离子液体用作锌空气电池电解液的应用研究
发布时间：2021-01-17 01:43
锌空气电池以高能、低价、绿色、安全的特点,成为一类重要的储能电池,但其电解液存在水分蒸发、与空气中CO2反应生成沉淀堵塞电极孔等缺陷,这成为制约其发展的缺陷之一。而离子液体电解液凭借低蒸气压、高稳定性等特点,成为电解液领域的一个研究热点。本文开发了一系列以离子液体为基体溶剂的电解液,研究了它们作为锌空电池电解液的相关电池性能,开展的主要研究工作如下:（1）合成了[Emim]SCN、[Bmim]SCN、[Emim]DCA、[Emim]Ac 四种低粘度离子液体,并将其作为锌空电池的电解液,测定了物理及电化学相关性质。结果表明当温度升高时,其粘度不断减小,电导率则随之增大。其中[Emim]DCA电导率性能最好,且其粘度、电导率与温度之间均符合Arrhenius公式所描述的规律;纯离子液体电解液对氧气溶解量与压力呈正相关关系,[Emim]DCA的氧气吸收量最高,而[Emim]SCN的氧气吸收速率最高;4种纯离子液体作为电池电解液时的充放电性能排序为[Emim]DCA>[Emim]SCN>[Emim]Ac>[Bmim]SCN,且[Emim]DCA 与[Emim]SCN作为电解液...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１锌－空气电池内部构造??Ｆｉｇ．１－１?Ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｚｉｎｃ－ａｉｒ?ｂａｔｔｅｒｙ??
?第一章文献综述???阴极反应时活性物质的变化历程［１７］：???＂ｈ２０２??广?歧化??〇２??Ｈ〇ｙ?『??Ｈ〇２?气―卜、Ｈ０２－??〇２？－?〇２??歧化?Ｈ＋??ｅ￣?、??〇２?ｖ?〇２？－???０２２＇??Ｍ－?Ｍ?＾?°２＊??＆歧化????工?ｌｅ＿??ｈ〇２＊?＼ｈ＋?７?ｔ??￣Ｔ－、０产?ｌｅ－??￣￣￣Ｈ，Ｑ７???Ｔ??，，???２ｅ－??Ｈ２Ｑ?．．??Ｉ?１１?ＩＩ?１１?１??歧化?歧化?赓子?还原??图１－２阴极电池反应??Ｆｉｇ．１－２?Ｃａｔｈｏｄｅ?ｂａｔｔｅｒｙ?ｒｅａｃｔｉｏｎ??１．２．３锌空气电池电解液及存在问题??在电池设备中，电传导介质必不可少，其主要分为电子导体和离子导体两大类，??作为电池四大组成部件之一的电解液就属于离子导体。??电池电解液通常包含基体溶剂、金属盐以及各种添加剂如络合剂、稳定剂等三大??组成部分，如图１－３所示。其主要作用是在两个电极之间传递离子、电流以及改善电??极与电解液之间的界面性能等［１８］。??５??
?北京化工大学硕士研究生学位论文???Ａ??络合剂、稳定剂＇細??／话性＿?＼＼金属盐??／?－?—?有机榕剂、离子液体??丨?基体榕剂??／?电解液组成??图１－３电池电解液组成要素??Ｆｉｇ．?１－３?Ｂａｔｔｅｒｙ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ??锌空电池各部分材料之间的相互适应性在很大程度上会决定其性能的优劣［Ｉ９］，同??时电解液的挥发性、粘度、极性、电导率以及溶解运输氧气的能力等单体性能也与电??池容量、循环寿命、在不同温度下的操作性能、比能量、内阻与功率特性、充放电效??率、放电容量、自放电性能、电池过充电和过放电行为以及安全性能方面都有着极为??密切的关系［２（）］。??目前锌空电池电解液按照其物理形态的差异主要可以归结为以下几类［２１］。具体分??类情况见下图［２２］。????无机固态电解质??固态电角？质?－???聚合物电解质??电池电麵１?－?｜固液复合电解质１１凝胶电解质胃????Ｉ有補液电解运￣??｜液态电解质?－????｜离子液体电解质??图１￣４电池电解液分类??Ｆｉｇ．１－４?Ｂａｔｔｅｒｙ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??总的来说，一种材料要想充当锌空电池的电解液，首先应当具备以下基本条件??Ｕ）高电导率：??６??
本文编号：2981945
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１锌－空气电池内部构造??Ｆｉｇ．１－１?Ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｚｉｎｃ－ａｉｒ?ｂａｔｔｅｒｙ??
?第一章文献综述???阴极反应时活性物质的变化历程［１７］：???＂ｈ２０２??广?歧化??〇２??Ｈ〇ｙ?『??Ｈ〇２?气―卜、Ｈ０２－??〇２？－?〇２??歧化?Ｈ＋??ｅ￣?、??〇２?ｖ?〇２？－???０２２＇??Ｍ－?Ｍ?＾?°２＊??＆歧化????工?ｌｅ＿??ｈ〇２＊?＼ｈ＋?７?ｔ??￣Ｔ－、０产?ｌｅ－??￣￣￣Ｈ，Ｑ７???Ｔ??，，???２ｅ－??Ｈ２Ｑ?．．??Ｉ?１１?ＩＩ?１１?１??歧化?歧化?赓子?还原??图１－２阴极电池反应??Ｆｉｇ．１－２?Ｃａｔｈｏｄｅ?ｂａｔｔｅｒｙ?ｒｅａｃｔｉｏｎ??１．２．３锌空气电池电解液及存在问题??在电池设备中，电传导介质必不可少，其主要分为电子导体和离子导体两大类，??作为电池四大组成部件之一的电解液就属于离子导体。??电池电解液通常包含基体溶剂、金属盐以及各种添加剂如络合剂、稳定剂等三大??组成部分，如图１－３所示。其主要作用是在两个电极之间传递离子、电流以及改善电??极与电解液之间的界面性能等［１８］。??５??
?北京化工大学硕士研究生学位论文???Ａ??络合剂、稳定剂＇細??／话性＿?＼＼金属盐??／?－?—?有机榕剂、离子液体??丨?基体榕剂??／?电解液组成??图１－３电池电解液组成要素??Ｆｉｇ．?１－３?Ｂａｔｔｅｒｙ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ??锌空电池各部分材料之间的相互适应性在很大程度上会决定其性能的优劣［Ｉ９］，同??时电解液的挥发性、粘度、极性、电导率以及溶解运输氧气的能力等单体性能也与电??池容量、循环寿命、在不同温度下的操作性能、比能量、内阻与功率特性、充放电效??率、放电容量、自放电性能、电池过充电和过放电行为以及安全性能方面都有着极为??密切的关系［２（）］。??目前锌空电池电解液按照其物理形态的差异主要可以归结为以下几类［２１］。具体分??类情况见下图［２２］。????无机固态电解质??固态电角？质?－???聚合物电解质??电池电麵１?－?｜固液复合电解质１１凝胶电解质胃????Ｉ有補液电解运￣??｜液态电解质?－????｜离子液体电解质??图１￣４电池电解液分类??Ｆｉｇ．１－４?Ｂａｔｔｅｒｙ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??总的来说，一种材料要想充当锌空电池的电解液，首先应当具备以下基本条件??Ｕ）高电导率：??６??
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