非循环ZnBr电池及其充放电性能研究

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1、燕山大学硕士学位论文非循环Zn-Br电池及其充放电性能研究姓名：陈俊明申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：邵光杰20040301摘要摘要由于Zn-Br电池具有高能量密度高比功率高安全性和低成本等优点所以能够被广泛地应用于汽车动力装置蓄能电站以及电网调峰等重要领域但是由于Zn-Br电池目前还存在着严重的自放电和锌枝晶问题使得Zn-Br电池的实际应用受到限制本文分别从正极溴络合剂隔膜改性和负极的电解液添加剂入手以电池的比能量自放电率以及锌枝晶生长情况为主要的性能指标用电池充放电曲线等方法研究不同正极添加剂和隔膜改性对电池比

2、能量的影响+用电流-时间曲线以及微观形貌观察等方法研究电解液添加剂(NH4OP-10TX-10以及十二烷基三甲基溴化铵)对锌枝晶生长的影响实验结果表明(1)四乙基溴化铵作为一种正极添加剂能很好地与溴络和当在电池的正极中添加适量的含四乙基溴化铵的混合添加剂时电池的比能量高达46.8Wh/kg(2)对隔膜改性后电池的比能量提高了26.06%这表明改性隔膜比未改性隔膜更能抑制单质溴的扩散(3)在电解液中添加适量的OP-10TX-10以及十二烷基三甲基溴化铵添加剂可以明显改善锌沉积形态抑制锌枝晶生长说明这些表面活性剂通过在电极表面

3、活性中心的特性吸附能够抑制锌在这些位置的非均匀沉积起到抑制锌枝晶的作用关键词Zn-Br电池自放电隔膜锌枝晶添加剂比能量I燕山大学工学硕士学位论文AbstractZinc-Brominebatterycanbebroadlyusedaspowerplantofautomobile,storageelectricstationandelectricnetworkofpeakloadunit,becauseofitshighenergydensity,highspecificpower,securityandlowcost.Bu

4、tzinc-brominebatterycanhardlybeusedinpracticalapplicationsforitsseriousself-dischargedrawbackandzincdendrite.Respectivelyproceedingwithbrominecomplexingagentofanode,modifiedmembraneandelectrolyticadditiveofcathode,mainlyreferringtospecificpowerofbattery,ratioofsel

5、f-dischargeandzincdendrite,thispaperhasstudiedtheinfluencesofdifferentanodeadditiveandmodifiedmembraneonspecificenergyofbatterybymeansofchargeanddischargecurves,andthe+influencesofelectrolyticadditive(NH4,OP-10,TX-10anddodecyltrimethylammoniumbromide)onzincdendrit

6、ebymeansofcurrent-timecurveandmicroscopicmorphologyobservation.Theexperimentalresultsindicatethat:(1)Asananodeadditive,tetraethylammoniumbromidecanperfectlycomplexwithbromine.Whenproperamountoftetraethylammoniumbromideisaddedtoanode,specificenergyofthebatterycould

7、goupto46.8Wh/kg.(2)Thespecificenergyofbatteryhasincreased26.06%aftermembranemodification.Itindicatesthatthemodifiedmembranecandobetterthantheunmodifiedmembraneininhibitingthediffusionofbromine.(3)AddingproperamountofelectrolyticadditivesuchasOP-10,TX-10anddodecylt

8、rimethylammoniumbromidecanobviouslyandsuppressthegrowthofzincdendrite.Thisindicatesthatsurfaceactiveagentcansuppressinhomogeneousdepositiononactivecente