有关纳米材料在电池中的应用

1、有关纳米材料在电池中的应用摘要：纳米材料的小孔径效应和外表效应与化学电源中的活性材料非常相关,作为电极的活性材料纳米化后,外表增大,电流密度会降低,极化减小,导致电容量增大,从而具有更良好的电化学活性。特别是最富特征的一维纳米材料纳米碳管在作为新型贮锂材料、电化学贮能材料和高性能复合材料等方面的研究已获得了重大打破,因此开拓了全新的科学研究领域。1碱性锌锰电池材料11纳米级-2夏熙等利用溶胶凝胶法、微乳法、低热固相反响法合成制得纳米级2用作碱锰电池正极材料。发现纯度不佳,但与以最正确配比混合,可大大进步第2电子当量的放电容量,也就是可出现混配效应。假设制得的纳米2纯度高时,本身的放电容量即优于

2、。12掺改性纳米2夏熙等通过参加23合成得到改性2,采用纳米级和微米级改性掺2混配的方法,放电容量都有不同程度的进步,并且存在一个最正确配比。通过掺在充放电过程中形成一系列不同价态的复合物的共复原和共氧化,有效抑制34的生成,可极大地改善电极的可充性。13纳米级-2采用固相反响法合成不含杂质阳离子的纳米2,粒径小于50,其电化学活性较高,放电容量比常规粒径更大,尤其适于重负荷放电,表现出良好的去极化性能,具有一定的开发和应用潜力。14纳米级碱锰电池中的电液要参加少量的,以抑制锌负极在电液中的自放电。在电液中的分散越均匀,越有利于控制自放电。纳米在我国已应用于医药等方面。由于碱锰电池朝着无汞化开

3、展,采用纳米是可选择的方法之一。应用的关键是要注意纳米材料的外表改性问题。15纳米级2323是碱锰电池的无机代汞缓蚀剂的选择之一,目前已开发并消费出无汞碱锰电池用高纯纳米23,该材料具有比外表积大,分散性好,缓蚀效果更佳的特点,应用于无汞碱锰电池具有良好的抑制气体产生的作用。2在/电池中的应用21纳米级()2周震等人用沉淀转化法制备了纳米级()2,并发现纳米级()2比微米级()2具有更高的电化学反响可逆性和更快速的活化才能。采用该材料制作的电极在电化学氧化复原过程中极化较小,充电效率高,活性物质利用更充分,而且显示出放电电位较高的特点。赵力等人用微乳液法制备纳米()2,粒径为4070。该方法较

4、易控制纳米颗粒粒径大小,并且所制得的纳米材料呈球型或椭球形,适用于某些对颗粒状有特殊要求的场合,如作为氢氧化镍电极的添加剂,按一定比例掺杂,可使()2的利用率显著进步,尤其当放电电流较大时,利用率可进步12%。22纳米晶贮氢合金陈朝晖等利用电弧熔炼高能球磨法制备出纳米晶56,平均粒径约20,采用该材料制备的电极与粗晶5制备的电极相比,具有相当的放电容量,更好的活化特性,但其循环寿命较短。3锂离子电池材料31阴极材料纳米2夏熙等用凝胶法制备的纳米2,放电容量为103/,充电容量为109/,长平台在39处,有明显进步放电平台的效果,循环稳定性也大为进步,但未见有混配效应。低热固相反响法合成纳米2,

5、发现了混配效应:以一定比例与常规2进展混配,做成电池测试,充电容量可达132/,放电容量为125/,放电平台在39,由于纳米颗粒增大了比外表积,令+更易嵌入和脱出,削弱了极化现象,循环性能比常规2明显进步,显示出较好的性能。32纳米阳极材料4电容器材料由可充电电池和电容器共同组合的复合电源系统引起了人们的浓重兴趣,特别是环保电动汽车研究的兴起,这种复合电源系统可在汽车启动、爬坡、刹车时提供大功率电源,因此可以降低电动车辆对蓄电池大功率放电的限制要求,大大延长蓄电池循环使用寿命,从而进步电动汽车的实用性。近年来以纳米碳管为代表的纳米碳材料的研究和作为电极材料的应用,为更高性能的电化学超级电容器的

6、研究开拓了新的途径。清华大学用催化裂解丙烯和氢气混合气体制备碳纳米管原料,再采用添加粘结剂或高温热压的工艺手段制备碳纳米管固体电极,通过适当的外表处理,制得的碳纳米管电极具有极高的比外表积利用率。用纳米碳管和2的复合电极制备双电层法拉第电容器,在纳米碳管比外表积为1502/时,电容量可达20/左右。清华大学已经制备出电容量达100的实验室样品。在充分利用纳米材料的外表特性和中空构造上,纳米碳管是目前最理想的超级电容器材料。5完毕语材料的先进性必然会推动电池的先进性,因此纳米材料技术在电化学领域具有非常广阔的前景,不仅可使传统的电池性能到达一个新的高度,更有望开发出新型的电源。由于纳米材料的研究目前大多处于实验室阶段,因此如何制得粒径可控的纳米颗粒,解决这些颗粒在贮存和