眾所周知當(dāng)今社會(huì)解決能源問題是重中之重,我們所研究的鎳鋅二次電池具有高功率密度、高工作電壓、安全系數(shù)高、材料來源廣、制作成本低、對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)勢(shì)符合可持續(xù)發(fā)展的理念,是一種可依賴的能源裝置。但同時(shí)鎳鋅二次電池也由于自身存在的一些問題尚未解決而沒有得到廣泛的推廣使用,如鋅負(fù)極變形、鋅枝晶、循環(huán)性能差等。本論文較為系統(tǒng)地闡述了鎳鋅二次電池的發(fā)展歷史及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,切實(shí)分析了鎳鋅二次電池目前存在的主要問題,采用直接機(jī)械攪拌物理混合氧化鋅與碳材料（單層石墨烯、單壁碳納米管）、化學(xué)法合成碳納米管填充材料、石墨烯復(fù)合材料以及理論研究如何合成氧化鋅與多孔碳復(fù)合材料的方法,以達(dá)到降低負(fù)極活性材料溶解度,提高鎳鋅電池性能的目的。實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)物理混合材料及化學(xué)合成負(fù)極材料進(jìn)行了細(xì)致研究,采用傅里葉變換紅外光譜分析（FTIR）、X射線衍射測(cè)試（XRD）、循環(huán)伏安測(cè)試（CV）、掃描電子顯微鏡測(cè)試（SEM）及透射電子顯微鏡測(cè)試（TEM）等測(cè)試手段系統(tǒng)分析了化學(xué)法合成氧化鋅和石墨烯復(fù)合材料中氧化鋅的復(fù)合狀態(tài)以及氧化鋅填充碳納米管材料中氧化鋅的填充情況,對(duì)負(fù)極材料中的氧化鋅在充放電反應(yīng)前后的狀態(tài)進(jìn)行研究,同時(shí)也... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 能源環(huán)境問題及各種動(dòng)力電池性能對(duì)比
    1.2 鎳鋅電池簡(jiǎn)介
        1.2.1 鎳鋅二次電池
        1.2.2 鎳鋅二次電池的工作原理
        1.2.3 鎳鋅二次電池的結(jié)構(gòu)
        1.2.4 鎳鋅電池的發(fā)展歷史及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 鎳鋅電池存在的問題及解決辦法
        1.3.1 存在的問題
        1.3.2 鎳鋅電池的改進(jìn)
    1.4 選題意義及研究?jī)?nèi)容
2 材料的制備、合成過程及表征手段
    2.1 實(shí)驗(yàn)所需化學(xué)試劑及儀器設(shè)備
        2.1.1 主要化學(xué)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備
    2.2 負(fù)極活性材料的制備
        2.2.1 化學(xué)法制備單層石墨烯氧化鋅復(fù)合物
        2.2.2 氧化鋅填充單壁碳納米管材料制備
    2.3 鋅負(fù)極的制備
    2.4 鎳正極的制備
    2.5 電解液的配制
    2.6 鎳鋅電池組裝工藝
    2.7 鎳鋅電池的電化學(xué)測(cè)試
        2.7.1 鎳鋅電池的恒流充放電測(cè)試
        2.7.2 鎳鋅電池鋅負(fù)極活性材料循環(huán)伏安測(cè)試
    2.8 材料的物性表征
        2.8.1 X射線衍射測(cè)試(XRD)
        2.8.2 傅里葉變換紅外光譜測(cè)試(FTIR)
        2.8.3 熱重分析測(cè)試(TG)
        2.8.4 掃描電鏡實(shí)驗(yàn)(SEM)
        2.8.5 透射電鏡實(shí)驗(yàn)(TEM)
3 材料表征分析、電池性能測(cè)試及其機(jī)理研究
    3.1 水熱法制備的氧化鋅和石墨烯復(fù)合材料
        3.1.1 水熱法制備氧化鋅和石墨烯復(fù)合材料XRD分析
        3.1.2 石墨烯和氧化鋅復(fù)合材料紅外光譜分析(FTIR)
        3.1.3 石墨烯和氧化鋅復(fù)合材料透射電鏡(TEM)測(cè)試分析
        3.1.4 石墨烯和氧化鋅復(fù)合材料熱重曲線分析
        3.1.5 石墨烯和氧化鋅復(fù)合材料放電容量曲線分析
