三氧化二铁-碳复合材料增容锂电池的方法.docx
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1、二氧化铅,氧化锌,四氧化三铁-碳复合材料增容电池的方法四氧化三铁具有较高的理论比容量(926mAhg)是最有应用前景的锂电池负极材料。锂电池充放电时,四氧化三铁通过可逆的转换反应储存锂离子Fe304+8e-+8Li+-3Fe+4Li20o锂-二氧化镒电池放电反应为Li+Mn02-MnO2。锂-二氧化锦电池只能放电不能充电。锂/亚硫酰氯电池放电反应如下4Li+2S0CL2-*4LiCL+S+S02,锂/亚硫酰氯电池工作电压3.3V,理论开路电压3.65V,它只能放电不能充电。碱性锌铳干电池放电反应如下Zn+Mn02+2H20+20H-Mn(0H)2+Zn(0H)4,锌银电池放电反应如下Zn+Ag
2、20+H20-Zn(0H)2+2Ag,锌空电池放电反应如下2Zn+02-+2e-2ZnO。铅酸蓄电池充、放电化学反应的原理方程式如下:正极:Pb02+2e-+S042-+4H+=PbS04+2H20负极:Pb-2e+S042-=PbS04阴极:PbSO4+2e-=Pb+S042-;阳极:PbS04+2II20-2e-=PbO2+4H+8042-o总反应:PbO2+2H2S04+Pb=2PbS04+2H20(正向放电,逆向充电)锂离子电池:锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。充电正极上发生的反应为1.iCo02=Li(l-)CoO2+XLi+Xe
3、-(电子)充电负极上发生的反应为6C+XLi+Xe-=LixC6充电电池总反应:LiCoO2+6C=Li(l-)Co02+LixC6正极正极材料:可选的正极材料很多,主流产品多采用锂铁磷酸盐。不同的正极材料对昭.)、1.iCo023.7V140mhg1.i2Mn2044.0V100mAh/g1.iFeP043. 3V100mAh/g1.i2FeP043.6V115mAh/g正极反应:放电时锂离子嵌入,充电时锂离子脱嵌。充电时:LiFeP04-Lil-xFeP04+xLi+Xe-放电时:Lil-xFePO4+xLi+xe-LiFeP04o负极负极材料:多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材
4、料。负极反应:放电时锂离子脱嵌,充电时锂离子嵌入。充电时:xLi+xe-+6C-*LixC6放电时:LixC6-xLi+Xe-+6C银锌蓄电池在充好电后,其正极板的活性物质是过氧化银(Ag202),负极板的活性物质是锌,电解液是以氢氧化钾为主,并配以锌酸盐的饱和水溶液。放完电后,正极板的活性物质变为银,负极板则变为氢氧化锌Zn(OH)2。放电时,在负极锌与电解液中的氢氧根离子化合,生成氢氧化锌,并放出两个电子,其化学反应式为:Zn+20H-Zn(0H)2+2e在正极,化学反应分两个阶段进行。第一阶段,过氧化银获得电子并与水化合,生成氧化银(Ag20)和氢氧根离子,其化学反应式为:Ag2O2+H
5、2O+2eAg2O+OH-当放电进行到一定程度时,转入第二阶段,氧化银又获得电子,并与水化合,生成银和氢氧根离子,其化学反应式为:Ag20+H20+2e-2Ag+0H-与此同时,生成的银还会与过氧化银进行如下反应:2Ag+Ag202-*2Ag20综合以上4个反应式,得到放电时的化学反应式如下:Ag202+2Zn+2H20-*2Ag+2Zn(OH)2从上述化学反应过程可知,在放电时负极板上的锌被氧化,生成氢氧化锌,同时消耗掉氢氧根离子:正极板上的过氧化银被还原,先生成氧化银,继而生成银,同时消耗掉水,并产生氢氧根离子;电解液中的氢氧化钾并无消耗掉,离子钾和离子氢氧根仅是在两极间起输送电能的作用,
6、但水则参与化学反应,不断被极板吸收,氢氧化钾的浓度越来越大。银锌蓄电池的化学反应也是可逆的,故充、放电的化学反应式为:Ag202+2Zn+2H20-*2Ag+2Zn(OH)21最新研究证明四氧化三铁和石墨烯,多孔碳,碳纳米管制造的锂电池负极材料,可以极大地提高锂电池的容量。三氧化二锌和石墨烯,多孔碳,碳纳米管制造的锌电池负极材料,可以极大地提高锂电池的容量。二氧化镭和石墨烯,多孔碳,碳纳米管制造的锌电池负极材料,可以极大地提高锂电池的容量。二氧化铅和石墨烯,多孔碳,碳纳米管制造的锌电池负极材料,可以极大地提高锂电池的容量。同时吓咻,亚配青化合物,双核金属酸青化合物和醐青化合物电解质可以极大的提
7、高锂电池的容量和性能。口卜咻有剧毒容易使人患上口卜咻症,一定要谨慎使用。下面介绍制造可以充放大量电能的高能锂电池先制作1#水样,将硫酸铁IOg,硝酸铁10g,双氧水IOm1,乙醇Iom1,矶黄10g,吐温20试剂10g,K12(十二烷基硫酸钠)5g,二甲苯5g,2-甲基秦5g,30g蔗糖,50ml的N-甲基毗咯烷酮,50ml的三乙醇胺,50ml司盘80,50InI丙二醇,50g石墨烯,50g活性炭,50g导电碳纳米管,50ml的甘油,50ml的烯丙基缩水甘油酸,50ml的邻苯二甲酸二丁酯,双葵钾二甲基氯化铉5g,辛基葵基氯化镂5g(Gemini季钱盐),50g聚季镂盐-7,50gN-十八烷基双
8、季钱盐,50g单烷基双氮季钱盐,亚甲基双甲基蔡磺酸钠5g,二丙二醇二甲醛5g,IOg黄色多肽尿素,四氧化三铁IOg,5g乌拉坦,5ml黑色色素,5112-氨基-1-丁醇等试剂和蒸储水200ml,放入500ml容量瓶振荡混合,静止24小时,取出上层液体,到掉底层沉淀,这种溶液就是2#溶液。然后将100lnI2#溶液加入到IOg儆青蓝颜料,IOg酸青绿颜料,50g石墨烯,50g活性炭,50g导电碳纳米管中,不断搅拌,让1#溶液完全溶解到醐青蓝颜料,酣青绿颜料中,然后将该溶液加入到100Oml吓咻铁中,不断搅拌,让1#溶液完全溶解到叶咻铁中,这样的水溶液就是锂电池的电解液。把这种电解质加入到锂电池中
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