一、提高碱锰电池放电性能的研究进展(上)（论文文献综述）
魏朋亮[1]（2021）在《新型二氧化锰复合碳材料的制备及用于碱性锌锰电池提升电池放电性能的研究》文中研究说明随着电子工业的快速发展,各种小型电子产品层出不穷,对一次电池的性能提出了更高的要求。碱性锌锰电池由于技术成熟、性能稳定、安全可靠、使用方便,且不含铅、汞、镉等重金属有害物质,对环境友好,已成为消费者日常生活中不可或缺的易耗品。尽管碱性电池综合性价比高,但容量偏低、正极环电子电阻大、高功率放电极化严重、放电后期电压下降快和能量利用率低等问题,使其难以满足现代各式用电器件的需求,碱性锌锰电池的性能提升迫在眉睫。石墨烯由于其特殊的二维单原子层结构特征使它在电学方面具有优异的性能,室温下电子迁移率可达到20000 cm2·V-1·s-1,理论比表面积高达2600 m2·g-1等。正是由于这些特点使其在电化学储能等领域具有广阔的应用前景。为了提升碱性电池的放电性能,本文从正极材料改性入手,以降低电池正极环电子电阻为目标,将通过液相剥离法制得的石墨烯微片引入正极导电剂中,并采用新的混料方式来提升石墨烯在正极混合粉体中的分散性,促进石墨烯对正极活性物质的包覆,以充分利用石墨烯优异的电学性质来提高正极材料的导电性能。本论文的具体研究工作如下:（1）基于液相剥离法,利用N-甲基吡咯烷酮（NMP）和水的混合溶液对石墨进行液相剪切,首先研究了不同质量分数NMP的加入对剪切效率和剪切浓度的影响。结果表明,在剪切过程中引入NMP可以很好地提高石墨的剪切效率以及混合溶液中石墨微片的浓度。在成本可控的范围内,当NMP添加量占混合溶剂的20%时,经过1-2 h的剪切便可将初始粒径较大的石墨材料剪切为33μm左右的石墨微片。再经过一段时间的超声处理,石墨微片粒径继续降低至20μm,说明混合溶剂可以很好地插入石墨片层中间。所制备的混合浆料中石墨微片浓度最高可达3%。（2）利用微射流均质技术,研究了小粒径炭黑的引入以及均质压力对石墨微片的剥离效率、所得石墨烯电导率以及石墨烯浆料稳定性的影响。实验结果表明,当小粒径炭黑加入量占石墨的0.5-1%时,800 bar的压力下经过5-6次的均质便可将石墨微片粒径减小至D50为7-10μm,剥离效率和剥离效果均大幅提升。通过表征,所制备的高固含石墨烯浆料分散均匀且稳定,1个月内无沉降。经过喷雾干燥制得的石墨烯粉末,片层薄,杂质含量低,水分含量为0.37%,松装密度为0.02 g·m L-1,粉末电导率达到800-900 S·cm-1。（3）将石墨烯作为导电剂的组分与二氧化锰进行复合,得到复合正极材料,并将其用于碱性锌锰电池,进行电池放电性能测试。结果表明,当导电剂用用量占电池正极质量的6%,石墨烯添加量为导电剂用量的10-30%时,可明显降低LR6型碱性锌锰电池正极电阻,电池的新电性能及放电性能均有所提高,尤其大电流放电性能提升了5-10%。
陈书科,李国新[2]（2020）在《高锰酸钠对电解二氧化锰放电性能的影响》文中进行了进一步梳理在电解二氧化锰（EMD）后处理中和工序加入高锰酸钠,通过检测其开路电压及模拟电池的放电性能,得到高锰酸钠对电解二氧化锰放电性能的影响。经验方程ΔOCV=-0.0033a2+1.2637a-3.412可以很好地表示开路电压的变化量与高锰酸钠加入量的关系。在实验范围内,高锰酸钠加入量在6.9μmol/g MnO2时所得电解二氧化锰的电性能与原样相比都较好。
陈玉亮[3]（2016）在《电解锰阳极泥中MnO2晶型调控规律及放电性能研究》文中研究指明电解锰阳极泥（Electrolytic manganese anode slime,EMAS）是电解生产金属锰时产生于阳极室的一种固体废弃物,其含大量锰及其它有价元素。随着我国电解金属锰产业的快速发展,电解锰阳极泥无害化处理以及高效资源化利用等问题也日益突出。据现今冶炼技术,每生产1 t电解金属锰会产生50150 kg的电解锰阳极泥。因经济与技术的原因,企业对其处理方式依旧为除少数作为添加剂应用于炼钢用外,绝大部分仍作为固体废弃物被堆存或廉价销售,其附加值不高。故对电解锰阳极泥的高效资源化利用研究不仅可以降低环境污染,也是推动行业发展的有效途径。本文针对重庆秀山某电解金属锰厂的电解锰阳极泥,首先利用多种物理、化学分析手段对其基本理化性质进行分析,随后采用高温焙烧工艺对电解锰阳极泥中的MnO2进行晶型调控,并使用酸洗除杂,研究MnO2晶型、晶体形貌、孔径分布、化学组成等对放电性能的影响,得到实验结论如下:本文所使用的电解锰阳极泥为灰黑色、泥糊状的颗粒物质。其中包括Mn、Pb、Se及Fe、Mg、S等元素,其中总Mn含量为46.76 wt%、Pb含量为6.55 wt%、Se含量为0.28 wt%。在电解锰阳极泥中MnO2晶型调控提高其放电性能的研究中,优化了焙烧温度以及焙烧时间,确定400℃作为MnO2晶型调控的最佳温度及相应的实验条件。探究酸洗除杂提高其放电性能的实验中,探究了酸洗液固比、酸洗温度、硫酸浓度、酸洗时间等实验条件。