鋅-空氣電池的枝晶生長(zhǎng)機(jī)理及抑制

編號(hào)：CYYJ03588

篇名：鋅-空氣電池的枝晶生長(zhǎng)機(jī)理及抑制

作者：尤祥 何翠萍 陳遠(yuǎn)亮 王建國(guó) 楊妮 田林 謝剛 侯彥青

關(guān)鍵詞： 鋅-空氣電池 鋅枝晶 模擬枝晶生長(zhǎng) 抑制枝晶生長(zhǎng)

機(jī)構(gòu)： 昆明理工大學(xué)省部共建復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院 中國(guó)銅業(yè)有限公司科技與信息化部 昆明冶金研究院有限公司冶金研究所

摘要： 由于鋅-空氣電池?fù)碛休^高的理論能量密度(1086 W·h/kg)以及陽(yáng)極活性物質(zhì)鋅具有豐富易得、成本低等優(yōu)點(diǎn)而成為廣受關(guān)注的二次電池。但鋅-空氣電池的鋅陽(yáng)極還存在枝晶生長(zhǎng)、形變、析氫自腐蝕等問題,特別是鋅枝晶生長(zhǎng)對(duì)鋅-空氣電池的循環(huán)壽命影響較大。本文首先基于電化學(xué)相場(chǎng)理論建立鋅-空氣電池枝晶生長(zhǎng)模型,并應(yīng)用模型研究充電時(shí)間、各向異性強(qiáng)度及電解液溫度對(duì)鋅枝晶形貌和生長(zhǎng)高度的影響規(guī)律。最后設(shè)計(jì)了提升電解液溫度、流動(dòng)電解液、脈沖充電等實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論模擬。結(jié)果表明:鋅枝晶的生長(zhǎng)主要受擴(kuò)散和傳質(zhì)過程控制,抑制鋅枝晶生長(zhǎng)的最佳電解液溫度為343.15 K,最佳電解液流速為40mL/min,最佳脈沖充電方式為靜置5 s、正向脈沖10 s、靜置5 s、反向脈沖10 s。