锌离子电池锰基正极材料研究进展

可充电水系锌离子电池是一种环保且电化学性能优异的二次电池,但锰基正极材料在充放电过程中结构易坍塌、导电率低、稳定性差等缺点严重制约了水系锌离子电池的发展。笔者首先阐述了锰基正极材料中锌离子的储存机理,主要有Zn^(2+)嵌入/脱出机理、H+/Zn^(2+)共嵌入/脱出机理和化学转化反应机理。Zn^(2+)嵌入/脱出机理包括无相变反应和新相生成反应。而新相生成反应又分为可逆相变和不可逆相变。然后,基于锰基正极材料面临的问题,讨论了改善其储锌性能的主要方法。目前可采用的方法包括缺陷工程、与导电材料复合、离子掺杂、表面修饰技术等。用以上方法改进后的锰基正极材料表现出了更加优异的性能。

MnO_(2)@ACFF中间层强化高载量硫电极性能稳定性作用

为提高碳材料对聚硫化物的吸附能力,将MnO_(2)原位化学沉积于活性碳纤维炭毡(ACFF)的碳纤维表面,得到了聚硫化物吸附强化的多孔导电材料(MnO_(2)@ACFF)。将其作为中间层设置于隔膜和硫电极之间,有效控制了高载量硫电极的聚硫离子穿梭,提高了活性物质利用率和库伦效率,降低了电极极化和电化学反应阻抗,提高了电极循环稳定性,避免了锂硫电池的突然失效。在2 mA/cm^(2)的电流密度下,载硫量为15 mg/cm^(2)的硫电极经过350次充放电循环仍保有430 mA·h/g的比容量。提高硫电极载硫量虽然使电极的循环稳定性下降,但载量为20 mg/cm^(2)和30 mg/cm^(2)的硫电极0.1 C下经过100次循环,仍分别保有736 mA·h/g和446 mA·h/g的比容量,比容量保持率为65%,而且面积比容量和面积比能量也能分别保持64%和42%,高于当前锂离子电池的面积比容量和面积比能量。

碘量电位滴定法测定锌锰废旧电池中二氧化锰

在测定锌锰干电池锰粉中活性二氧化锰含量时,由于制备电池时正极锰粉中添加了乙炔黑、石墨等导电材料,使制得的样品溶液显色且混浊,影响用淀粉作为指示剂进行碘量法滴定终点的判断。本文提出结合电位滴定技术用碘量法测定废旧锌锰干电池锰粉中剩余活性二氧化锰含量的新方法,对方法中反应时间、温度、碘化钾用量等影响因素进行试验,确定了最优实验条件。结果表明:选择在室温下加入1～1.5g碘化钾、5mL1mol/L硫酸,静置30min,结果准确,精密度高。样品加标回收率为96.9%～99.2%,RSD为0.2%,0.8%。

活性二氧化锰的发展与应用

本文从四个方面阐述了国内活性二氧化锰产品的技术现状:(1)技术发展历程;(2)具有高放电性能的原因;(3)产品的水平;(4)产品的使用原则。

用低品位NMD制备锌锰电池用ANMD的研究

结合纯化和活化方法，对一种具有代表性的低品位天然二氧化锰同时进行纯化和活化处理，使这种低品位、低活性的天然二氧化锰转变成高品位、高活性的活化天然二氧化锰．所制得的活化天然二氧化锰的ＭｎＯ＿２含量从天然二氧化锰的６６．１％提高到７６．４％；杂质铁含量从原来的４．Ｏ％降低至０．５％。用活化天然二氧化锰制成的模拟电池放电表明，放电性能与电解二氧化锰的放电性能相当．

微粒EMD电化学活性及应用

本文从等酸点pH值、pH—MnO_2电极电位,干电池放电容量等对微粒EMD同其他MnO_2进行比较,肯定了微粒EMD的电化学活性及应用价值。

原电池技术的再发展

分析了用电器具、消费者诉求、人与自然和谐发展的要求等三方面的变化对原电池产品的影响,阐述了原电池产品的优劣;指出进一步提高原电池产品的功率密度,改善形状对电器的适应性是原电池技术再发展的方向;原电池产品中应用最广、最为人熟悉的锌锰电池将继续大踏步地向碱性化的方向发展;问问变化是什么,想想有没有应对的技术措施,看看能不能实现赢利,我们将能找到更多原电池技术再发展的途径。