由优化实验结果得知,电解锰阳极泥中MnO2晶型调控与酸洗除杂活化的反应条件:在400℃条件下焙烧1 h,再经过1 mol·L-1的硫酸溶液以液固比为8及反应温度为25℃（常温）的条件下反应0.5 h。经过MnO2晶型调控与酸洗除杂后的电解锰阳极泥中的MnO2颗粒分布均匀,有较规则的晶体形貌,晶体间隙明显减小,比表面积由33.11 m2·g-1增加至93.53 m2·g-1,微孔孔容由0.0129cm3·g-1增加到0.0362 cm3·g-1,其组装成模拟碱锰电池后,其比容量达到249.65mAh·g-1。在实验过程中,采用XRD、BET、XRF及SEM等分析方法对电解锰阳极泥中MnO2晶型调控及酸洗前后的物相组成、孔径分布、化学组成与表面形貌等进行了对比分析。研究确定:电解锰阳极泥中MnO2经晶型调控后,其中的γ-MnO2、δ-MnO2晶型转变为α-MnO2晶型。α-MnO2晶型的存在使得电解锰阳极泥掺杂于碱锰电池正极材料时,碱锰电池的放电性能得到提高。同时,使用硫酸溶液对电解锰阳极泥中的非导电类氧化物及部分阳离子进行溶解后,纯化后的电解锰阳极泥能够改善其作为碱锰电池正极活性材料的放电性能,从而实现电解锰阳极泥的无害化处理及高效资源化利用。
周合兵[4]（2012）在《碱性锌电池新型代汞技术及其机理研究》文中进行了进一步梳理锌由于具有独特的优点被广泛用作碱性电池的负极材料，但碱性锌电池都存在负极自放电及可充性差等问题，汞在过去成为解决这些问题的有效添加剂。出于环保的考虑汞逐渐被其他含铟添加剂取代，但人们对铟在KOH溶液中的电化学行为知之甚少，对铟的使用也比较单一，铟的价格上涨很快。因此，开发廉价、环保和高效的代汞、代铟添加剂已成为碱性锌电池发展的新挑战。本文明确了铟在KOH溶液中的电化学行为，提出了几种使用铟的新方法，开发了几组极具应用前景的代汞、代铟新型复合缓蚀剂并初步明确了其缓蚀机理。研究结果显示：（1）铟的阴极行为主要受电化学反应步骤控制。活化区铟的阳极氧化属于溶解-沉积机理，较低电位下，表现为一电子反应，较高电位下，表现为三电子反应，生成在碱液中会发生溶解的[In（OH）3]ad。第二个阳极峰是OH-透过电极表层[In（OH）3]ad与基体铟氧化为In2O3的结果，但低电位下的钝化膜是[In（OH）3]ad和In2O3的混合物，较高电位下则几乎完全为In2O3，第二个阳极峰形成的钝化膜也会发生溶解。（2）探讨了两种镀铟方法，无论是在锌表面化学镀铟还是电化学镀锌铟合金都简单易行。锌表面化学镀铟有效抑制锌自腐蚀共轭反应的两支，镀In层越厚，抑制作用越明显。厚度适中的镀铟层在锌的活化初期能提高它的活性，扩大其活化电位区间，推迟其钝化电位，减小其钝化电流，极大地提高了锌的可充性能，这在二次锌电池中的应用很有意义。电镀锌铟合金，镀时越长，合金中的铟含量越高。电镀锌铟合金能有效提高锌表面的析氢过电位，增大锌阳极极化电阻，抑制锌自腐蚀共轭反应的两支。适量的铟含量能有效改善锌的放电性能，扩大其活化电位区间，提高放电容量，推迟阳极钝化，提高锌的充放电性能，但铟含量过高却会抑制锌的正常放电及其充放电性能。（3）开发研究新型无汞化扣式锌锰电池技术，在不影响电池性能、不增加成本而且环保的前提下，对负极集流体进行表面处理，采用锌部分取代铟，通过反应结合成Zn-In化合物或合金到集流体铜表面，制备出了一种性能良好的高氢过电位材料，有效地抑制了电池气胀。（4）咪唑（IMZ）和聚乙二醇600（PEG600）能在一定程度上抑制锌腐蚀。IMZ主要是通过抑制锌的阳极氧化，而PEG600主要是通过抑制阴极析氢反应来抑制锌的腐蚀。由IMZ和PEG600组成的复合添加剂在抑制锌腐蚀方面发生了协同效应，协同效应主要是由两者结构上的差异造成的：IMZ是环状结构而PEG600是链状结构，IMZ通过N原子而PEG600通过O原子与锌结合，提出了复合添加剂在锌表面的吸附模型。IMZ和PEG600在碱性锌电池中作为汞的替代添加剂不仅能提高抑制锌腐蚀的效率，而且能提高电池的放电性能。（5）PEG600或Tween20通过抑制锌电极表面的析氢反应在一定程度上抑制锌腐蚀。由PEG600和Tween20组成的复合添加剂对抑制锌腐蚀存在明显的协同效应。Tween20的极性强于PEG600，因此它优先吸附在锌电极的表面，但它由于结构的多枝性而不能将锌表面完全覆盖，线性的PEG600则能吸附在锌表面剩余的活性位点上，提出了复合添加剂在锌表面的吸附模型。由PEG600和Tween20组成的复合添加剂有望在碱性锌电池中作为代汞添加剂。
