镍锌超级电池的研究：性能测试与容量分析

镍锌超级电池的研究：性能测试与容量分析

大连交通大学环境与化学工程学院，辽宁大连，35（5）：374-376。 对普通镍锌电池和镍锌超级电池进行4种不同倍率充放电测试结果表明，普通镍锌电池在高倍率下能量效率较低，而镍锌超级电池在高倍率下可以进行充放电。 掺杂20%C的Ni-Zn超级电池循环寿命最长。关键词：镍锌电池；超级电池；锌负极文献代号：A摘要：将不同比例的活性炭掺杂到镍锌电池的锌负极中，制备出一种新型电极，用该电极制备的电池兼具电池性能和节能性能。引言随着资源短缺和环境污染的日益加剧，寻找高效、清洁、可持续的新能源成为世界各国密切关注的发展趋势。镍锌电池的主要优点有：比能量可达50～80Wh/kg，比功率可达200​​W/kg，电池工作温度范围很宽，在-20～65℃之间，原材料来源广泛，价格低廉，不污染环境。目前镍锌电池技术研究已经成熟，在电源方面还是很稳定的。 虽然镍锌电池取得了一些成果，但仍然存在一些致命的弱点，如使用寿命短、高倍率充放电效率差等。2006年7月，韩国公布了一项“高性能储能装置”专利，主要介绍了一种将超级电容器和铅酸电池耦合在一起的电池，称为超级电池。这种超级电池具有高倍率充放电性能，实测寿命是普通铅酸电池的4倍。2006年，澳大利亚CSIRO能源基础研究所的Lam等人首次报道了这种超级铅酸电池的创新。[WA公司与澳大利亚CSIRO研究所合作研发用于混合动力汽车的超级铅酸电池]，而日本古河电池公司制备的超级电池目前正在推向日本、欧美市场，接受汽车厂商的测试。日本公司与澳大利亚CSIRO研究所将这种超级电池安装在本田的混合动力汽车上。 测试结果显示，其化学性能与镍氢电池相近，但价格却远低于镍氢电池。中国工程院周国泰院士团队曾与南车集团合作开发纯电动大巴用高能镍碳超级电容器，与天津松正电动汽车有限公司合作开发C级平台高能镍碳超级电容器轿车。同时，该产品还在纯电动小巴、电动自行车、便携式红光照射器等产品上进行了装机测试。该电容器兼具一般超级电容器和电池的优良性能，比容量高、循环寿命长、充放电效率高，可大倍率充放电，性价比高。本次实验主要研究镍锌电池的Zn负极，在负极掺杂不同比例的C制成超级电池，测试电池性能和循环寿命。 1 实验部分1.1 实验材料镍电极；锌粉；活性炭；氧化锌；聚四氟乙烯乳液（PTFE）；泡沫镍基底（孔隙率95%，厚度1.6～1.8 mm）；聚乙烯薄膜；6 mol/L KOH；镍条（铅）。1.2 电极的制备Zn电极的制备过程：将Zn、ZnO、C、PTFE按一定比例混合均匀涂在镍网上，然后在烤箱中烘干1h，将干燥的电极压成片状，最后用分析天平称重。制备的4片电极片计算如表1所示：收稿日期：2014-03-17作者简介：王建海（1987-），男，助理教授，硕士，主要从事电化学研究E·mail：@.COm。