關(guān)于納米材料在電池中的應(yīng)用

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1、關(guān)于納米材料在電池中的應(yīng)用摘要：納米材料的小孔徑效應(yīng)和表面效應(yīng)與化學(xué)電源中的活性材料非常相關(guān)，作為電極的活性材料納米化后，表面增大，電流密度會降低，極化減小，導(dǎo)致電容量增大，從而具有更良好的電化學(xué)活性。特別是最富特征的一維納米材料納米碳管在作為新型貯鋰材料、電化學(xué)貯能材料和高性能復(fù)合材料等方面的研究己取得了重大突破，因而開辟了全新的科學(xué)研宄領(lǐng)域。1堿性鋅錳電池材料11納米級y-Mn02夏熙等利用溶膠凝膠法、微乳法、低熱固相反應(yīng)法合成制得納米級YMn02用作堿錳電池正極材料。發(fā)現(xiàn)純度不佳，但與EMD以最佳配比混合，可大大提高第2

2、電子當(dāng)量的放電容量，也就是可出現(xiàn)混配效應(yīng)。若制得的納米YMn02純度高時，本身的放電容量即優(yōu)于EMD。12摻Bi改性納米Mn02夏熙等通過加入Bi203合成得到改性Mn02,采用納米級和微米級改性摻BiMn02混配的方法，放電容量都有不同程度的提高，并且存在一個最佳配比。通過摻Bi在充放電過程中形成一系列不同價態(tài)的BiMn復(fù)合物的共還原和共氧化，有效抑制Mn304的生成，可極大地改善電極的可充性。13納米級a-Mn02采用固相反應(yīng)法合成不含雜質(zhì)陽離子的納米aMn02,粒徑小于50nm,其電化學(xué)活性較高，放電容量比常規(guī)粒徑EMD

3、更大，尤其適于重負(fù)荷放電，表現(xiàn)出良好的去極化性能，具有一定的開發(fā)和應(yīng)用潛力。14納米級Zn0堿錳電池中的電液要加入少量的Zn0,以抑制鋅負(fù)極在電液中的自放電。ZnO在電液中的分散越均勻，越有利于控制自放電。納米ZnO在我國己應(yīng)用于醫(yī)藥等方面。由于堿錳電池朝著無汞化發(fā)展，采用納米Zn0是可選擇的方法之一。應(yīng)用的關(guān)鍵是要注意納米Zn0材料的表面改性問題。15納米級In2O3In2O3是堿錳電池的無機代汞緩蝕劑的選擇之一，目前己開發(fā)并生產(chǎn)出無汞堿錳電池用高純納米In203,該材料具有比表面積大，分散性好，緩蝕效果更佳的特點，應(yīng)用于無

4、汞堿錳電池具有良好的抑制氣體產(chǎn)生的作用。2在MH/Ni電池中的應(yīng)用21納米級Ni(0H)2周震等人用沉淀轉(zhuǎn)化法制備了納米級Ni(0H)2,并發(fā)現(xiàn)納米級Ni(0H)2比微米級Ni(0H)2具有更高的電化學(xué)反應(yīng)可逆性和更快速的活化能力。采用該材料制作的電極在電化學(xué)氧化還原過程中極化較小，充電效率高，活性物質(zhì)利用更充分，而且顯示出放電電位較高的特點。趙力等人用微乳液法制備納米PNi(OH)2,粒徑為40?70nm。該方法較易控制納米顆粒粒徑大小，并且所制得的納米材料呈球型或橢球形，適用于某些對顆粒狀有特殊要求的場合，如作為氫氧化鎳電

5、極的添加劑，按一定比例摻雜，可使Ni(OH)2的利用率顯著提高，尤其當(dāng)放電電流較大時，利用率可提高12%。22納米晶貯氫合金陳朝暉等利用電弧熔煉高能球磨法制備出納米晶LaNi5[6]，平均粒徑約20nm，采用該材料制備的電極與粗晶LaNi5制備的電極相比,具有相當(dāng)?shù)姆烹娙萘?，更好的活化特性，但其循環(huán)壽命較短。3鋰離子電池材料31陰極材料納米LiCo02夏熙等用凝膠法制備的納米LiC002,放電容量為103mAh/g，充電容量為109mAh/g，長平臺在39V處，有明顯提高放電平臺的效果，循環(huán)穩(wěn)定性也大為提高，但未見有混配效應(yīng)。

6、低熱固相反應(yīng)法合成納米LiCo02,發(fā)現(xiàn)了混配效應(yīng)：以一定比例與常規(guī)LiCo02進行混配，做成電池測試，充電容量可達132mAh/g，放電容量為125mAh/g，放電平臺在39V，由于納米顆粒增大了比表面積，令Li+更易嵌入和脫出，削弱了極化現(xiàn)象，循環(huán)性能比常規(guī)LiCo02明顯提高，顯示出較好的性能。32納米陽極材料中國科學(xué)院成都有機化學(xué)研究所“碳納米管和其它納米材料”的研究工作取得了階段性成果。制得的碳納米管層間距離為034nm，略大于石墨的層間距0335nm，這有利于Li+的嵌入和脫出，它特殊的圓筒狀構(gòu)型不僅可使Li+從外

7、壁和內(nèi)壁兩方面嵌入，而且可防止因溶劑化Li+的嵌入引起石墨層剝離而造成負(fù)極材料的損壞。實驗表明，用該材料作為添加劑或單獨用作鋰離子電池的負(fù)極材料均可顯著提高負(fù)極材料的嵌Li+容量和穩(wěn)定性。中國科學(xué)院金屬研究所等用有機物催化熱解法制備出單壁納米碳管和多壁納米碳管。他們的研究表明用納米碳管作為電極，比容量可達到1100mAh/g，且循環(huán)性能穩(wěn)定。香港科技大學(xué)用多孔的沸石晶體作載體，首次成功研制出尺寸最小，全球最細(xì)且排列規(guī)整的04nm單壁納米碳管，繼而又發(fā)現(xiàn)在超導(dǎo)溫度15°C以下呈現(xiàn)出特殊的一維超導(dǎo)特性。4電容器材料由可充電電池和電

8、容器共同組合的復(fù)合電源系統(tǒng)引起了人們的濃厚興趣，特別是環(huán)保電動汽車研宄的興起，這種復(fù)合電源系統(tǒng)可在汽車啟動、爬坡、剎車時提供大功率電源，因而可以降低電動車輛對蓄電池大功率放電的限制要求，大大延長蓄電池循環(huán)使用壽命，從而提高電動汽車的實用性。近年來以納米碳管為代表的納米碳材料的