唐录[5]（2012）在《碱锰电池重负载放电电极极化及其抑制的研究》文中进行了进一步梳理碱锰电池功率密度的进一步提高，是该系列电池研究的前沿。为弄清高功率碱锰电池功率密度远远高于常规电池的原因，研究了在电池工作的同时同步测定其两极电位变化的方法，并通过选定的方法测定了高功率碱锰电池和普通碱锰电池在重负载放电时两极电位的变化，找出了两种电池在放电过程中正负极电位变化的差异；进一步使用不同的锌粉、不同的电解液、不同用量的添加剂A及不同含量的ZnO和不同的电解二氧化锰制作电池，用选定的方法研究了电池重负载放电时两极电位随放电时间的变化曲线，对不同材料对电极电位变化的影响及作用进行了探讨，对进一步提高碱锰电池功率密度的途径进行了探索。研究发现：采用外置Hg-HgO参比电极的方法与内置铂丝参比电极的方法相比，前者测试出来的曲线波动小，在分析电位降时要比后者准确。采用外置Hg-HgO参比电极的方法在1.5W恒功率放电条件下同步测定了两种电池两极电位变化曲线，从测试结果可以得出电池脉冲电压降幅及其变化速率是影响电池大电流脉冲放电性能的主要因素。该方法清晰地揭示：具有优异的高功率放电性能的电池，其性能的大幅提高，主要得益于更好地抑制了电池脉冲电压降幅及其增大速率，尤其是在电池放电的中、后期更好地减缓了正负极电位下降（上升）的幅度及其上升速率。通过分电极测试方法同步测定了负极电位随放电时间的变化曲线，研究了不同负极材料在1A间放时的电位变化曲线，发现增加细锌粉颗粒的含量及比表面积有利于电池重负载放电，电池负极电位变化曲线显示在中后期其电极电位降值变小；电解液浓度为31%、33%时，负极电位降值上升趋势平稳，没有出现突然上升的情况，当电解液浓度大于35%时，大电流放电时，在放电中后期会出现电位降突然上升的趋势，其原因可能是在放电中后期电解液浓度过大，负极极化突然增加，致使电位降值突然上升；添加剂A在电池重负载放电时的主要作用是在放电中后期对电极极化起到了很好的抑制作用，但是其用量应当适当，用量太少达不到减少极化的效果，用量太多反而会带来负面效果；ZnO在电解液中能够对电池负极锌粉起到一定的缓蚀作用，但是由于其本身在碱锰电池中不具活性，用量过多会使电池电压降低，并且会影响电池间歇放电时电压的恢复，实验中ZnO的用量在电解液中的浓度为2%-3%时最合适。通过分电极测试方法同步测定了正极电位随放电时间的变化曲线，研究了两种材料物性不同的EMD在IEC1.5W恒功率放电和1A间歇放电制度下，放电截止至电池电压0.85V，两种材料对电池性能的影响。A制作的LR6电池其1.5W恒功率放电时间与普通EMD相比，提高了53.5%，1A间放性能提高了10.9%。其电位变化曲线显示：A在放电过程中期，正极电位降及正极电位降幅得到了大幅度的减小，从而延长了二氧化锰的放电平台，提高了二氧化锰的利用率。测试了两种材料的物性，发现两种材料在颗粒形貌、晶型组成、粉体水分含量等方面有诸多差异，这可能是导致两种材料电性能差异的重要因素。同步测定并分析电极电位在重负载放电过程中的变化曲线，可以清楚地观察不同电池材料在电池反应过程中所起的作用，对电池材料选择和电池配方优化有着一定的指导作用。
唐录,金成昌,王建文[6]（2011）在《脉冲放电时碱锰电池电极电位的同步测定》文中指出通过在LR6电池正极开孔,以Hg-HgO电极为参比电极,KOH溶液为电解液,获得了普通碱锰电池和高功率碱锰电池在高功率放电过程中正、负极电位随时间的变化曲线。具有高功率放电性能的电池更好地抑制了电池脉冲电压降幅及其增大速率,尤其是在电池放电的中、后期,更好地抑制了正、负极电位下降（上升）的幅度及上升速率。
王力臻,韩艳娟,陈水标,吴涛[7]（2011）在《LR6型碱锰电池150mA恒流连放过程的研究》文中指出采用恒流放电和交流阻抗技术研究碱锰电池150 mA连续放电过程中正负极电化学行为的变化。结果表明:在LR6型碱锰电池150 mA连续放电过程中,电压的变化主要由正极极化引起的;而在放电末期,电压的下降主要是由负极区碱浓度的降低以及负极阻抗的升高所引起的。
陈慧清[8]（2011）在《碱锰电池正极材料用膨胀石墨包覆二氧化锰的复合化研究》文中研究指明机械干式冲击复合法是提高和改善颗粒复合化的有效手段之一。与传统混合工艺对比,通过PCS（机械干式冲击复合法之一）进行包覆,可使膨胀石墨微粉粒子粘附或嵌入二氧化锰粒子表面,使两者的分散更均匀。由于影响膨胀石墨/γ-MnO2复合粉体的电性能因素众多,其中除了原料的电导率和颗粒粒径之外,包覆粒子在基体间的分散和包覆状况、锰环的孔隙率也是很重要的两方面。因此,若能实现包覆率和孔隙率的最优化,则有利于膨胀石墨/γ-MnO2复合粉体包覆工艺的深入研究,对改善碱锰电池正极材料的电性能也有积极的作用。本文结合大量的实验研究和定量分析,通过性能表征和相关实验的研究,取得了的相应的成果。研究结果表明:（1）膨胀石墨的粒径分布较窄,平均粒径也较小,分散效果较佳,比微晶石墨更适用于电解二氧化锰的包覆。（2）随着PCS转速和处理时间的增大,颗粒受到的冲击能越大,颗粒越密实,混合粉体的包覆效果越好,但锰环的孔隙率也随之下降,不利于电化学反应的进行。转速较高（≥1500rpm）或较低（600rpm）时,电池的开压和放电次数均偏低,内阻偏大;当处理时间为8min时,复合粉体包覆不够均匀;为12min时,复合粉体内细小颗粒发生团聚。当转速为1000rpm,处理时间为10min时,其开压和放电次数达最大。（3）过量的硬脂酸锌会增大复合粉体的内阻,过少的硬脂酸锌不利于锰环的脱模,最佳的硬脂酸锌与锰粉的配比为0.5:100。经预热的混合粉体,由于硬脂酸锌的融化,使颗粒间易发生吸附团聚现象,从而降低粉体流动性,不利于膨胀石墨的分散。（4）锰粉与膨胀石墨的配比为100:7时,电池的放电性能最佳,增加或减小此配比,均会降低其放电能力。综上可知,当PCS转子转速为1000rpm,处理时间为10min,二氧化锰、膨胀石墨和硬脂酸锌的质量分数比为100:7:0.5（4#-1）时,混合粉体的复合率和孔隙率的组合较优,电性能也较佳。其开压和放电次数比A电池公司生产的电池分别提高了3.79%（0.06V）和29.3%（29次）,内阻减小了18.3%（11.8?）。
