电解水系锌锰二次电池电解液的调控及电化学性能研究文献综述

 2022-01-01 10:01

全文总字数:7153字

文献综述

电解水系锌锰二次电池电解液的调控及电化学性能研究文 献 综 述1. 水性可充电电池的前景与机遇当代社会,资源环境不断恶化,而为了满足各国对能源的需求,寻找一种高效率、低污染的储能方式已成为当务之急。

目前,铅酸电池、镉镍电池和锂离子电池 ( LIB )占据了储能的主要市场[1]。

然而,由于铅酸蓄电池使用了有毒铅且能量密度低 ( 75 Wh/kg ),同时因其体积大和对环境有害的考虑而不受青睐[2];镍镉电池虽然价格便宜,但是,镉金属对于环境有污染,电池容量小,且寿命短;锂离子电池在能量密度方面取得了一些进展,但其主要的问题是使用的有机电解液[3-4]造成了安全问题。

因此,在综合考虑之后,基于经济及安全考虑的金属水系二次电池和具有高离子导电性的环境友好电解液,革新了电池市场。

由此可以推测,水系电池具有相对广阔的未来,同样也面临着极大地挑战。

而怎样解决水系电池所面临的问题则是我们需要关注的重点。

相比其他水系电池体系,此次讨论的水系Zn-Mn二次电池是实现上述目的的最佳选择之一。

首先,水系Zn-Mn二次电池的所有成分都可以来自经济实惠的材料,包括氧化物阴极、锌金属阳极以及含锌盐的水系电解质[5]其次,金属锌的电阻率很低,约为5.9 μΩcm ,可以在空气和水中保持较好的稳定性。

除此之外,锌负极在水系电解液中的氧化还原电位较低 ( -0.76 V ),且锌原子在电化学反应过程中会失去两个电子,比单电子的锂离子等能携带更多的电荷,从而获得更高的电池功率密度以及能量密度 [6] 。

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