阻抗，同时其中磷酸锌钠(75%)/氧化锌(25%)的电化学阻抗最小，数值为11.66Ω。组装成模拟电池进行充放电性能测试。在80个循环之后，添加了25%氧化锌模拟电池的放电容量效率比其他的含量氧化锌的放电容量效率都高，依然有45%~50%的放电容量效率。添加氧化铋之后的峰电位差均小于未添

3、加氧化铋的峰电位差，氧化铋提高了锌镍电池的可逆性。增大了电化学反映电阻。以较佳比中添加11%氧化铋为活性物质的模拟电池的循环寿命更稳定更持久。最高放电容量242.4mAh/g，保持率高。第200次循环时其放电容量依然有162mAh/g。随着循环次数的增加，在4mA充放电下，磷酸锌钠的容量逐渐下降，最后容量保持在80mAh/g左右，而在6mA充放电下，磷酸锌钠的容量没有出现很大波动，一直保持在100mAh/g左右。在第12个循环之后，6mA下充放电的放电容量都比4mA下充电的放电容量要高。与4mA的相比，磷酸锌钠在6mA充放电下有着更低的充电平台和更高的放电平台。从

4、循环稳定性来看，磷酸锌钠在电流为6mA下充放电，其循环寿命更好。关键词：锌镍电池；锌负极；磷酸锌钠；电化学性能29ABSTRACTSecondaryzincnickelbatteryhashighcapacity,highspecificenergy,goodsafety,highworkingvoltage,nomemoryeffect,goodhighratedischargeperformance,largecurrentfastchargeanddischarge,cheapetccharacteristic.Donotproducepollutionto

5、theenvironmentattheproductionofthebatteryandusing.ItbelongstogreenBattery.Butthecycleofthebatteryperformanceistoolow.Atpresent,zincoxideisusuallyusedasactivematerialforzincnickelzincbatterycathode,butzincoxideishighsolubilityinthealkalineelectrolytesolution.Intheworking,zincanodewillb

6、edeformation.Itwillsdendritegrowthwithdepositionofzinc,evenpassivityandselfdischarge.Itwillgreatlyreducethezincnickelbatterycycleperformance.Inordertoimprovetheelectrochemicalperformanceofzincnickelbattery.Excepttoimprovezincoxide,additiveandelectrolytesolution,itcanalsotofindmorepote

7、ntialmaterialsasactivematerialandreducethedeformationofzincanodeandtheproblemofzincdendrite.ThisexperimentusinglowtemperaturesolidmethodtopreparesodiumzincphosphateandanalysisitwithX-raydiffractionandscanningelectronmicroscope.Itcanindicatethepreparationofsodiumzincphosphatewhichishex

8、agona