夏熙[9]（2009）在《锰基化合物在化学电源中的优势与潜力（Ⅰ）》文中提出当前化学电源中的正极材料,大都使用过渡元素氧化物或其衍生物,与它们相比,锰基材料更具优势。在化学电源中应用最广的锰基材料是MnO2,可用于碳锌电池、碱锰电池、锂锰电池及可充碱锰电池等。各类晶型MnO2的结构研究透彻,它们可以互相转变,并可制备Li-Mn-O化合物,如尖晶石型LiMn2O4、层状结构的LiMnO2以及层状-层状复合物。Mn基材料用于动力锂离子电池的优势是资源丰富、价格低廉、无毒及对环境友好,作为动力电池材料的安全性能好。与Li-CoO2相比,优势明显。
陈素林[10]（2009）在《锌铬电池的研究》文中认为本论文工作中,主要研究了作为锌铬电池阴极反应电对Cr6+/Cr3+中Cr（Ⅲ）的氧化还原电化学性能,研究了硫酸的浓度、硫酸铬的浓度以及添加剂的种类和用量对Cr（Ⅲ）氧化还原电化学性能的影响;组装了锌铬电池,初步研究了Zn-Na2Cr2O7和Zn-（NH4）2Cr2O7电池的放电性能,并对锌铬电池进行了质量能量密度计算。Cr（Ⅲ）的氧化还原电化学性能随着硫酸和硫酸铬浓度的增加有所改善。当硫酸浓度为1.34 mol/L,硫酸铬的浓度为0.08 mol/L,其电化学性能最佳。加入SDS时,Cr（Ⅲ）的氧化还原性能得到大幅度提高,特别是Cr3+→Cr6+反应中,相对不加SDS体系,其氧化电流提高了80 mV左右,可逆性得到一定提高。以重铬酸盐为正极活性物质,锌为负极组装了锌铬电池。阳极区以氯化铵溶液为电解液,锌片为电极,阴极区以重铬酸盐溶液为电解液,各种酸,包括单一酸和混合酸为支持电解质,碳毡为电极。阴阳极区电解液体积均为50 ml,用PE-01膜分开,在室温下以5Ω放电。放电结果表明,锌铬电池的初始放电电压在1.7 V以上,放电时间超过10 h。随着酸度的增加,放电性能有所改善,但是酸度不能过大,且混合酸比单一酸的效果更佳。当阴极区重铬酸盐的浓度为0.75mol/L,硫酸1.8 mol/L,盐酸4.8 mol/L,阳极区为5 mol/LNH4Cl时,锌铬电池的放电性能最佳。在上述条件下,Zn-（NH4）2Cr2O7电池实际质量能量密度为51.93 W·h·kg-1,达到Pb-PbO2电池的2倍左右。
二、提高碱锰电池放电性能的研究进展(上)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、提高碱锰电池放电性能的研究进展(上)（论文提纲范文）
（1）新型二氧化锰复合碳材料的制备及用于碱性锌锰电池提升电池放电性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 一次碱性锌锰电池介绍 |
| 1.2.1 碱性锌锰电池正极放电机理 |
| 1.2.2 碱性锌锰电池负极放电机理 |
| 1.2.3 正极材料各组分对电池性能的影响及研究进展 |
| 1.3 石墨烯介绍 |
| 1.3.1 石墨烯简介 |
| 1.3.2 石墨烯制备方式 |
| 1.3.3 石墨烯主要应用 |
| 1.4 碱性锌锰电池市场分析 |
| 1.5 本论文的创新思路、研究内容及意义 |
| 第2章 液相剥离法制备石墨烯及其表征 |
| 2.1 液相剥离法及微射流均质技术介绍 |
| 2.2 实验原料及设备 |
| 2.2.1 碳材料 |
| 2.2.2 其他试剂 |
| 2.2.3 实验设备和测试仪器 |
| 2.3 石墨烯的制备 |
| 2.3.1 实验方案设计 |
| 2.3.2 制备过程 |
| 2.3.3 石墨烯浆料、粉体表征及基本性能测试 |
| 2.4 实验结果与讨论 |
| 2.4.1 混合溶剂对剪切效率及剪切浓度的影响分析 |
| 2.4.2 石墨烯粉体以及浆料的基本性能表征 |
| 2.4.3 石墨烯质量分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 EMD复合石墨烯正极粉体的实验室制备及测试、电池制作及其电性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 主要原料、试剂和仪器 |
| 3.3 实验方案设计及混合粉体的制备 |
| 3.3.1 不同混合方式对混合粉体性能的影响 |
| 3.3.2 干法混合时间对粉体粒度和导电性的影响 |
| 3.3.3 定性分析二氧化锰粒径对混合粉体导电性的影响 |
| 3.3.4 不同碳材料搭配对混合粉体性能的影响 |
| 3.4 混合样品表征及实验结果分析 |
| 3.5 碱性电池的装配及电性能测试 |
| 3.5.1 混合粉体极片电阻测试 |
