探究碱性条件下高功率放电锌电极的性能研究

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1、天津大学硕士学位论文碱性条件下高功率放电锌电极的性能研究姓名：王帅申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王为;阮庆征20071101中文摘要锌～氧化银电池是19世纪发展起来的高能电池。锌一氧化银电池由于高比能量、能高倍率放电、低内阻、放电电压平稳、安全可靠等特点，被广泛应用在航空、航天、水中兵器等军用及民用领域。但是锌电极在高功率工作时会出现极化增大，导致电池电压不合格等问题；同时电池在高功率工作时发热严重，锌的溶解加快，析气严重会出现电极膨胀、循环寿命缩短等问题。锌电极是锌银电池的关键组成部分，所以本文对碱性条件下锌电极在高功率放电条件下的性能进行了研

2、究。首先，对压成式锌电极的影响因素进行了研究。在缓蚀剂、不同结构的集流网、孔率、电解液方面分别做了对比实验。三元合金可以作为代汞缓蚀剂降低锌电极的自腐蚀，降低电极的析氢量，改善锌电极的充放电性能。银箔拉网结构的集流网具有重量轻、可制成薄型电极的优点；在1．409／Ⅲ1的KOH电解液中孔率为80％的锌电极，其放电电压和容量最高。低高低的阶梯型充电方式较传统的充电方式能够提高电池的高功率放电性能。其次，在碱性溶液中对锌合金电极的高功率放电性能进行了研究。通过电极表面成孔、电极孔率、集流网、环境温度等因素对锌合金电极高功率放电性能的研究发现，铅作为锌合金中的添加组

3、分能改善锌沉积形貌，电池放电电压较高，时间较长。上述实验是针对锌银电池实际设计中遇到的问题开展的相关研究，因此具有很强的针对性和实用性。关键词：高功率锌电极性能研究ABSTRACTSilVer。zincbatte巧ishighpowerb￡眦erysinceitwasdeVelopedinl883．1thasbeenusedinmilitary印plications，becauSeithasmanyadVantagessuchashi曲exportpower，highspecificeneIjgy；highspecificpower，eVendischa唱e

4、potentialandsafe够．HoweVer，thepolarizationofzincelec仃《)desincreasesinhi曲curremdensity，whichleadsdischa唱epotentialt0decrease．Atthesametime，theheatproducedduringthebatterydischargeinhighcurrentdensitymakeszincdissolVequicklyandgasproducedmore，whichresultsinbatte巧expansion，therapiddegr

5、adationinc印aci够andshoncrcyclelife．Aimatthesequestions，wecarriedoutmanystudies．Inthisthesis，weinVestigatedtheefI’ectofproductiontechnologyofthezincelectrode，currentcollectorandadditionofthezincelectrodeonthepropertiesofthezincelectrode．AtfirSt，theea’ectsofinhibitors，currentcollector

6、，porousratio，chargesystemandelectrol”eonthepressedzincpowderelec仃odeswererespectiVelystudied．Theresultsshowedthattemaryalloys(compoundofIn203，1’a205andPbO)reducedself-con．osionofzincandquanti够ofhydrogen，andhence，impmVedcyclepe墒rnlanceofthezincelectrode．Therefore，tema呵alloysmaysubst

7、itutemercu巧asanewinhjbitor．Metalcutgrid，ascurrentcolIector，hasadVantagesoflessresistance，lightwei曲tandclingingSt]ronglyt0actiVemateriaI．Zincelectrodeswith80％porousratioperfonnedve巧wellinhighratedischa娼e．Usingtheelectrolyteof1．409／mLKOHsolutioncouldreduceheatproduced，e11hancedischar

8、geVoltageandincreasethedis