液体激活锌锰纸电池的电化学性能研究

以超导乙炔炭黑(Sp)为导电添加剂、MnO_2为正极活性材料,将二者和电解液调制成正极活性浆料,并涂覆在浆层纸上制作成电池正极极片,以锌箔为负极组装成纸电池。用SEM表征MnO_2掺杂前后的物相结构,用四探针电阻仪表征极片表面电阻,用CT-3008W-5V5mA-S4电池测试系统检测纸电池放电性能。结果表明,掺杂10%Sp时,正极极片表面电阻由1021Ω/□减小到412Ω/□,降低了60%;以氯化钠水溶液为激活液,纸电池在不同的电流下进行恒流放电检测,当0.1mA恒流放电时,放电时间长达400h以上,并呈现出明显的1.27V电压平台,电池放电容量达40.61mAh。

酸处理对天然二氧化锰电性能的影响

用稀硫酸和盐酸处理天然二氧化锰制备活化二氧化锰。经XRD分析,确定了活化二氧化锰的晶型与天然二氧化锰相同,仍为β型,从等离子体光谱(ICP)分析得知二氧化锰和锰的含量增加。经恒电流放电和线性电位扫描测试,发现活化二氧化锰的电性能较天然二氧化锰有所改善,如开路电压提高50～70mV,工作电压提高10～20mV,放电容量增加47%～75%,而放电曲线形状相似。线性电位扫描曲线两者相似,但两个还原峰电位均比天然二氧化锰的峰电位要正些。这些性能的变化是与经酸处理后的活化二氧化锰提高了活性物质的含量与颗粒度小有关。实验还表明。

化学二氧化锰在无汞纸板电池中的应用

概述了制造CMD所采用的工艺过程和原理；检测了CMD样品的主要理化参数；通过CMD与EMD的对比试验，考核了CMD的电性能和高温贮存等性能。试验样品化学纯度高，吸液量大，是典型的γ晶体；以CMD代替或部分代替EMD使用时，电池性能与EMD接近，有利于提高C型电池的贮存性能，使电池的生产成本降低；提高CMD的视密度和深入研究CMD在纸板电池中的工艺适应性，可进一步提高电池的电性能。

活化二氧化锰的研制

本文提出以EMD电解液,添加少量NaClO_3和含铝聚氯化物为介质的活化体系,并研制活化二氧化锰,且分析其工艺条件和电化学活性。

活性二氧化锰在R6P电池中的应用

主要研究AMD在R6纸板电池中的应用 ,测试放电性能和降低成本。

锰粉焙烧工艺对活性二氧化锰性能的影响

活性二氧化锰生产过程中锰粉焙烧工艺对产品性能的影响较大 ,通过控制转化温度和保温时间均导致不同的焙烧效果。实验结果表明 ,焙烧充分时 ,产品的MnO2 百分含量会有所提高 ,但堆实密度会有所下降 ;焙烧不足时 ,产品的放电性能较差 ,焙烧产物的w(Mn4+ ) /w (Mn2 + )值接近 1时 ,活性锰放电性能比较理想 ,而焙烧过度时 ,产品的性能反而下降。

MnO_2活化体系的优化

本文介绍在制造以“EMD的电解液中添加少量NaClO_3和含铝聚氯化物”为介质的活化体系为基础,试验并确定其工艺条件。

纸板电池几个技术问题

本文对引起纸板电池碳棒出水、新电电压下降、内部短路、气胀鼓底、贮存下降率大等质量缺陷的工艺因素,做了些验证和分析,提出了避免的方法。

活性二氧化锰清洁生产技术

活性二氧化锰生产中,采用平行加料和恒酸度氧化工艺代替歧化氧化分步法工艺,使硫酸消耗量减少60%,氯酸钠减少7%,废水减少60%～70%,产品性能有所提高。结合末端治理技术可达到节能降耗、回收利用和无害化的目的。

MnO2活性的实验评价

本文用数理统计方法对电池2Ω连放和3.9Ω间放大量数据进行处理,试图从中找到它们之间的关系式,从而快速预测3.9Ω间放时间,以达到快速评价MnO_2活性的目的。

无汞R6P电池放电容量的提高

探讨了添加活性锰及合理的锰碳配比对提高无汞R6锌型高功率电池放电容量的途径。使无汞R6P电池的3．9Ω连续放电时间达100min，10Ω间歇放电时间（1h／d）达390min，300Ω间歇放电（12h／d）时间达230h。