        3.1.6 石墨烯和氧化鋅復(fù)合材料充電中值電壓及放電中值電壓
        3.1.7 小結(jié)
    3.2 氧化鋅與單層石墨烯物理混合
        3.2.1 混合材料充放電循環(huán)反應(yīng)前后的負(fù)極掃描電鏡圖SEM
        3.2.2 充放電循環(huán)反應(yīng)后的負(fù)極活性材料及純粹石墨烯透射電鏡圖
        3.2.3 充放電循環(huán)反應(yīng)后的負(fù)極活性材料SEM及EDS圖分析
        3.2.4 對(duì)混合材料反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)
        3.2.5 石墨烯氧化鋅混合材料充放電循環(huán)實(shí)驗(yàn)
        3.2.6 小結(jié)
    3.3 氧化鋅填充單壁碳納米管
        3.3.1 單壁碳納米管填充材料X射線衍射分析(XRD)
        3.3.2 碳納米管填充材料熱重曲線分析(TG)
        3.3.3 碳納米管填充材料透射電鏡分析
        3.3.4 氧化鋅碳納米管填充材料充放電性能及循環(huán)壽命測(cè)試
    3.4 單壁碳納米管與氧化鋅物理混合
        3.4.1 碳納米管氧化鋅物理混合材料性能及循環(huán)壽命測(cè)試
        3.4.2 碳納米管物理混合材料與填充材料性能對(duì)比
        3.4.3 碳納米管物理混合材料與填充材料循環(huán)伏安對(duì)比
4 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Estimating the thickness of diffusive solid electrolyte interface[J]. XiaoHe Wang,WenHao Shen,XianFu Huang,JinLiang Zang,YaPu Zhao.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2017(06)
[2]A promising energy storage system: rechargeable Ni-Zn battery[J]. Shi-Bin Lai,Mohammed-Ibrahim Jamesh,Xiao-Chao Wu,Ya-Lan Dong,Jun-Hao Wang,Maryann Gao,Jun-Feng Liu,Xiao-Ming Sun.  Rare Metals. 2017(05)
[3]化學(xué)電源儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)展望[J]. 豐俊嬌.  化工管理. 2015(17)
[4]稀土鎳氫動(dòng)力電池的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 徐紹萍.  中國金屬通報(bào). 2011(17)
[5]電動(dòng)車用電池發(fā)展趨勢(shì)[J]. 謝永海.  科技資訊. 2008(17)
[6]表面經(jīng)炭黑處理的鋅負(fù)極的性能[J]. 李景威,楊占紅,谷鵬,唐愛東.  電池. 2008(02)
[7]丙三醇對(duì)Zn-Ni電池性能的影響[J]. 李景威,楊占紅,趙玉彬,谷鵬.  電池. 2008(01)
[8]電解液添加劑對(duì)密封鋅鎳電池的影響[J]. 曾利輝,楊占紅,桑商斌,趙玉彬,王學(xué)文.  電源技術(shù). 2007(01)
[9]化學(xué)電源的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 焦元紅.  鄖陽師范高等�？茖W(xué)校學(xué)報(bào). 2006(03)
[10]納米氧化鈰顆粒對(duì)電沉積鋅層耐蝕性的影響[J]. 駱心怡,何建平,朱正吼,李順林,盧翔.  材料保護(hù). 2003(01)

博士論文
[1]鋅鎳電池電極材料氧化鋅納米化與表面修飾的結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能[D]. 袁永鋒.浙江大學(xué) 2007

碩士論文
[1]密封鋅鎳電池添加劑及負(fù)極材料的制備和性能研究[D]. 廖建平.中南大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3573208