锌-空气电池的枝晶生长机理及抑制

摘要：

由于锌-空气电池拥有较高的理论能量密度(1086 W?h/kg)以及阳极活性物质锌具有丰富易得、成本低等优点而成为广受关注的二次电池.但锌-空气电池的锌阳极还存在枝晶生长、形变、析氢自腐蚀等问题,特别是锌枝晶生长对锌-空气电池的循环寿命影响较大.本文首先基于电化学相场理论建立锌-空气电池枝晶生长模型,并应用模型研究充电时间、各向异性强度及电解液温度对锌枝晶形貌和生长高度的影响规律.最后设计了提升电解液温度、流动电解液、脉冲充电等实验来验证理论模拟.结果表明:锌枝晶的生长主要受扩散和传质过程控制,抑制锌枝晶生长的最佳电解液温度为343.15 K,最佳电解液流速为40 mL/min,最佳脉冲充电方式为静置5 s、正向脉冲10 s、静置5 s、反向脉冲10 s.

关键词：锌-空气电池、锌枝晶、模拟枝晶生长、抑制枝晶生长

所属期刊栏目：33

分类号：TM911

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1625-1635