| 3.5.2 电池制作 |
| 3.5.3 不同放电模式下的电池性能测试 |
| 3.5.4 电池高温析气量分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）电解锰阳极泥中MnO2晶型调控规律及放电性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 锰矿资源现状 |
| 1.2.1 锰矿的分布及成矿特点 |
| 1.2.2 我国的锰矿分布特点 |
| 1.3 电解锰阳极泥研究现状 |
| 1.3.1 锰阳极泥现状 |
| 1.3.2 锰阳极泥研究现状 |
| 1.4 二氧化锰 |
| 1.4.1 二氧化锰结构 |
| 1.4.2 二氧化锰晶型 |
| 1.4.3 二氧化锰晶型转化 |
| 1.5 碱锰电池研究 |
| 1.5.1 碱锰电池简述 |
| 1.5.2 碱锰工作原理 |
| 1.5.3 碱锰电池正极活性MnO_2研究现状 |
| 1.6 课题来源 |
| 1.7 课题研究目的、意义及内容 |
| 1.7.1 课题研究目的及意义 |
| 1.7.2 课题研究内容及创新性 |
| 2 实验材料与实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 材料 |
| 2.1.2 化学试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 电解锰阳极泥预处理 |
| 2.3.2 实验技术路线 |
| 2.4 实验方法 |
| 2.4.1 锰的测定方法 |
| 2.4.2 锰阳极泥放电性能测定方法 |
| 2.5 材料结构性能分析测定方法 |
| 2.5.1 X射线荧光光谱分析（XRF） |
| 2.5.2 X射线衍射法物相结构分析（XRD） |
| 2.5.3 扫描电镜分析（SEM） |
| 2.5.4 热重与差热分析（TG-DTA） |
| 2.5.5 比表面积和孔径分布测试 |
| 2.5.6 傅立叶变换红外光谱分析（FT-IR） |
| 3 电解锰阳极泥基本理化性质分析 |
| 3.1 原材料及试验方法 |
| 3.1.1 原材料 |
| 3.1.2 试验方法 |
| 3.2 电解锰阳极泥理化性质检测分析 |
| 3.2.1 电解锰阳极泥的主要元素成分 |
| 3.2.2 电解锰阳极泥中物相组成 |
| 3.2.3 电解锰阳极泥差热-热重分析 |
| 3.2.4 电解锰阳极泥SEM分析 |
| 3.2.5 电解锰阳极泥比表面积以及孔径分布测试分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 电解锰阳极泥中MnO_2晶型调控研究 |
| 4.1 实验材料与方法 |
| 4.2 焙烧温度对MnO_2晶型调控的影响 |
| 4.2.1 不同温度焙烧后的锰阳极泥放电性能表征 |
| 4.2.2 不同温度焙烧后的锰阳极泥XRD表征 |
| 4.2.3 不同温度焙烧后的锰阳极泥SEM表征 |
| 4.3 焙烧时间对MnO_2晶型调控的影响 |
| 4.3.1 焙烧不同时间后的锰阳极泥放电性能表征 |
| 4.3.2 MnO_2晶型调控后的锰阳极泥氮气吸-脱附表征 |
| 4.3.3 MnO_2晶型调控后的锰阳极泥红外光谱表征 |
| 4.4 本章总结 |
| 5 电解锰阳极泥酸洗除杂提高放电性能研究 |
| 5.1 实验材料与方法 |
| 5.2 液固比对放电性能的影响 |
| 5.3 酸洗温度对放电性能的影响 |
| 5.4 硫酸浓度对放电性能的影响 |
| 5.5 酸洗时间对放电性能的影响 |
| 5.6 酸洗除杂提高放电性能机理分析 |
| 5.6.1 酸洗可能涉及化学反应 |
| 5.6.2 比表面积以及孔径分布对比分析 |
| 5.6.3 SEM对比分析 |
| 5.7 本章总结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
（4）碱性锌电池新型代汞技术及其机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 文献综述 |
| 1.1.1 金属锌的物理与化学性质 |
| 1.1.2 碱性锌锰电池 |
| 1.1.3 锌-空气电池 |
| 1.1.4 锌-镍电池 |
| 1.1.5 锌-银电池 |
| 1.1.6 无机添加剂 |
| 1.1.7 有机缓蚀剂 |
| 1.1.8 复合缓蚀剂 |
| 1.2 本文研究目的、意义和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验原理与方法 |
| 2.1 实验原理和分析方法 |
| 2.1.1 电化学方法 |
| 2.1.2 非电化学方法 |
| 2.2 所用仪器和药品 |
| 2.2.1 仪器 |
| 2.2.2 药品和试剂 |
| 2.2.3 电极预处理 |
| 参考文献 |
