近年来随着新能源需求的持续增加,传统的不可再生的能源储量却不断在减少,能源危机已经开始出现,寻求新的能源代替石化能源显得尤其重要。锌空气二次电池以其高比容量、不燃爆、低成本、绿色环保等特点非常适宜作城市电动车的动力来源。本论文主要是针对锌空气二次电池循环性能受到析氢腐蚀影响以及电池的充电电压过高、能耗大等问题,研究锌空气二次电池的阴阳极制备。采用冶金电化学的方法,研究了镍阴极上电沉积β-PbO₂和锌阳极上修饰锡、铋金属对锌空气电池性能的影响。具体研究内容如下:⑴在二氧化铅阴极制备实验中,研究了电流密度对β-PbO₂电沉积层形貌的影响及所制电极的电化学性能的影响。实验结果显示,电流密度为20 mA/cm²时,二氧化铅镀层的晶粒最小,表面最平整光滑,而且阴极表面用二氧化铅修饰后,阴极的析氧电位降低0.15 V,说明二氧化铅电极能降低阴极的析氧电位,即降低充电电压和能耗,因此本实验条件下,电流密度为20 mA/cm²时的效果最好。⑵在镀铋锌阳极的制备及性能研究中,主要研究了铋离子浓度对铋金属电沉积的影响及电解液中氧化锌浓度对镀铋锌阳极析氢性能的影响。运用LSV、EIS、XRD、SEM等方法对实验结果进行了表征。实验结果表明:硝酸铋浓度为50 g/L时,镀层形貌较好,向电解液中加入20 g/L的ZnO时,镀铋锌阳极上析氢电位较高。⑶在镀锡锌阳极的制备及性能研究中,主要研究了添加剂明胶对锡电沉积的影响及镀锡锌阳极的电化学性能。实验结果表明:锡的电沉积遵循三维瞬时成核生长的电结晶机理、明胶能提高锡沉积电位,改善锡镀层的形貌结构,金属锡能提高析氢电位,减少析氢腐蚀。⑷对锌阳极、镀锡或铋锌阳极进行了电化学性能比较,相对于锌阳极而言,镀锡锌阳极能提高析氢反应电位,镀铋锌阳极却降低了析氢反应电位。用铜、锡、铋三种电极作为阳极,镍电极或β-PbO₂电极为氧析出阴极,空气电极这三者组成锌空气二次电池测试其充放电性能。实验结果表明:二氧化铅阴极能降低电池的充电电压,镀锡锌阳极能改善电池的充放电性能,而镀铋锌阳极却与镀锡锌阳极效果刚好相反。综合可以得出,锌空气二次电池选用二氧化铅析氧阴极和镀锡锌阳极时的充放电性能最好。