碳酸锌阴极还原过程的研究

发布时间：

2018-06-24 17:37

碳酸锌阴极还原过程的研究

前言

在研制万瓦级锌氧电池过程中，要求锌电极的工作电流密度达到400mA/cm²，峰值电流密度达到1200mA/cm²。在可以制造锌电极的原料中，由于碳酸锌中锌的百分含量比氧化锌少，因此，比氧化锌更容易获得高孔率的锌电极[1]。就其制造难易和与集流网的粘接性来衡量，碳酸锌也较氧化锌好[1]。为此，我们选取了碳酸锌粉末为原料，用镀铅铜拉网做集流网，采用化成的方法，研制了适于大电流密度放电的大功率锌电极(电极面积266cm²)。并于有关会议上发表过利用正交实验法得到的锌电极最佳化成工艺条件的文章[2]。为进一步组装十万瓦级锌氧电池，锌电极而积需扩大到950cm².在应用原工艺条件制造950cm²锌电极时，由于面积太大，成品率下降。如仍用正交法研究改进的办法，实验费用很大，而所见到的有关碳酸锌制备锌电极的资料，也仅限于小面积的工艺性文章。为此，我们试图通过碳酸锌的阴极还原过程的研究，找到改进的办法。本文对碳酸锌电极的阴极还原过程进行了研究，根据用循环伏安法及交流阻抗法的实验结果，对原工艺进行了改进。碱式碳酸锌

1实验条件
1.研究电极的制备
将截面积为0.16cm²的电解铅和电解锌(99.99%)分别固定在环氧树脂中,经磨光、浸酸、洗净后用作基底、将碳酸锌粉末与等量1%聚乙烯醇水溶液和少量水混合，并仔细研磨后，制得的糊浆涂在锌或铅的基底上，自然干燥后使用。

2.测试溶液
(1 )10NKOH溶液
(2)含30g/LZnO的10N ROH溶液
蹿波均用二次蒸馏水配制，测试前通氮气除氧20分钟。
3.参比电极
氧化汞电极Hg/HgO(10NKOH).(文中所测量的数据均相对于本参比电极)。
4.实验温度室温(18——20℃)
5.实验仪器
(1 )循环伏安法:使用美国PAR公司的M173恒电位仪，M276接口和AppleIle 计算机。
(2 )交流阻抗法;使用美国P AR公司的M368-1型交流阻抗测试系统。
6.测试条件
( 1 )循环伏安法:使用锌和铅基底的碳酸锌电极，分别在10NKOH溶液，
10NKOH+30g/L ZnO熔液中进行。从稳定电位起扫，扫描到-1.600V (在10NKOH榕液中)和-1,800V (在10NKOH +30g/L ZnO溶液中)，再回扫到起扫电位。
(2 )交流阻抗法;测试前在稳定电位保持20分钟，然后在稳定电位或极化- 30mV的电惋测足。测垦从商频开始进行，频牢范围为5x10'~100Hz.碱式碳酸锌

2结果与分析
2.1循环伏安实验
图1 (a). ( b)分别为以锌和铅为基底的碳酸锌电极在0NKOH+ 30g/L ZnO溶液中的循环伏安曲级，由图可见，两种不同基底的碳酸锌电极均有明显的还原峰，但峰值电位E p路有不同，以锌为基底的碳酸锌电极E,(Zn)约为-1.44V,以铅为基底的碳酸锌电极E,(Pb)约为-1.48V，可见碳酸锌在锌基底上较易还原。

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