| 第三章 铟在KOH溶液中的电化学行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果和讨论 |
| 3.3.1 阴极极化行为 |
| 3.3.2 析氢电位下的阻抗行为 |
| 3.3.3 阳极行为 |
| 3.3.4 氧化产物及其稳定性 |
| 3.3.5 阳极产物的确定 |
| 3.3.6 充放电实验 |
| 3.3.7 阻抗行为 |
| 3.3.8 扫描电镜 |
| 3.3.9 X-射线衍射 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 镀铟锌电极在碱液中的电化学行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 化学镀铟锌电极（Zn/In） |
| 4.3.2 电镀锌铟电极 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 扣式碱性锌锰电池负极集流体表面处理方法及对电池性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 试样制备 |
| 5.2.2 无汞扣式碱锰电池的装配工艺 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 阴极极化曲线 |
| 5.3.3 铜集流体表面的扫描电镜图（SEM） |
| 5.3.4 铜集流体表面的能谱图（XDS） |
| 5.3.5 电池在开路电位下的交流阻抗（EIS） |
| 5.3.6 电池气胀高度检测 |
| 5.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 PEG 600和咪唑抑制锌在KOH溶液中腐蚀的协同作用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 失重实验 |
| 6.2.2 电化学测量 |
| 6.2.3 扫描电镜观察 |
| 6.2.4 电池放电行为测试 |
| 6.2.5 量化计算 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 失重实验 |
| 6.3.2 锌的表面形貌观察 |
| 6.3.3 极化行为 |
| 6.3.4 添加剂对锌沉积过程的影响 |
| 6.3.5 添加剂对碱性锌锰电池性能的影响 |
| 6.3.6 红外光谱图 |
| 6.3.7 量化计算及吸附自由能 |
| 6.3.8 复合添加剂的协同效应机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 PEG 600及TWEEN 20 抑制锌在碱性溶液中腐蚀的协同效应 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 添加剂对缓蚀效率的影响 |
| 7.3.2 吸附等温式 |
| 7.3.3 锌的表面形貌观察 |
| 7.3.4 电化学性质 |
| 7.3.5 电池放电性能 |
| 7.3.6 红外光谱图 |
| 7.3.7 量化计算及吸附自由能 |
| 7.4 结论 |
| 参考文献 |
| 结论 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（5）碱锰电池重负载放电电极极化及其抑制的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 碱锰电池概述 |
| 1.2 碱锰电池的工作原理 |
| 1.3 碱锰电池研究进展 |
| 1.3.1 负极材料的选择 |
| 1.3.1.1 锌粉 |
| 1.3.1.2 添加剂 |
| 1.3.1.3 电解液 |
| 1.3.2 正极材料的选择 |
| 1.3.2.1 二氧化锰 |
| 1.3.2.2 石墨 |
| 1.3.2.3 添加剂 |
| 1.4 提高碱锰电池重负载放电性能的途径 |
| 1.5 本课题研究的内容和方法 |
| 参考文献 |
| 第二章 放电过程中碱锰电池两极电位的同步测定 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验电池及材料 |
| 2.2.2 实验仪器及装置 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 负极材料对电极极化的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验仪器及装置 |
| 3.2.3 实验方案 |
| 3.2.3.1 不同锌粉对负极极化的影响 |
| 3.2.3.1.1 锌粉物性测试 |
| 3.2.3.1.2 电池组装及测试 |
| 3.2.3.2 不同浓度电解液对负极极化的影响 |
| 3.2.3.3 不同含量添加剂 A 对电池负极极化的影响 |
| 3.2.3.4 不同含量 ZnO 对电池负极极化的影响 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 不同锌粉对负极极化的影响 |
