摘要：锌镍电池是非常有发展前景的绿色储能技术,然而,由于锌负极形变、枝晶生长、钝化、严重的副反应等问题,影响了锌镍电池的大规模应用。本工作采用氧化还原石墨烯(rGO)、科琴黑(KB)和碳导电膜(CCF),通过喷涂技术制备了具有三维导电网络的CCF@KB-rGO膜,采用该三维导电膜的AA型锌镍电池展现出良好的电化学性能。超支化KB和层状rGO形成三维的导电网络,提高了电子和离子的传导能力,使锌镍电池具有良好的快速充电和低温放电性能,充电80%仅需要43分钟,-20℃条件下0.5 C可以放出60%以上额定容量;层状rGO有助于锌负极的均匀沉积,提高了电池的循环稳定性,经过300次循环,锌负极没有发现明显的枝晶;CCF@KB-rGO中高比表面积的KB和rGO可以吸附部分游离的电解液,抑制了锌负极溶解,同时降低了电池的自放电。采用CCF@KB-rGO的AA锌镍电池电化学性能突出,安全性好,各方面的表现均优于一次性干电池,更好地满足了智能门锁对电池性能不断提高的要求。本工作基于三维导电膜的设计有效提高了锌镍电池性能,为锌镍电池的研究提供了新的思路。

摘要：研究了特殊集流结构的圆柱F型锌镍动力电池,按照混合动力汽车对电池性能的要求,从单体、模块、电池组不同层面对锌镍电池在混合动力汽车上的应用进行了系统的评估。设计的F型锌镍电池容量为10~13 Ah,比能量达到120 Wh/kg,正极端面集流结构使电池具有良好的倍率充放电性能,30 min可以充电至80%额定容量,10 C放电容量达到额定容量的94%,-29℃仍展现出良好的启动能力。特殊设计的锌负极外层导电膜阻止锌与钢壳直接接触,抑制副反应,提高了电池的循环稳定性,1 C循环寿命超过1200次,容量保持率在70%以上;启停循环达到20万次。过充电、过放电、外部短路、针刺情况下,电池均不起火、不爆炸。本研究为锌镍电池在混合动力汽车上的大规模应用提供了重要参考。