编号：CYYJ03588
篇名：锌-空气电池的枝晶生长机理及抑制
作者：尤祥 何翠萍 陈远亮 王建国 杨妮 田林 谢刚 侯彦青
关键词： 锌-空气电池 锌枝晶 模拟枝晶生长 抑制枝晶生长
机构： 昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室 昆明理工大学冶金与能源工程学院 中国铜业有限公司科技与信息化部 昆明冶金研究院有限公司冶金研究所
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40mL/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。
