锌空气电池PVA-KOH聚合物电解质制备及改性开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.1引言

二十世纪之后，全球的科技及工业得到迅速发展，随之而来的是能源的短缺和环境的污染。新兴清洁能源的开发利用和储能提升成为人们的研究重点。金属空气电池具有较高的比能量和比功率，可满足人们日益增长的能源需求。与此同时，它还具有资源丰富、成本低、容量大、绿色环保等特点，是十分有发展前景的新兴能源。在各类金属空气电池的研究中，因为锌空气电池（zabs）表现高的理论比能量(1086wh/kg)^[1]，并且阳极物质锌价格低廉且是环境友好型材料，所以它受到人们的广泛关注。由于koh溶液具有良好的离子导电性、高氧气扩散速率、低粘性、高流动性，可以更好的溶解溶液与空气中的co₂生成的碳酸盐，因此目前大部分的锌空气电池采用koh溶液作为电解液。但是koh溶液还存在容易干涸、泄漏、腐蚀电极且适用温度范围窄等缺点^[2]，限制了锌空气电池的应用。然而，凝胶聚合物电解质（gpe）由于内部对流弱，电解质对电极的侵蚀减弱，可以延长电池的循环寿命；凝胶态可以解决液态电解质的泄漏问题，提高电池的安全性；凝胶态吸液量多，所以离子电导率高，对电极的润湿效果好，阻抗小，可提高电池的循环性能等优点，有望克服koh溶液带给锌空气电池的部分问题。常用的凝胶聚合物电解质基体有pva（聚乙烯醇）基、peo（聚氧化乙烯）基、paa（聚丙烯酸）基等^[3]。pva基化学性质稳定，具有较好的离子电导率，且较其他两种基体具有更好的机械性能，价格更加低廉，更加易于制备，可应用于锌空气电池之中。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1主要研究内容及关键技术

（1）通过共混和溶胶-凝胶法制备pva-koh聚合物电解质，然后通过xrd、sem、ftir、tg-dsc等表征方法分析样品微观结构、形貌等。

（2）研究pva-koh改性技术和纳米氧化物掺杂对聚乙烯醇碱性聚合物电解质的影响，并测试聚合物电解质的吸水保水性能、离子电导率等性能，确定最佳复合比例和其它工艺参数。