SnO2质量分数对锌负极用SnO2/ZnO材料结构及电化学性能的影响

• 作者: 程皓 郭伟昌 汪滔 李铮 田忠良
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 锌负极 二氧化锡 锌镍电池 微观结构 电化学性能
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 矿业工程? 冶金工程? 环境工程? 化学与化学工程? 材料科学与工程|Mining Engineering, Metallurgical Engineering, Environmental Engineering, Chemistry and Chemical Engineering, Materials Science and Engineering
• 页码范围: 418-425
• 页数: 8页
• 分类号: TM911
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2022.02.006

摘要

以ZIF-8为载体,将吸附?还原法与热处理相结合,制备SnO2/ZnO材料并用作锌镍电池负极.通过优化热处理工艺获得粒径、形貌均匀的SnO2/ZnO材料,然后通过XRD、SEM、循环伏安法和恒电流充放电测试研究SnO2质量分数对SnO2/ZnO材料物相结构、微观形貌及电化学性能的影响.研究结果表明:当温度为800℃,热处理时间为9 h时,所制备的SnO2/ZnO材料物相单一,形貌均匀,平均粒径为22.4 nm;当SnO2/ZnO材料中SnO2质量分数从7.7％增加至23.0％时,颗粒粒径先减小,后团聚现象增加,用作电池负极时平均放电比容量先增加至600 mA·h/g后减小至535 mA·h/g,且电池极化先减小后增加,稳定性也随之先提升后变差;当SnO2/ZnO材料中SnO2的质量分数为15.1％时,用作锌镍电池负极所表现的性能最佳,即循环伏安曲线阴阳极峰电压差为0.2810 V,第50圈的中值电压差为0.3145 V,在659 mA/g的电流密度下循环时平均放电比容量为600 mA·h/g,200圈后的容量保持率为93.66％.锌负极的放电比容量及循环稳定性得到较大提升,主要是因为SnO2在电池工作过程中形成金属锡,提高负极的析氢过电位,改善了负极的导电性.