锌离子电池用纳米MnO2制备及其性能研究文献综述

 2021-09-27 20:31:08

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1.1选题背景

电池作为一种能量存储和转化装置，已经被广泛应用在各行各业之中，目前广泛使用的电池包括：碱性锌锰电池、锂离子电池、镍氢电池、铅酸蓄电池、镍镉电池等[1]。其中一次电池只能提供有限的动力，且废弃会造成严重的环境污染。相比一次电池，二次电池可以通过充放电循环重复多次使用，能充分利用原材料，故更加经济实用，同时二次电池还可极大缓解由一次电池废弃带来的重金属污染问题。

一次电池即原电池（primarycell、primarybattery），是放电后不能再充电使其复原的电池，通电电池有正极、负极电解以及容器和隔膜等组成。例如锌锰电池、碱性锌锰电池等。

利用化学反应的可逆性，可以组建成一个新电池，即当一个化学反应转化为电能之后，还可以用电能使化学体系修复，然后再利用化学反应转化为电能，所以叫二次电池（可充电电池）。二次电池（Rechargeablebattery)：二次电池又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。

二次电池的自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状态下，电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。一般而言，自放电主要受制造工艺，材料，储存条件的影响自放电是衡量电池性能的主要参数之一。一般而言，电池储存温度越低，自放电率也越低，但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用，BYD常规电池要求储存温度范围为-20~45℃。电池充满电开路搁置一段时间后，一定程度的自放电属于正常现象。IEC标准规定镍镉及镍氢电池充满电后，在温度为20度湿度为65%条件下，开路搁置28天，0.2C放电时间分别大于3小时和3小时15分即为达标。

一次电池和二次电池有以下几点不同：

1）从结构上看，二次电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化，而一次电池内部则简单得多，因为它不需要调节这些可逆性变化。

2）一次电池的质量比容量和体积比容量均大于普通充电电池，但内阻远比二次电池大，因此负载能力较低。

3）一次电池的自放电远小于二次电池。一次电池只能放电一次，如，碱性电池和碳性电池就属于此类，二次电池可反复循环使用。二次电池相对一次电池更环保。一次电池使用后就必须废弃，而充电电池可反复使用，符合国家标准的次世代充电电池通常可反复使用1000次以上，也就是说充电电池产生的废弃物不到一次电池的1000分之1，不论从减少废弃物还是从资源利用及经济的角度来考虑，二次电池的优越性都是十分明显的。

4）一次电池内阻远大二次电池，其大电流放电性能亦不及二次电池。在小电流、间歇性放电的条件下，一次电池的质量比容量大于普通二次电池，但当放电电流大于800mAh，则一次电池的容量优势就会明显减小。

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