锌空电池阳极的研究进展

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1、第40卷第2期电池Vo1．40．No．22010焦4月BATTERYBIMONTHLYApr．，2010锌空电池阳极的研究进展黄幼菊，杨洁，李伟善(华南师范大学化学与环境学院，广东高校电化学储能与发电技术重点实验室，广东广州510006)摘要：综述了近年来锌空电池阳极的研究进展。目前的研究主要集中于zn合金及其化合物，它们在某种程度上都可抑制锌枝晶的形成。高温处理可使zn、Ni和In的合金的析氢电位负移；电解液添加弃1和电极添加剂，可抑制zn枝晶的形成。关键词：锌空电池；Zn枝晶；合金化；添加剂中图分类号：TM911．41文献标识码：A文章编号：1001—1579(

2、2010)02—0109—03ResearchprogressinzincanodeofZn／airbatteryHUANGYou-ju，YANGJie，LIWei-shan(SchoolofChemistryandEnvironment，SouthChinaNormalUniversity，KeyLabofElectrochemicalTechnologyonEnergyStorageandPowerGenerationinGuangdongUniversities，Guangzhou，Guangdong510006，China)Abstract：Theresea

3、rchprogressinzincanodesinrecentyearswassummarized．Mostoftheresearchwasconcentratedonzincalloysanditscompounds，whichcouldreducethezincdendriteformationtosomeextent．HightemperaturetreatmentcouldnegativelysMftthehydrogenevolutionpotentialofthealloyofZn，NiandIn．Electrolyteadditivesandelect

4、rodeadditivescouldin—hibittheformationofzincdendrites．Keywords：Zn／airbattery；zincdendrite；alloying；additives锌空电池的原材料丰富易得、放电性能稳定，能量密度1Zn合金高，成本低且对环境友好，用途广泛⋯1。虽然锌空电池体系有希望成为高密度能源来源和能源储备装置_2J，但阳极zn由于zn的可逆性差，人们多考虑从zn的合金化来提高会出现针状形态的问题，阻碍了锌空电池商业化的步伐。锌可逆性，从而提高电池的性能及使用寿命。A．R．S．Kannan空电池的阳极活性物质是z

5、n，阴极(氧电极)来源于电池周等【J以zn—HZn．Mg-Pb、Zn．Mg-A1和Zn-A1-Pb等4种合金围的空气(氧气)_3J，在空气电极性能和寿命能够保证的情及纯zn作为锌空电池的阳极，发现并非所有合金的性能都况下，锌空电池的容量由zn电极的性能决定，因此在锌空电比纯zn好，但在某些条件下，zn合金中zn的利用率会有很池中，阳极显得格为重要。大的提高。C．W．Lee等【J研究了zn．Ni．In合金对zn循环近年来，人们在避免zn枝晶的形成方面，取得了一定的性能的影响，发现当合金组成为90％Zn=75％Ni-2．5％In成果，但仍处于研究初期J。Zn枝晶的形成最

6、主要原因是时，合金经过500℃高温处理后的析氢电位负移，并可阻止zn电极的不可逆性，因此人们试图利用不同组成的合金来zn枝晶的形成，从而延长循环寿命。此外，从zn粉的化学改善可逆性。有研究认为，Ni和In的合金可阻止zn枝晶的组成、粒度分布、放电及储存温度等方面来优化凝胶状的合形成-6；也有研究者使用电极添加剂l0J或电解液添加剂来改金zn粉，发现Pb、Ⅸ、Ca和A1元素可提高电极的放电性能。善zn的可逆性_4J。本文作者介绍了近年来对zn阳极研究Bi元素在电极内部孑L道上的溶解．沉淀并积聚，提高了电极的情况，并提出了相关的发展方向。表面及内部的活性【8J。作者简介

7、：黄幼菊(1980一)，女，广东人，华南师范大学化学与环境学院博士生，研究方向：功能电极材料；杨洁(1985一)，男，广东人，华南师范大学化学与环境学院硕士生，研究方向：xh能电极材料；李伟善(1962一)，男，广东人，华南师范大学化学与环境学院教授，博士，博士生导师，研究方向：电化学，本文联系人。电池l10BATTERYBIM0NTHLY第40卷质等因素有关。采用电极添加剂的主要作用是消除上述不2电解液添加剂利影响，提高电极的析氢过电位。要得到高性能、长寿命的锌空电池，最常见的办法是降S．Mfiller等-16j考虑到孔隙率与孔径分布对zn电极的低电极周围KO