以銀鋅電池為代表的水系堿性電池是擁有潛在價(jià)值的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。其中銀鋅電池作為一種成熟的鋅基電池,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在多種領(lǐng)域。相比較于如日中天的鋰離子電池,銀鋅電池?fù)碛锌捎^的能量密度。并且,水體系的電解液也避免了困擾鋰離子電池的燃燒和爆炸等問題。同時(shí),不使用有毒元素也讓這類水系電池變得非常環(huán)保。但是,KOH作為電解質(zhì)的水系電解液存在許多問題,比如高強(qiáng)的堿性對(duì)電極材料和電池部件的腐蝕和溶解,從而導(dǎo)致電極材料利用率和循環(huán)性能低,無法于鋰離子電池媲美。針對(duì)上述問題,本文聚焦銀鋅電池循環(huán)性能和具有較低堿性的KOH電解液替代物實(shí)現(xiàn)了以下研究進(jìn)展:1.對(duì)傳統(tǒng)銀鋅電池由于鋅電極的枝晶和形變問題導(dǎo)致的循環(huán)性能差的問題,提出使用分子量為200的聚乙二醇（PEG-200）作為電解液添加劑,從而有效促進(jìn)銀鋅電池循環(huán)性能。研究發(fā)現(xiàn):在5 M KOH電解液中,加入PEG-200的最優(yōu)比例為20（v）%。在該比例下,電池循環(huán)性能達(dá)到最優(yōu),能夠穩(wěn)定循環(huán)100周無明顯衰減,放電電壓平臺(tái)為1.51 V,充電電壓平臺(tái)為1.62 V,容量密度穩(wěn)定在70 m Ah/g,能量密度穩(wěn)定在110 Wh/kg。（2）通過一系列表征分析了... 

【文章來源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：205 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
本論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
摘要
Abstract
第一章 序論
    1 電化學(xué)能量存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展背景
    2 電化學(xué)能量存儲(chǔ)技術(shù)與二次電池概述
        2.1 超級(jí)電容器
        2.2 液流電池
        2.3 二次電池
    3 鋅基水系電池
        3.1 鋅基電池發(fā)展歷程
        3.2 影響鋅基電池循環(huán)性能的原因
        3.3 改善鋅電極電化學(xué)性能的方案及原理探究
    4 提高鋅基電池循環(huán)性能的方法
        4.1 隔膜改進(jìn)
        4.2 改性鋅電極
        4.3 鋅基電池循環(huán)性能的提高
    5 基于新型電解質(zhì)的新型電池發(fā)展
    6 本課題設(shè)計(jì)思路及意義
    參考文獻(xiàn)
第二章 PEG-200 作為電解液添加劑促進(jìn)銀鋅電池循環(huán)性能的研究
    1 引言
    2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1 實(shí)驗(yàn)原材料與儀器
        2.2 計(jì)時(shí)電勢(shì)法制備多孔銀正極
        2.3 電化學(xué)沉積法制備多孔鋅電極
        2.4 銀鋅電池裝配
        2.5 材料表征
    3 結(jié)果與討論
        3.1 多孔氧化銀和多孔鋅的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        3.2 正負(fù)極材料電化學(xué)性質(zhì)初探
        3.3 不加PEG-200 的銀鋅電池的循環(huán)性能探究
        3.4 PEG-200 促進(jìn)銀鋅電池的循環(huán)性能的探究
        3.5 PEG-200 與鋅電極相互作用的探究
    4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 碳酸鉀電解液的可行性研究
    1 引言
    2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1 實(shí)驗(yàn)原材料與儀器
        2.2 溶液的pH值測(cè)試
        2.3 不同金屬碳酸鹽分別在碳酸鉀和氫氧化鉀溶液中的溶解度測(cè)試
        2.4 不同金屬分別在碳酸鉀和氫氧化鉀溶液中的電化學(xué)行為測(cè)試
    3 結(jié)果與討論
        3.1 碳酸鉀溶液和氫氧化鉀溶液不同pH值對(duì)應(yīng)濃度的關(guān)系
        3.2 碳酸鉀和氫氧化鉀溶液中Zn/Pb/Mn/Ag/Ni離子溶解度差異性的比較
        3.3 不同金屬分別在碳酸鉀和氫氧化鉀溶液（pH=13.0）中的電化學(xué)行為
    4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 碳酸鉀電解液中碳酸鉛電池研究
    1 引言
    2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1 實(shí)驗(yàn)原材料與儀器
        2.2 沉淀法制備碳酸鉛
        2.3 碳酸鉛的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        2.4 鉛電極的電化學(xué)行為測(cè)試
        2.5 碳酸鉛電極的電化學(xué)行為測(cè)試
        2.6 碳酸鉛電極循環(huán)性能的探究
        2.7 碳酸鉛全電池裝配
    3 結(jié)果與討論
        3.1 碳酸鉛的結(jié)構(gòu)和形貌表征
        3.2 不同摻碳量的碳酸鉛的電導(dǎo)率測(cè)試
        3.3 鉛在不同濃度碳酸鉀溶液中的循環(huán)伏安（CV）曲線特征
        3.4 碳酸鉛的電化學(xué)性能
        3.5 碳酸鉛的單電極循環(huán)性能
        3.6 碳酸鉛全電池循環(huán)性能探究
    4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 碳酸鉀電解液中碳酸錳電極研究
    1 引言
    2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1 實(shí)驗(yàn)原材料與儀器
        2.2 沉淀法制備碳酸錳
        2.3 碳酸錳的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        2.4 碳酸錳的電化學(xué)行為測(cè)試
        2.5 碳酸錳單電極循環(huán)性能
        2.6 全電池裝配
    3 結(jié)果與討論
        3.1 碳酸錳的結(jié)構(gòu)和形貌表征
        3.2 不同摻碳量的碳酸錳的電導(dǎo)率測(cè)試
        3.3 碳酸錳的循環(huán)伏安（CV）曲線特征
        3.4 碳酸錳的單電極循環(huán)性能
        3.5 碳酸錳-碳酸鉛的全電池性能
    4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 工作總結(jié)與展望
    1 工作總結(jié)
    2 展望
    參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間已發(fā)表和待發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]儲(chǔ)能技術(shù)分類及國(guó)內(nèi)大容量蓄電池儲(chǔ)能技術(shù)比較[J]. 鞏俊強(qiáng),鄧浩,謝瑩華.  中國(guó)科技信息. 2012(09)
[2]電極用納米Ag2O的電化學(xué)性能研究Ⅲ.電極的循環(huán)伏安行為[J]. 劉洪濤,夏熙.  應(yīng)用化學(xué). 2002(05)



本文編號(hào)：3034499