离子液体用作锌空气电池电解液的应用研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:rsilent
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锌空气电池以高能、低价、绿色、安全的特点,成为一类重要的储能电池,但其电解液存在水分蒸发、与空气中CO2反应生成沉淀堵塞电极孔等缺陷,这成为制约其发展的缺陷之一。而离子液体电解液凭借低蒸气压、高稳定性等特点,成为电解液领域的一个研究热点。本文开发了一系列以离子液体为基体溶剂的电解液,研究了它们作为锌空电池电解液的相关电池性能,开展的主要研究工作如下:(1)合成了[Emim]SCN、[Bmim]SCN、[Emim]DCA、[Emim]Ac 四种低粘度离子液体,并将其作为锌空电池的电解液,测定了物理及电化学相关性质。结果表明当温度升高时,其粘度不断减小,电导率则随之增大。其中[Emim]DCA电导率性能最好,且其粘度、电导率与温度之间均符合Arrhenius公式所描述的规律;纯离子液体电解液对氧气溶解量与压力呈正相关关系,[Emim]DCA的氧气吸收量最高,而[Emim]SCN的氧气吸收速率最高;4种纯离子液体作为电池电解液时的充放电性能排序为[Emim]DCA>[Emim]SCN>[Emim]Ac>[Bmim]SCN,且[Emim]DCA 与[Emim]SCN作为电解液时的电池循环数最大且相近,达180次以上。(2)研究了 ZnAc+[Emim]DCA、ZnSO4+[Emim]DCA 二元电解液体系的物理及电化学性质。结果表明,随着金属盐含量的升高,二元电解液体系的密度和粘度均增大,电导率和氧气溶解量则逐渐减小。二元体系粘度与金属盐含量之间的关系符合Jones-Dole方程的拟合结果;此外当二元体系中的金属盐浓度相同时,ZnSO4/[Emim]DCA电解液的电导率相对更高;最后,相比于纯离子液体电解液,二元体系电解液的电化学性能更优,当两种金属盐的浓度均为0.1 mol/L时,ZnSO4/[Emim]DCA电解液的电池充放电表现相对更优,且当ZnSO4的浓度为0.2mol/L时,电池的充放电与循环性能均最优。充放电电压分别为1.8、0.92 V,循环达323次以上。(3)实验研究了[Emim]DCA+ZnSO4+H2O、[Emim]DCA+ZnSO4+二乙二醇甲醚两种三元电解液的物理及电化学性能。结果表明,水能够有效地增加电解液体系的电导率,在水浓度为0.1 M的情况下,体系电导率达到最高值,为93.1 mS/cm。二乙二醇甲醚的添加则略微减小了电解液体系的电导率。此外水/离子液体体系的全浓度电导率符合Casteel-Amis公式的拟合结果;当三元电解液体系中含有0.3 mol/L水时,其对氧气的吸收量最高;此外,相对于二元电解液体系,添加剂的使用有助于改善电解液的电化学性能,当0.6 mol/L水+0.2 mol/L ZnSO4+[Emim]DCA作为电解液时,电池充放电性质及循环数相对最高。研究结果表明,电解液电化学性能排序为三元体系>二元体系>一元体系,当0.6 mol/L水+0.2 mol/LZnSO4+[Emim]DCA作为电解液时性能最好,电池充放电电压分别为1.97、1.22 V,循环300次以上。
其他文献
目的将消化内镜下缝合术运用于十二指肠巨大穿孔,采用内镜下闭合穿孔来避免外科手术。方法单腔镜下运用尼龙圈联合钛夹闭合十二指肠穿孔。结果该组5例十二指肠巨大穿孔的患者
<正>题目已知抛物线C:y~2=2px经过点P(1,2),过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A, B,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N.(Ⅰ)求直线l的斜率的取值范围;(Ⅱ)设O为原点
目的探讨中医护理在改善肝阳上亢型高血压睡眠障碍患者睡眠质量中的效果。方法本次医学研究选择2014年1月—2015年1月收治的100例肝阳上亢型高血压睡眠障碍患者为观察对象,随
为了消除行波波速不确定性和线路弧垂对双端输电线路行波故障定位造成的误差影响,提出了一种在输电线路中间某一位置增加一个检测点的三测点定位方法;该方法首先对电流行波信
在移动互联网时代,信息的呈现方式与传播途径发生了重大变革。微课作为传递信息的一种模式,在新的时代背景下,面临着利用率低、缺乏交互、用户体验较差等困境。文章从如何提
针对光伏系统,提出一种基于指令信号生成的二极管钳位型三相四线逆变系统结构。通过建立相应的仿真模型,对三相四线光伏并网逆变系统的工作原理进行了深入的分析。最终仿真结
随着石油、天然气运输管道服役年限的增加,用于管道检测、探伤、封堵、清洁等各种类型的管道机器人的需求也急剧增长。对于远距离定点作业的管道机器人,无法依靠线缆等方式与
总体把握习近平新时代中国特色社会主义思想的内涵要义及其对马克思主义理论的创新发展,是这一思想融入"马克思主义基本原理概论"课教学的前提。习近平新时代中国特色社会主
<正>《表面技术》(月刊)由中国兵器工业第五九研究所主办,创刊于1972年,是全面介绍金属和非金属表面处理技术的中、高级专业技术刊物。本刊为全国中文核心期刊、中国科技论文
介绍了接触式串焊机的焊接特点,说明了导致虚焊的多种原因及对应的判别方法,并给出虚焊的调整方法。