水系可充放镍锌电池正极材料的设计制备与电化学性能研究
发布时间：2022-01-21 16:17
在21世纪,随着社会和经济的快速发展,能源短缺与环境污染已被公认为最具有挑战性的两个重大问题。在此情形下,开发可再生的、清洁的新型能源成为了未来的必定趋势。为了能高效利用这些新能源,现急需发展高性能的能量储存装置。近年来,水系镍锌电池因为具有安全环保、成本低廉、资源丰富、高理论容量等优点受到了科研工作者广泛的关注。但遗憾的是,镍锌电池仍然存在着一系列的问题,例如,由于镍基正极材料的差电化学可逆性和低电导率等导致了镍锌电池容量低、循环稳定性较差等问题;以及锌枝晶的形成,极易刺穿电池隔膜,进而引起电池短路和电极容量的不可逆损失,这些在某种程度上都限制了镍锌电池在实际应用中进一步的发展和推广。本文针对镍锌电池的镍基正极材料容量低、寿命短的问题,以二硫化三镍（Ni3S2）和钼酸镍（NiMoO4）为研究对象,通过结构调控、电解液改性等方法和手段对电极材料进行改性研究,系统探索其构效关系。具体开展的研究工作如下:1.发展了一种通过简单的水热反应,在泡沫镍基底上生长了均匀的自支撑Ni3S2三...
【文章来源】：五邑大学广东省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铅酸蓄电池的工作原理图
五邑大学硕士学位论文绪论5mAhg-1）。表1-1有机系锂离子电池与水系锂离子综合性能比较[73,74]性能参数有机系锂离子电池水系锂离子电池反应机制离子电导率电池效率稳定性成本安全性环境污染现状嵌锂低低功率高高低大难以制成动力电池嵌锂高高功率低低高小可制成动力电池图1-2水系钠离子电池的工作原理图[75]水系二次锌电池以安全、环保、高功率和成本低廉等优异性能吸引了广大的研究者。相比与锂，锌不仅同样具有较高的比容量（820mAhg-1），而且储量丰富、价格低廉（除铁之外价格最低的金属）、活泼性低，在空气中能够稳定存在。与其他类型电池相比，水系锌电池具有明显的优势，主要表现在：（1）金属锌具有较低的氧化还原电位（-0.76Vvs.SHE），可实现水系锌电池的高工作电压、高
五邑大学硕士学位论文绪论8图1-4Co3O4/Ni//Zn电池示意图[99]图1-5NiO/CNT//Zn电池的a)示意图和b)电化学性能图[101]金属硫化物在2010年被P.Justin和他的团队[102]提出同样可以发生氧化还原反应。而在金属硫化物中，Ni3S2因其容量大、电化学可逆程度高，以及在常温下的电导率高于此氧化物的电导率（常温下为5.5×104Scm-1），而被广泛应用于锂离子电池中，而Ni(II)和Ni(III)之间的可逆转变使其具有更高的电化学可逆性，因此其作为正极材料在锌电池中具有很大的发展潜力。2015年，Hu等[103]首次报道了一种以泡沫镍为支撑的Ni3S2纳米片为正极材料，组装了高性能的碱性镍锌电池（图1-6）。正极反应如下：NixeOSHingdischingchNixOSHx)(argarg2323（1-1）该镍锌电池经过100次循环后，仍能提供125mAhg-1的高容量，并且没有明
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温-40℃下铅酸蓄电池的放电特性[J]. 郑昆,侯卫国,蒋华俭,戚继先,常俊雷. 通信电源技术. 2020(01)
[2]铅酸蓄电池发展综述[J]. 陈汉武,谢远锋. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2019(11)
[3]水系钠离子电池电极材料研究进展[J]. 刘双,邵涟漪,张雪静,陶占良,陈军. 物理化学学报. 2018(06)
[4]石墨烯气凝胶-聚吡咯复合正极及水系锌离子二次电池[J]. 葛溢,谢秀丽,那兵. 江西化工. 2018(01)
[5]我国新能源发展现状及前景[J]. 孙笛. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2015(06)
[6]水系锂离子电池负极材料LiTi2（PO4）3/C的合成与电化学性能[J]. 赵平,文越华,程杰,申亚举,曹高萍,杨裕生. 高等学校化学学报. 2015(06)
[7]水系锂离子电池电极材料研究进展[J]. 刘未未,王保峰,李磊. 储能科学与技术. 2014(01)
[8]水锂电的研究进展和展望[J]. 唐伟,刘丽丽,田舒,吴宇平. 新材料产业. 2012(01)
[9]中国铅酸电池产业存在的问题与展望[J]. 赵瑞瑞,任安福,陈红雨. 电池. 2009(06)
[10]水溶液锂离子电池电极材料研究进展[J]. 杨绍斌,蒋娜. 电池工业. 2008(04)
硕士论文
[1]钒酸钠纳米线作为水系锂离子电池负极材料的研究[D]. 周东慧.中南大学 2013
本文编号：3600587
【文章来源】：五邑大学广东省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铅酸蓄电池的工作原理图
五邑大学硕士学位论文绪论5mAhg-1）。表1-1有机系锂离子电池与水系锂离子综合性能比较[73,74]性能参数有机系锂离子电池水系锂离子电池反应机制离子电导率电池效率稳定性成本安全性环境污染现状嵌锂低低功率高高低大难以制成动力电池嵌锂高高功率低低高小可制成动力电池图1-2水系钠离子电池的工作原理图[75]水系二次锌电池以安全、环保、高功率和成本低廉等优异性能吸引了广大的研究者。相比与锂，锌不仅同样具有较高的比容量（820mAhg-1），而且储量丰富、价格低廉（除铁之外价格最低的金属）、活泼性低，在空气中能够稳定存在。与其他类型电池相比，水系锌电池具有明显的优势，主要表现在：（1）金属锌具有较低的氧化还原电位（-0.76Vvs.SHE），可实现水系锌电池的高工作电压、高
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【参考文献】：
期刊论文
[1]低温-40℃下铅酸蓄电池的放电特性[J]. 郑昆,侯卫国,蒋华俭,戚继先,常俊雷. 通信电源技术. 2020(01)
[2]铅酸蓄电池发展综述[J]. 陈汉武,谢远锋. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2019(11)
[3]水系钠离子电池电极材料研究进展[J]. 刘双,邵涟漪,张雪静,陶占良,陈军. 物理化学学报. 2018(06)
[4]石墨烯气凝胶-聚吡咯复合正极及水系锌离子二次电池[J]. 葛溢,谢秀丽,那兵. 江西化工. 2018(01)
[5]我国新能源发展现状及前景[J]. 孙笛. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2015(06)
[6]水系锂离子电池负极材料LiTi2（PO4）3/C的合成与电化学性能[J]. 赵平,文越华,程杰,申亚举,曹高萍,杨裕生. 高等学校化学学报. 2015(06)
[7]水系锂离子电池电极材料研究进展[J]. 刘未未,王保峰,李磊. 储能科学与技术. 2014(01)
[8]水锂电的研究进展和展望[J]. 唐伟,刘丽丽,田舒,吴宇平. 新材料产业. 2012(01)
[9]中国铅酸电池产业存在的问题与展望[J]. 赵瑞瑞,任安福,陈红雨. 电池. 2009(06)
[10]水溶液锂离子电池电极材料研究进展[J]. 杨绍斌,蒋娜. 电池工业. 2008(04)
硕士论文
[1]钒酸钠纳米线作为水系锂离子电池负极材料的研究[D]. 周东慧.中南大学 2013
本文编号：3600587
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