锌镍电池负极材料氧化锌的纳米化、表面修饰及电化学性能

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1、浙江大学硕士学位论文摘要锌镍二次电池具有能量密度高，功率密度高，工作电压高，工作温度宽，无记忆效应，原材料的价格便宜，在电池的生产和使用过程对环境不产生污染等优点，是一种高性能绿色二次电池。但由于在充放电循环过程中锌电极变形和锌枝晶生长等问题，使锌镍电池的循环寿命较短，阻碍了锌镍电池的应用。本论文提出氧化锌纳米化和表面改性来改善锌镍电池的循环寿命，制备并系统研究了片状纳米氧化锌作为锌电极活性材料的电化学性能，同时也研究了纳米银表面修饰对氧化锌循环性能的影响。采用水热法，以硝酸银和氢氧化钠为原料制备了平均直径200_50011In，平均厚度50m的片状

2、纳米氧化锌。片状纳米氧化锌随机堆积在锌电极中，在充放电循环过程中其由晶体生长习性决定的最快生长方向和液相传质过程引起的浓差极化诱导产生的最快生长方向是垂直或倾斜的，两者彼此牵制抑制枝晶生长。随循环次数的增加，片状纳米氧化锌的形态没有发生本质的改变，在一定程度上能够稳定氧化锌的电化学性能。片状纳米氧化锌具有良好的塑性和抗蠕变性，在充放电过程中其自身的体积变化很小，电极变形能够得到有效地抑制。因此片状纳米氧化锌具有更稳定的循环性能，在80个循环后其放电容量仍保持为427mAh旷1，而普通氧化锌仅有178rI灿F1，片状纳米氧化锌的容量衰退率为O．19％。

3、采用化学镀的方法，以葡萄糖、硝酸银、氧化锌做原料，制备了纳米银表面修饰氧化锌。纳米银平均粒径为45衄，随机分布在氧化锌颗粒的部分表面上。氧化锌表面的纳米银减小了锌电极的电阻；同时纳米银修饰在氧化锌表面，作为一道物理屏障减小了核心氧化锌和电解液的接触，抑制了氧化锌在电解液中的溶解，提高了氧化锌的利用率。因此纳米银表面修饰氧化锌比普通氧化锌具有更稳定的放电性能。在第65个循环时仍保持在456删址旷1，容量衰退率仅为O．89m舢／循环。充放电曲线表明纳米银表面修饰氧化锌具有更低的充电平台电压和更高的放电平台电压，这与纳米银降低了锌电极的电阻有关。循环伏安曲

4、线表明纳米银表面修饰对氧化锌的还原反应有一定的抑制作用，这与纳米银表面修饰氧化锌电池具有更低的充电平台电压相一致，但并不会影响活性物质的利用率。交流阻抗谱显示纳米银表面修饰氧化锌电极的电荷转移电阻较低，表明纳米银表明修饰氧化锌电极的电化学反应更易进行，且活性物质利用率较高。关键词：锌镍电池：片状纳米氧化锌；表面修饰；电化学性能；循环稳定性浙江大学硕士学位论文AbstractZinc—nickelbatteryhaLstheadVantagesofhighenergydensity，hi曲p薹薹萋蓁点鋈K》ll喜薹钿l羹霎i蓁薹冀o≠雾点蓍in翼霪5垂

5、薹蓁』l_i霎雪：i}霎霎篓眦蹩萋茎薹i霎毒差薹薹垂挈耋l矍耋羹量鲁囊主茎；l霎ii萼季；霎茎秦萋主朝霸一妻菇雾；l塞丽霎：善?径，电池29(2)(1999)76．80．[36]C．Cachet，B．Said撕，R．Wian，ThebehaViorofzincelectrodeinalkalineelectI．olytesII．Akineticallalysisofanodicdissolution，J．Electrochem．Soc．139(3)(1992)644—654．[37】C．Cachet，U．Stroder，R．Wi叭，Thel(inet

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