锌镍电池由于理论比能量高,理论电压高,比功率高,成本低廉(锌价格相当低廉)及无环境污染等优点,被视为电动车辆所用动力电池的候选者之一.但到目前为止,这种电池尚未实用化,主要原因是由于锌电极在循环过程中,特别是深度放电情况下(DOD≥80﹪)易产生形变、枝晶和腐蚀等问题而导致了较短的寿命.尽管人们对锌电极存在的形变、枝晶和腐蚀等问题进行了大量研究,但目前,这些问题仍没有得到很好的解决,该实验组早先的研究发现,稀土添加剂能提高锌电极的性能,因此该论文针对锌电极存在的问题,把稀土氧化物添加到锌电极中并研究其作用机理,另外对有机缓蚀剂对锌电极的缓蚀效果也进行了初步探讨.首先,采用平板电极代替多孔电极研究稀土氢氧化物对锌电极的影响,用阴极极化在平板锌电极上覆盖一层稀土氢氧化物膜La(OH)<,3>或Ce(OH)<,3>,电化学测试结果表明,这层膜能抑制锌酸根离子的迁移,而使OH<->透过,改善了锌电极的充电过程;能提高锌电极的析氢过电位,抑制锌腐蚀;同时在改善锌沉积形态,抑制枝晶生长,都显示出较好的效果.其次,向锌酸钙电极中添加稀土氧化物,并用循环伏安法和复合电沉积法进行研究,结果表明,La<,2>O<,3>或CeO<,2>也能改善锌沉积形态,提高循环性能.为了将稀土氧化物应用到实际电池体系中,组装了500mAh液密型锌镍二次电池,恒电流充放电实验结果表明,稀土添加剂可以提高电池的循环寿命,尤其是混合添加剂(稀土氧化物和PbO)能显著提高电池高倍率放电性能,同时延长电池循环寿命.这些研究成果都是未见文献报道过的.最后,为了验证添加稀土氧化物的锌电极在大电池中的性能,装配了设计容量为10Ah液密型锌镍二次电池,实验结果表明,电池具有高倍率放电性能和良好的低温放电性能.电池在-10℃时的放电容量为室温放电容量的68﹪,甚至在-20℃时,仍为室温放电容量的38﹪,这不仅验证了该论文研究成果的可行性,也为锌镍电池的生产应用提供实验依据.为了抑制锌电极的自放电,研究了CTAB,TBAB及TU三种锌电极缓蚀剂.电化学测试结果表明,CTAB,TBAB及TU对锌电极均有一定的缓蚀效果,同时改善了锌沉积形态,抑制了锌枝晶的生长,但TU的作用机理不同于CTAB、TBAB.稀土氧化物添加剂能显著提高二次锌电极的高倍率放电性能和循环寿命,有望应用到实际密封锌镍二次电池中.