| 3.3.2 不同浓度电解液对负极极化的影响 |
| 3.3.3 不同含量添加剂 A 对电池负极极化的影响 |
| 3.3.4 不同含量 ZnO 对电池负极极化的影响 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 EMD 对电极极化的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 仪器和试剂 |
| 4.2.2 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 两种 EMD 的 X 射线粉末衍射分析 |
| 4.3.2 扫描电子显微镜(SEM)形貌分析 |
| 4.3.3 热重分析 |
| 4.3.4 EMD 电位随放电时间的变化曲线分析 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 总结与展望 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）脉冲放电时碱锰电池电极电位的同步测定（论文提纲范文）
| 1 实验 |
| 1.1 实验对象 |
| 1.2 实验步骤 |
| 2 结果与讨论 |
| 3 结论 |
（8）碱锰电池正极材料用膨胀石墨包覆二氧化锰的复合化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 一次碱性锌锰电池简介 |
| 1.2.1 发展现状 |
| 1.2.2 一次碱锰电池的结构和制造工艺 |
| 1.2.3 工作原理及正负极材料 |
| 1.2.4 存在的问题和今后的发展 |
| 1.3 碱锰电池正极材料的研究进展 |
| 1.3.1 国内外研究现状 |
| 1.3.2 正极粉体研究进展 |
| 1.4 研究目标、内容及意义 |
| 1.4.1 研究目标和内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 颗粒复合设计及应用 |
| 2.1 颗粒复合设计简介 |
| 2.1.1 颗粒复合理论 |
| 2.1.2 颗粒复合的要素与应用 |
| 2.1.3 微细颗粒的形貌处理 |
| 2.2 复合颗粒的制备 |
| 2.2.1 化学反应 |
| 2.2.2 机械外力加工 |
| 2.2.3 金属基复合粉体的制备 |
| 2.3 颗粒复合化系统(PCS) |
| 2.3.1 PCS 的组成及工作原理 |
| 2.3.2 PCS 的整形包覆工艺 |
| 2.3.3 影响PCS 的操作条件 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 实验 |
| 3.1 以γ-Mn0_2 为基体的复合粉体制备 |
| 3.1.1 主要原料和试剂 |
| 3.1.2 实验配方 |
| 3.1.3 主要设备和仪器 |
| 3.1.4 制备工艺 |
| 3.1.5 实验条件 |
| 3.2 膨胀石墨/γ-Mn0_2 复合粉体的制备及其流动性测试 |
| 3.2.1 原料、试剂和设备 |
| 3.2.2 制备工艺及实验条件 |
| 3.2.3 复合粉体的表征 |
| 3.2.4 复合粉体的流动性测定 |
| 3.3 碱锰电池的制备及其电性能测试 |
| 3.3.1 电池的制作 |
| 3.3.2 电性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 两种复合粉体的粒度分布和分散表征 |
| 4.1 颗粒粒度分布的表征 |
| 4.1.1 二氧化锰的粒度分布表征 |
| 4.1.2 膨胀石墨的粒度分布表征 |
| 4.1.3 超细微晶石墨的粒度分布表征 |
| 4.1.4 硬脂酸锌的粒度分布表征 |
| 4.2 复合颗粒的粒度分布表征 |
| 4.3 复合粉体的密度测量及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 复合粉体的性能分析及其电化学性能表征 |
| 5.1 复合粉体综合特征测试及分析 |
| 5.1.1 原始数据 |
| 5.1.2 复合粉体特性参数分析 |
| 5.2 复合粉体的电化学性能表征分析 |
| 5.2.1 复合粉体的放电性能 |
| 5.2.2 均匀度测试 |
| 5.2.3 内阻测试 |
| 5.3 PCS 的参数条件对粉体复合的影响 |
| 5.3.1 转速对复合粉体性能的影响 |
| 5.3.2 处理时间对复合粉体性能的影响 |
| 5.4 整形包覆过程及效果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）锰基化合物在化学电源中的优势与潜力（Ⅰ）（论文提纲范文）
| 1 MnO2的优势 |
| 1.1 MnO2的特性 |
| 1.2 MnO2的晶型多, 可互相转化 |
| 1.3 锰基材料资源丰富 |
