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超铁电池自上世纪九十年代被报道以来,即以诸多诱人的优势成为电池领域研究的新热点,被认为是电池技术的革命性成果。然而受高铁酸盐本身不稳定、易分解等缺陷的制约,超铁电池一直未能发挥它的优势,实现广泛应用。保护膜的应用为提高高铁酸钾的稳定性提供了一个理想的选择。本文采用钇参杂氧化锆(Zr/Y)包覆高铁酸钾来提高其稳定性。论文首先研究了Zr/Y的包覆工艺,然后对包覆高铁酸钾的电化学性能以及组装成纽扣电池后的放电性能进行了系统的研究。本文以高铁酸钾作为包覆对象,采用ZrOCl2和Y(NO3)3作为包覆原料进行无机包覆。研究了Zr和Y的用量、包覆高铁酸钾的干燥温度以及包覆过程中pH的调节等包覆工艺对高铁酸钾放电测试的影响。研究结果表明,在室温条件下,最佳包覆工艺条件为:m(ZrOCl2.8H2O):m(K2FeO4)为2:1003:100,n(Y):n(Zr)为9:100,包覆pH值为78,干燥温度应设为60℃。随后,以锌为负极,组装成模拟电池并对包覆高铁酸钾正极材料进行了放电测试,结果表明:在干燥的空气中保存四个月后包覆高铁酸钾电极的放电效率仍能维持50%以上;同样,在饱和KOH中,保存两周后包覆高铁酸钾放电效率仍能维持63%;在10mol.L-1的KOH电解液中放电,包覆高铁酸钾电极放电比容量可达到206mAh.g-1;这些研究结果表明,ZrO2膜中Y的掺杂,明显改善了高铁酸钾的放电过程。此外,通过对高铁酸钾电极材料交流阻抗和循环伏安的研究可知,对高铁酸钾进行Y掺杂ZrO2包覆,可以在保证原有Zr包覆对高铁酸钾稳定性能的基础上降低了复合膜的本身带来的电阻,改善了电子在电极材料内部的传输能力,因而大大提高了高铁酸钾电极材料的放电性能。最后,将包覆高铁酸钾电极材料组装成纽扣电池,对导电剂的种类和用量进行了研究,同时研究了不同的隔膜,最后选择乙炔黑和聚丙烯无纺布接枝膜作为组装纽扣电池的最佳选择。同自组装碱性锌锰电池放电的进行比较,在放电容量、放电电压平台的高低和稳定性等方面,高铁酸钾纽扣电池要比碱性锌锰电池的放电性能优越许多。