文献综述
随着当今社会不断的不断进步和发展,资源短缺等问日益严重。
为解决能源短缺以及相关的环境问题,世界各国都期望大力发展清洁能源和可再生能源以实现人类社会的可持续发展。
因此,最近几十年低成本、高容量、寿命长的储能设备例如电池就成为了研究热点。
可充碱锰电池与普通的锌锰电池相比,具有诸多优点[1]:容量高,约是普通锌锰电池的5-7倍;适合大电流放电,放电曲线平稳;耐漏性能良好,不容易造成电子器具的损坏;贮存期长,是普通锌锰电池的3-7倍;节约资源,原材料利用率比普通锌锰电池提高3倍以上;污染少,不含对人体、环境有害的重金属;低温性能良好,可以在零下10℃左右条件下使用;性能价格比高于同型号的普通锌锰电池。
可充碱锰电池的MnO2电极理论容量为308mAh/g,而锌电极的理论容量为825mAh/g[2, 3],因此如果想要进一步提升可充碱锰电池的容量,需要改善MnO2正极材料的性能。
但目前市场上销售的可充碱锰电池广泛采用的EMD正极最多仅能实现50次充放电循环[4] 且放电深度较浅,使用寿命很短,不能满足使用需求。
这主要源于EMD电极导电性能差,并且在多次充放电循后会产生电化学惰性的Mn3O4[5],导致可充性变差。
这极大的降低了可充碱锰电池的使用寿命,为了改善这个问题,提高深度放电时碱性MnO2电极的可逆性,国内外已通过掺入Bi[6,7,8]、Ti[9,10,11]、Pb[12]、Cu[11]、Na[13]等材料,EMD球磨及热处理[14,15]、掺入导电性良好的碳类材料[17]提高导电性,以此提高EMD电极性能。
本课题提出采用超细Ag3BiO3掺杂EMD电极,利用其中的铋与锰结合起到抑制EMD电极电化学惰性物质的作用,然后在表面还原的银起到导电的作用来同时改善EMD电极的可逆性和导电性。
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