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NH_(4)^(+)插层Mo掺杂MnO_(2)阴极实现强键合作用助力超稳定水系锌锰电池

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Science China Materials 2023年第8期66卷 3113-3122页

作者：郑俊杰石培陈驰陈鑫甘億李敬迎姚佳杨银吕琳马国坤桃李汪汉斌张军沈谅平万厚钊王浩 Hubei Yangtze Memory Laboratories Wuhan 430205China School of Microelectronics Hubei UniversityWuhan 430062China CAS Key Laboratory of Design and Assembly of Functional Nanostructures and Fujian Provincial Key Laboratory of NanomaterialsFujian Institute of Research on the Structure of MatterChinese Academy of SciencesFuzhou 350002China Xiamen Institute of Rare Earth Materials Haixi InstituteChinese Academy of SciencesXiamen 361021China

水系可充电锌/二氧化锰电池因其成本低廉、能量密度高而引起了广泛关注.然而,缓慢的反应动力学和MnO_(2)阴极的歧化反应以及不可逆的相变现象对其发展造成了严重阻碍.在此,我们选用了Mo掺杂α-MnO_(2)(Mo–MnO_(2))作为阴极材料,通过铵... 详细信息

水系可充电锌/二氧化锰电池因其成本低廉、能量密度高而引起了广泛关注.然而,缓慢的反应动力学和MnO_(2)阴极的歧化反应以及不可逆的相变现象对其发展造成了严重阻碍.在此,我们选用了Mo掺杂α-MnO_(2)(Mo–MnO_(2))作为阴极材料,通过铵根离子插层机制所形成的N–H···O强键合作用来稳定Mo–MnO_(2)的2×2隧道结构,并且有效抑制了Mn^(3+)溶解,在质子插入/脱出过程中不会引起晶格的畸变,进一步提高了其循环稳定性.获得的Mo–MnO_(2)正极在100 mA g^(−1)时表现出265.2 mA h g^(−1)的高比容量和364.3 W h kg^(−1)的能量密度.在2.0 A g^(−1)下1000次循环后,容量保持率达95.2%.这项工作有助于深入了解非金属阳离子在电极主体材料间的键合作用,为设计具有高能量密度和长期循环能力的水系锌离子电池提供了新思路.

关键词：锌锰电池锌离子电池阴极材料能量密度 Mo掺杂键合作用主体材料超稳定

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锌锰电池无汞化的探讨

电池 1997年第6期27卷 259-262页

作者：黄楚宝吉林大学化学系吉林130023

对污染控制的日益关切,要求从电池中完全取消汞。本文联系中性和碱性Zn-MnO_2电池的不同结构,分析了汞在电池中的功能作用,相应地讨论了可能的替代性措施。

关键词：无汞缓蚀剂锌锰电池

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真空冶金回收废旧锌锰电池的汞和镉试验研究

中南大学学报（自然科学版） 2011年第4期42卷 893-896页

作者：何德文刘蕾肖羽堂周欢年中南大学冶金科学与工程学院环境工程系湖南长沙410083 南开大学环境科学与工程学院天津300071

采用真空冶金方法处理锌锰电池,研究分离回收汞（Hg）和镉（Cd）的工艺方法,考察真空度、温度、加热时间对2种金属回收率的影响。试验结果表明：在真空度低于91.99 kPa时,Hg和Cd的回收率较低,但当真空度为91.99~98.66 kPa时,2种金属的... 详细信息

采用真空冶金方法处理锌锰电池,研究分离回收汞（Hg）和镉（Cd）的工艺方法,考察真空度、温度、加热时间对2种金属回收率的影响。试验结果表明：在真空度低于91.99 kPa时,Hg和Cd的回收率较低,但当真空度为91.99~98.66 kPa时,2种金属的回收率显著上升,超过98.66 kPa时,Hg和Cd的回收率几乎保持不变;且随着温度的增加和加热时间的延长,Hg和Cd的回收率也增加,但当温度达到一定值和加热时间超过2.5 h时,Hg和Cd的回收率接近95%的饱和值。

关键词：锌锰电池真空冶金汞镉回收利用

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锌锰电池中锌阳极的缓蚀(上)

电池 1995年第2期25卷 31-33页

作者：夏熙张校刚新疆大学化学系新疆830046

本文对Leclanche电池,碱性锌锰电池以及可充碱锰(RAM)电池的锌阳极的缓蚀问题作了综评,指出了目前的去汞后的防腐措施及生产工艺要求,以及研究方向。

关键词：锌阳极缓蚀锌锰电池电池

同方期刊数据库

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可充无汞碱性锌锰电池电极制备及性能

电源技术 2000年第1期24卷 15-17,31页

作者：郭炳昆李新海刘丽英李宏乐陈阳国中南工业大学冶金物理化学与化学新材料研究所湖南长沙410083

在无汞锌合金粉中添加无机或有机缓蚀剂制备锌电极,用析氢试验、恒电流放电法、循环伏安法测定缓蚀剂对锌电极性能及抑制锌枝晶生长的影响。在电解MnO2中掺入LiOH和Bi2O3,加入导电剂、粘结剂调浆,涂在发泡镍网上,烘干,压制成MnO2电极,... 详细信息

在无汞锌合金粉中添加无机或有机缓蚀剂制备锌电极,用析氢试验、恒电流放电法、循环伏安法测定缓蚀剂对锌电极性能及抑制锌枝晶生长的影响。在电解MnO2中掺入LiOH和Bi2O3,加入导电剂、粘结剂调浆,涂在发泡镍网上,烘干,压制成MnO2电极,用循环伏安法测定MnO2电极的性能。试验表明,在锌合金粉中添加In2O和PbO可以降低析氢量,加入Bi2O3可以改善电极放电性能;在电解液中加入聚乙烯醇,可以抑制锌枝晶生长,延长锌电极寿命;在EMD中掺入Bi2O3和LiOH。

