高载量镍钴氢氧化物的制备及其在高比容量镍锌电池中的倍率性能优化文献综述

 2023-06-02 09:00:15

文献综述

.水系电池概述科技与工业的迅猛发展引起能源消耗量的大幅上升,以石油化工燃料为主体的能源结构已不能长期满足人们的需求,研究开发高性能的二次电池成为人们所关注的重点,二次电池作为一种储能器件目前已经在生活中的很多领域应用起来了,但目前有机系的二次电池存在很大的安全隐患,因此还需要对电池体系进行进一步的探索[1-3]。

水系电池相比于有机系的电池而言,具有低成本,电解液生产无需无氧环境,环境效益,无毒,不可燃等优点。

同时,水系电池的高离子电导率造就快速充放电速率和高功率密度,其高耐受性,能够承受一定强度的弯曲,切割和快速充放电,安全性能优越。

作为电荷载体,OH-具有较轻的摩尔质量以及较小的水合离子半径,可在水系电解液中的快速扩散,从实现较高的能量密度和功率密度。

2.镍锌电池概述Zn-Ni电池作为水系碱性电池的其中一种,以镍基材料和锌片分别作为正负极材料, 充放电过程中,负极发生的是锌的溶解和沉积,而镍正极的反应是二价镍离子和三价镍离子之间的转换。

反应式为[Zn(OH)4]2 2Ni(OH)2 2NiOOH Zn 2H2O 2OH。

与其他镍基水系电池相比,镍锌电池具有更宽的电压窗口,其理论能量密度高达372瓦时每千克,因此,成为未来规模化储能系统中最具前景的电源之一。

尽管有这些优点,但大多数报道的镍锌电池中正极的质量负载非常低,这并不是理想的实际应用[4,5]。

此外,电池中电解液的选择还受到几个特殊的困难,即库仑效率低、副反应和锌枝晶形成导致的速率能力差、电压窗受限等。

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