水系锌锰二次电池制备及电化学性能测试

发布时间：2024-04-20 10:02

　　锌锰电池是一类以二氧化锰为正极,金属锌为负极的电池。电化学反应中锌可以失去两个电子,与只能失去一个电子的锂相比有较高的功率密度和能量密度。二氧化锰具有多个可变价态,离子储存性能强,比容量较高,资源储量丰富,价格低廉,环境友好的优势。水系锌离子二氧化锰二次电池作为一种新型的化学电源,具有较高的能量密度和功率密度,可大功率充放电,具有电极材料制备方便、价格低廉、安全环保等优点。但是,二氧化锰导电性差、循环可逆性差,锌电极腐蚀、析氢等问题,导致锌锰电池出现循环寿命短、放电深度低等问题,导致锌锰电池应用一直受限。为了探究水系锌锰二次电池的放电机理和最优组装工艺,首先采用简单高效、节能环保的溶液共沉淀法在室温条件下制备α-MnO₂晶体,以其作为正极材料,锌粉制备的锌电极作为负极,组装为纽扣电池。以电解液的离子种类和浓度、活性物质的质量与电解液的体积比、极片的制备方法作为变量,展开一系列实验。研究发现水系锌锰二次电池符合质子-电子放电机理,并且放电过程分为两个阶段:(1)H⁺浓度随着Mn²⁺浓度增加而增大,H⁺...

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【部分图文】：

图1.1不同晶型的二氧化锰结构

状或者隧道结构[58]，一维二氧化锰八面体链通过共用顶点组成，二维的片状或层状结构[59]、三维的网状结构[60]。链状或隧道结构中包括α、β、γ、ε型等，α-MnO2为双链结构，即2x2隧道结构；β-MnO2为单链结构，即1x1隧道结构；γ-MnO2为单链与双链互生....

图1.2锌与其他金属作空气电池的比能量和在水中的稳定性[88]

其熔点较低(419.5℃)、沸点(907℃)。较小，电化当量较小，交换电流密度较大，在大的极材料有以下四方面优点：成本低廉，锌是除铁铝铜之外的第四常见金属，源丰富，探明的储量占世界总储量的四分之一。性低，与铅相比锌的毒性较小，对环境的污染小84。·cm。锌离子半径为0.074n....

图1.4锌离子电池电化学机理图

O2电极上物质不可逆的减少，因此不可深度放电。子电池的多价态储能理论电池存在大电流放电时，电压下降快，放电深度低，极大的限制了锌锰电池的发展。为了改善锌锰电锌锰电池。新型锌锰电池以二氧化锰为正极，金属盐或者锌盐和锰盐的水溶液为电解液。这种可重复具有放电电压高，大电流条件下放电深度....

图2.1薄膜法制备二氧化锰电极流程图

图2.1薄膜法制备二氧化锰电极流程图图2.2涂膏法制备二氧化锰电极流程图2.3.2电池的理论比容量计算

本文编号：3959252