关键词：锌电极电极锌锰电池无汞电池充电电池

以电解二氧化锰/多壁碳纳米管/纸纤维复合材料作集流体和正极片的高能量柔性锌锰电池

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材料导报 2016年第20期30卷 17-20页

作者：刘珍红孙晓刚庞志鹏吴小勇聂艳艳岳立福南昌大学机电工程学院南昌330031 南昌大学(宜春)锂电及新能源研究院南昌330031

以电解二氧化锰(EMD)为正极活性材料,多壁碳纳米管(MWCNTs)为导电剂,纸纤维为基体制得复合纸,并将复合纸代替石墨片集流体和正极片应用于柔性锌锰电池。采用扫描电子显微镜对复合纸进行表征,并通过恒流放电测试其放电性能。结果显示,采... 详细信息

以电解二氧化锰(EMD)为正极活性材料,多壁碳纳米管(MWCNTs)为导电剂,纸纤维为基体制得复合纸,并将复合纸代替石墨片集流体和正极片应用于柔性锌锰电池。采用扫描电子显微镜对复合纸进行表征,并通过恒流放电测试其放电性能。结果显示,采用复合纸的电池放电比容量是传统锌锰电池的3倍,使EMD利用率从7.4%提高到43.8%,且在较大电流放电和弯曲放电情况下仍能保持明显的放电性能优势。

关键词：复合纸柔性电池碳纳米管集流体锌锰电池

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废旧锌锰电池锌锰元素的分析表征

环境科学学报 2015年第2期35卷 564-569页

作者：牛志睿辛宝平庞康李卓珏赵姣姣张咪延安大学石油工程与环境工程学院延安716000 北京理工大学化工与环境学院北京100081

为了解废旧锌锰电池的锌锰元素特征,以废旧碱性(A-A)和酸性(Zn-C)电池为研究对象,采用化学分析、BCR连续萃取技术、SEM-EDS和XRD等手段对拆分的电池正、负电极材料中的锌锰元素进行了分析表征.实验表明:废旧碱性(A-A)电池中Mn、Zn分别... 详细信息

为了解废旧锌锰电池的锌锰元素特征,以废旧碱性(A-A)和酸性(Zn-C)电池为研究对象,采用化学分析、BCR连续萃取技术、SEM-EDS和XRD等手段对拆分的电池正、负电极材料中的锌锰元素进行了分析表征.实验表明:废旧碱性(A-A)电池中Mn、Zn分别占到正极材料质量的49.2%、10.3%,以Zn Mn2O4四方体锌锰矿结构晶体存在;Zn占负极材料的52.5%,以Zn O晶体存在;废旧酸性(Zn-C)电池混合电解质中,Mn、Zn各占41.8%和25.2%,分别以Zn Mn2O4、Mn O2、Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn(NH3)2Cl2等晶体存在.BCR处理结果显示,A-A电池正极和Zn-C电池混合电解质中,Mn主要为残渣态较难酸释,而A-A电池负极中的Zn易于回收.

关键词：废旧电池锌锰电池锌锰元素分析

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锌锰电池负极用锌合金的开发

电池 2007年第2期37卷 149-151页

作者：梁满洪文蔚郑宜桃广州市番禺成昌五金机械有限公司广东广州511430 东莞市凌力电池有限公司广东东莞523039

讨论了对锌锰电池负极材料的要求和合金元素对锌合金性能的影响;开发的锌锰电池负极用锌合金及圆筒形电池,符合ROHS指令和IEC标准。

关键词：锌锰电池负极用锌合金不加镉的低铅锌合金锌-铅-锰合金

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锌锰电池正极材料净化模拟废水中磷的研究

环境科学与技术 2013年第2期36卷 46-49,54页

作者：许可李春光牛俊玲李见云刘军坛彭伟功王香平刘蕾罗旭姜灵彦郑州航空工业管理学院河南郑州450015

研究利用废旧锌锰电池的阳极材料净化模拟废水中的磷,探讨了净化过程中pH、吸附剂用量、反应时间和磷初始浓度等操作条件对磷净化效果的影响,找出了适宜的操作条件并对净化过程的机理进行了分析。通过试验发现pH对磷净化过程有显著影响... 详细信息

研究利用废旧锌锰电池的阳极材料净化模拟废水中的磷,探讨了净化过程中pH、吸附剂用量、反应时间和磷初始浓度等操作条件对磷净化效果的影响,找出了适宜的操作条件并对净化过程的机理进行了分析。通过试验发现pH对磷净化过程有显著影响,含磷废水净化过程中适宜的pH为8.0;随着吸附剂加入量的增加和初始溶液的降低,磷的净化率逐渐增加。锌锰电池正极材料对水中磷的净化过程速度较快,5 min即可使磷的吸附率达到93.41%。对平衡吸附容量数据进行回归分析发现磷净化过程的吸附等温线可以用Langmuir方程和Freundlich方程表示,Langmuir方程参数Q0为12.41 mg/g,Freundlich方程参数n为2.927,用不同的动力学模型对试验数据进行回归分析发现吸附剂对水中磷的吸附过程符合假二级模型。锌锰电池正极材料可以有效净化废水中的磷。

关键词：锌锰电池正极材料磷废水处理