碱性锌锰电池的发展及应用.doc

  1. 1、本文档共16页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
原创性声明 本人声明,所呈交的毕业论文是本人在导师指导下完成的研究开发的成果。论文写作中不包含其他人已经发表或撰写过的研究内容。如参考他人或集体的科研成果,均在论文中以明确的方式说明。 本人的毕业论文若有不实或抄袭,愿意承担一切相关的后果和责任。 目录 摘要 2 第一章 绪论 3 第二章 碱性锌锰电池的概述 5 2.1碱性锌锰电池的工作原理 5 2.2碱性锌锰电池的结构 5 2.3碱锰电池特点 6 第三章 碱性锌锰电池的研究进展 8 3.1 碱锰电池的无汞化 8 3.1.1 无汞锌粉的开发及组成 8 3.1.2 在电液中加代汞缓蚀剂 8 3.1.3 提高原材料纯度选择优质原材料 9 3.1.4 加强工艺控制 9 第四章 碱性锌锰电池的应用及使用中存在问题 10 4.1碱性锌锰电池的应用 10 4.2使用中存在的主要问题 11 第五章 碱性锌锰电池的现状与发展趋势 13 参考文献 14 致谢 15 摘要 文章介绍了碱性锌锰电池的发展现状及应用,通过特点、结构、工作原理、综合阐述了碱性锌锰电池的研究现状,存在的问题和应用。 关键词 碱锰电池 正负极材料 发展趋势 第一章 绪论 锌锰电池发展至今经历了漫长的演变,早在1868年法国工程师乔治-勒克兰社采用二氧化锰和炭粉作正极粉料,将它压入多孔陶瓷的圆筒体中,并插上一根炭棒集流器作正极,用一根锌棒部分插入溶液中作负极,电解液是用20%的氯化铵水溶液,电池的容器是用玻璃瓶,做成第一个锌锰湿电池。1886年盖斯将氯化铵水溶液改用氯化铵,氯化锌,石膏和水合成的糊状物,并将锌片作成圆筒形作电池的容器,同时用石蜡封口,从而做成原电池的雏形。此后不久,又将面粉和淀粉作为电解质溶液的凝胶剂,是锌锰电池的便携性大大提高,为这种电池的工业化生产和广泛地使用打下了良好的基础。1890年前后这种电池在全世界范围内投入工业化生产。1870年前后采用了汞齐化锌阳极,以减轻锌的自放电。1877年对碳棒采用浸蜡处理,以防止炭棒爬液,减轻对金属集流体的腐蚀。早在100多年前就有人提出过用锌做负极,MnO2做正极,KOH或NaOH做电解液,在漫长的研究过程中主要围绕四个问题进行:一是用粉状多孔锌电极代替片状电极,降低放电电流密度和解决锌片在碱液中易于钝化的缺点二是采用反极结构,提高MnO2的填充量,使正负极容量相匹配三是对锌粉汞齐化处理和碱液中加ZnO,解决锌在碱液中的腐蚀四是密封结构和密封材料的改进,解决爬碱现象。 直到1950代前后在锌锰干电池的基础上成功研制出碱性锌锰电池。它以锌粉为负极,电解二氧化锰为正极,电解液采用NaOH或KOH,使电池性能成倍的提高。它不仅容量高,还适合于大电流连续放电。还具备优良的低温性能,储存性能和防漏性能。但在前期的碱锰电池中要控制负极锌粉在碱液中的气量,当时电池的用汞量非常大,用汞量在2%6%,八十年代末随着人们环保意识的加强,掀起了无汞碱锰电池的研究热潮,寻找有机或无机代汞缓蚀剂和锌粉中合金元素(主要是Al,Bi,In,Pb)成为主要的研究方向。到九十年代中旬,无汞碱锰电池进入市场。 同时,从60年代开始,对可充的碱性锌锰二次电池开展了广泛的研究,经过30多年的研究已取得突破性的进展,但由于其放电深度浅,循环寿命短,还未能实现商品化。 进入二十一世纪以来,碱性锌锰电池得到飞速的发展,大有替代普通锌锰电池和其他电池的趋势。同时用电器具的发展对碱锰电池高容量和大电流放电提出更高的要求。因此,未来碱锰电池的研究主要集中在高功率重负荷放电性能,电池容量的提升以及储存寿命的提高上。2.1碱性锌锰电池的工作原理 碱性锌锰电池的电化学表达式为: (-Zn│KOH(饱和ZnO)│MnO2(+)2-1) 负极反应: Zn+2OH-=ZnO+H2O+2e (2-2) 正极反应: 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- (2-3) 电池反应: Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH (2-4) 其中正极MnO2在碱性溶液中的放电分两步进行。第一电子放电步骤是一个涉及固相传质的均相反应过程,质子和电子在MnO2晶格中移动使MnO2逐步还原为MnOOH。在这一步骤的初期,MnO2固相基本晶体结构没发生变化,而只有晶格的膨胀,若在此时停止放电而进行充电,则MnO2具有良好的可逆性。第二电子放电步骤俺“溶解-沉积机理”进行,这是一个不完全可逆的过程。原因是MnOOH放电时有Mn3O4生成,而放电产物Mn(OH)2充电时又有一部分氧化成Mn5O4。生成的Mn3O4既不能被氧化,也不能被还原,它在充放过程中积累,一方面消耗了活性材料,另一方面使电池

文档评论(0)

新起点 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档