本文選題：碳納米管 + 柔性紙質(zhì)電池�。� 參考：《南昌大學》2015年碩士論文

【摘要】：科技的進步,使得當今使用的各種便攜個人電子產(chǎn)品在不斷更新?lián)Q代,越薄、越輕便更是現(xiàn)時代消費者對電子產(chǎn)品的首要指標,電池也必須隨著這一變化向薄和輕便發(fā)展。而科學發(fā)展觀,經(jīng)濟、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求,更需要電池小型化、輕型化并對環(huán)境零污染。本研究采用以二氧化錳為正極,鋅為負極的鋅錳電池制備成柔性紙質(zhì)電池,探究新型納米材料碳納米管在柔性鋅錳電池中的應(yīng)用。實驗利用碳納米管、乙炔炭黑、石墨摻雜在正極材料中作為導電劑,研究其有效的氯化物電解質(zhì)溶液配比,并制備出高導電性能的碳納米管紙作為柔性集流體。實驗證明,碳納米管是構(gòu)建柔性電極的理想材料,獨特的管狀結(jié)構(gòu)使得碳納米管無論是作為導電劑,還是其宏觀材料碳納米管紙作為集流體,均能在一定程度上提高柔性鋅錳電池的性能�；瘜W氣相沉積法制備得的碳納米管團簇彎曲、表面雜質(zhì)較多,并且有較多缺陷,使用酸化處理和石墨化處理能有效地改善其性能,去除雜質(zhì)提高其純度,修復(fù)缺陷,分散并斷開團簇的碳納米管,使得碳納米管在改性電池放電性能中達到預(yù)期的效果。碳納米管、石墨、乙炔炭黑作為柔性鋅錳電池正極導電劑,都能改善電池的放電時間和放電容量。碳納米管作導電劑時,電池在0.2mA電流放電下,放電時間達到252h,容量達到50.2mAh。當鋅錳電池的放電電流不斷升高時,電池的容量都有所下降。其中未摻雜導電劑的電池容量損失最多,達到62.3%,而摻雜導電劑的電池容量損失依次為43.7%、40.2%和13.7%。摻雜碳納米管的電池容量損失最小。說明了碳納米管在大電流放電時放電性能的優(yōu)越性,相比乙炔炭黑和石墨具有明顯的優(yōu)勢,有很大的應(yīng)用開發(fā)價值。柔性鋅錳電池的電解質(zhì)溶液應(yīng)用氯化鋅和氯化銨的混合溶液,可以取長補短。最理想的電解質(zhì)溶液組成為4.9mol/L左右的氯化銨和0.7mol/L左右的氯化鋅混合電解質(zhì),并且在電解質(zhì)溶液加入少量的氯化鈣,可以減緩電池的自放電,使其儲存時間延長。利用碳納米管紙作高導電的柔性集流體,開創(chuàng)了一種制作柔性鋅錳電池的新方案。碳納米管紙的電化學性能優(yōu)越,制備的柔性鋅錳電池具有良好的機械柔性,彎曲狀依舊保持電壓穩(wěn)定。制備碳納米管時采用較長時間高速剪切,可以使碳納米管與紙漿均勻分散,紙漿與碳納米管比例為2:1時的碳納米管導電紙性能較好。碳納米管比例越多反而會使碳納米管發(fā)生團簇,影響導電紙性能。與傳統(tǒng)集流體石墨相比,碳納米管紙作為集流體的柔性鋅錳電池放電時間更持久且比容量、比能量密度得到提高。柔性鋅錳電池集流體的電阻并不是影響電池放電性能的唯一因素,并且碳納米管紙滾壓后密度對電池放電性能有著較大的影響,密度在0.6—0.7g/cm3范圍內(nèi)的碳納米管紙使得電池放電效果最佳,適度滾壓能提高其導電性和電池放電性能,過度滾壓反而會使其放電性能降低。采用將正極活性材料涂覆在碳納米管導電紙集流體的柔性鋅錳電池的新工藝,能有效的提高單位體積內(nèi)正極材料的含量,改善正極材料堆積和脫落的現(xiàn)象,提高電池的放電時間和容量,盡管涂覆的正極活性材料質(zhì)量更大,但柔性鋅錳電池卻還保持高比容量,最高能達到140mAh/g。正極和集流體一體化,與柔性鋅錳電池以往的工藝時涂覆在漿層紙上相比,減小了正極材料與正極集流體直接的距離,縮短了電子之間傳遞距離。新工藝進一步地改善了柔性鋅錳電池的放電性能,更適合柔性鋅錳電池的發(fā)展。
[Abstract]:A flexible paper battery is prepared by using carbon nanotubes , acetylene black and graphite as a conductive agent . The results show that the carbon nanotubes are ideal materials for flexible zinc - manganese batteries . The carbon nanotubes , graphite and acetylene black are used as the conductive agents to improve the discharge time and discharge capacity of the flexible zinc - manganese batteries . The invention relates to a novel process for preparing a flexible zinc - manganese battery , which can effectively improve the content of a positive electrode material in a unit volume and improve the performance of the conductive paper .

【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM911.14;TB383.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 楊占紅,李新海,陳志國,王紅強,李晶,方慧會;碳納米管的純化[J];材料導報;1999年03期

2 徐保伯;干電池工業(yè)的熱點—無汞電池[J];電池;1994年06期

3 宋文順，，王力臻;無汞電池的研究[J];電池工業(yè);1996年04期

4 陳萍;李瑜;張佳tb;孫紅梅;;放電倍率對電池配組一致性的影響研究[J];電源技術(shù);2013年03期

5 劉芯言;彭媒

本文編號：1851775