| 1.4 锰基材料价格低廉 |
| 1.5 锰基材料安全性能优良 |
| 1.6 锰基材料毒性低 |
| 2 近十年MnO2电池取得了巨大的进步 |
| 2.1 锌锰电池从碳锌、纸板到碱锰电池的无汞化过渡 |
| 2.2 高功率碱锰电池的成就[1-4] |
| 2.3 可充碱锰 (RAM) 电池 |
| 2.4 各种晶型MnO2在碱性溶液中的可充性 |
（10）锌铬电池的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 引言 |
| 1.1 碱性锌锰电池 |
| 1.1.1 碱性锌锰电池的基本原理 |
| 1.1.2 二氧化锰阴极还原过程 |
| 1.1.3 碱性锌锰电池的发展情况 |
| 1.1.4 碱性锌锰电池的特点 |
| 1.1.5 无汞碱性锌锰电池的技术难点 |
| 1.2 铁铬液流电池 |
| 1.3 全铬液流电池 |
| 1.3.1 全铬液流电池的研究现状 |
| 1.3.2 全铬液流电池的类型 |
| 1.3.3 全铬液流电池发展的制约因素 |
| 1.4 锌铬电池的研究设想 |
| 1.5 锌铬电池的研究意义 |
| 1.6 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 实验原理及方法 |
| 2.1 主要试剂 |
| 2.2 主要仪器 |
| 2.3 电解液的制备 |
| 2.4 电极的预处理 |
| 2.5 电化学性能测试 |
| 2.6 放电性能测试 |
| 2.7 实验方法及原理 |
| 2.7.1 循环伏安法的原 |
| 2.7.2 恒电流阶跃法 |
| 第三章 Cr(Ⅲ)氧化还原电化学性能研究 |
| 3.1 化学纯液体硫酸铬的氧化还原电化学性能 |
| 3.1.1 硫酸铬浓度的影响 |
| 3.1.2 硫酸浓度的影响 |
| 3.2 分析纯固体硫酸铬中Cr(Ⅲ)氧化还原电化学性能影响因素 |
| 3.2.1 分析纯硫酸铬溶液的制备 |
| 3.2.2 硫酸浓度的影响 |
| 3.2.3 分析纯硫酸铬浓度的影响 |
| 3.2.4 十二烷基硫酸钠的影响 |
| 3.2.5 甲酸的影响 |
| 3.2.6 EDTA二钠的影响 |
| 3.2.7 草酸的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 锌-重铬酸盐电池的放电性能 |
| 4.1 电解液的制备 |
| 4.2 Cr_2O_7~(2-)/Cr~(3+)的塔菲尔曲线和循环伏安曲线 |
| 4.3 Zn-Na_2Cr_2O_7电池的放电性能研究 |
| 4.3.1 高浓度重铬酸钠溶液中单一种类酸的影响 |
| 4.3.2 高浓度重铬酸钠溶液中混合酸的影响 |
| 4.3.3 中等浓度重铬酸钠溶液中混合酸的影响 |
| 4.3.4 添加剂的影响 |
| 4.3.5 氯化铵浓度的影响 |
| 4.3.6 重铬酸钠溶液浓度的影响 |
| 4.4 Zn-(NH)4)_2Cr_2O_7电池的放电性能 |
| 4.4.1 重铬酸铵溶液浓度的影响 |
| 4.4.2 混合酸浓度的影响 |
| 4.4.3 氯化铵溶液浓度的影响 |
| 4.5 Zn-Na_2Cr_2O_7和Zn-(NH_4)_2Cr_2O_7电池放电性能的比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 锌铬电池能量密度计算 |
| 5.1 锌铬电池能量密度计算 |
| 5.2 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士学位期间发表的论文 |
四、提高碱锰电池放电性能的研究进展(上)（论文参考文献）
- [1]新型二氧化锰复合碳材料的制备及用于碱性锌锰电池提升电池放电性能的研究[D]. 魏朋亮. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]高锰酸钠对电解二氧化锰放电性能的影响[J]. 陈书科,李国新. 大众科技, 2020(04)
- [3]电解锰阳极泥中MnO2晶型调控规律及放电性能研究[D]. 陈玉亮. 重庆大学, 2016(03)
- [4]碱性锌电池新型代汞技术及其机理研究[D]. 周合兵. 华南理工大学, 2012(11)
- [5]碱锰电池重负载放电电极极化及其抑制的研究[D]. 唐录. 苏州大学, 2012(10)
- [6]脉冲放电时碱锰电池电极电位的同步测定[J]. 唐录,金成昌,王建文. 电池, 2011(06)
- [7]LR6型碱锰电池150mA恒流连放过程的研究[J]. 王力臻,韩艳娟,陈水标,吴涛. 电源技术, 2011(11)
- [8]碱锰电池正极材料用膨胀石墨包覆二氧化锰的复合化研究[D]. 陈慧清. 华南理工大学, 2011(12)
- [9]锰基化合物在化学电源中的优势与潜力（Ⅰ）[J]. 夏熙. 电池, 2009(05)
- [10]锌铬电池的研究[D]. 陈素林. 中南大学, 2009(04)