有机、无机缓蚀剂复配对Zn-1.5Bi电极电化学性能的影响文献综述

 2023-05-30 08:31:39

文献综述

文 献 综 述1.1引言在现代社会中,随着科技的飞速发展,人们对高能量密度电池的需求日益迫切,电化学能源存储与转换技术可连续地将可再生资源转换为电能,是目前社会发展的重要方向,因此越来越多的金属空气电池研究已经成为新的潮流[1]。

在许多金属空气电池中,锌空气电池由于其理论能量密度高(1350kWh/kg)、制作工艺简单、成本低廉、可再次利用、环保等特点,受到了广泛的关注。

其次,锌作为第四周期的过渡金属,在地壳中含量丰富,且多以硫化物的形式存在,中国的锌储量为世界总储量的四分之一,潜力巨大[2]。

目前,锌空气电池已有百年的发展历程,在生活中被广泛应用,如电信、医疗行业中的小功率器件,现在已经逐步尝试将锌空气电池应用到电动汽车行业中[3]。

但是锌空气电池中,空气正极存在电极结构设计和高效催化等问题,锌负极则存在钝化、枝晶生长、腐蚀析氢和电极形变等问题,严重影响了锌空气电池的性能,使得锌空气电池的发展产生了瓶颈[4]。

在研究中发现,通过添加无机、有机缓蚀剂或者合金化可在锌电极表面生成一层保护膜,提高锌电极的析氢过电位,从而抑制钝化和枝晶等问题,并减少锌电极的的腐蚀析氢,进而提高锌空气电池的寿命。

在过去的研究中,曾尝试添加许多不同的缓蚀剂,无机缓蚀剂如:In2O3、Bi2O3、SnO[5]等,有机缓蚀剂如:六次甲基四胺[6]、SDBS(十二烷基苯磺酸钠)[7]、BTA(苯丙三氮唑)[8]等。

查阅后发现将有机缓蚀剂和无机缓蚀剂复配组合起来,对锌腐蚀的抑制效果最好,还能有效改善锌空气电池的充放电性能和循环性能。

本课题组有关锌空气电池锌负极的重要发现在于:(1)采用亚微米级球形粉体制备锌电极有利于大幅度提高电池的能量密度,并提高活性物质的利用率和减少环境污染;(2)在锌粉电极中加入1.5wt%Bi可大幅度降低腐蚀析氢量,并可抑制锌电极的钝化及枝晶。

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