SnO2质量分数对锌负极用SnO2/ZnO材料结构及电化学性能的影响

作者：程皓; 郭伟昌; 汪滔; 李铮; 田忠良^*

来源：中南大学学报(自然科学版), 2022, 53(02): 418-425.

DOI：10.11817/j.issn.1672-7207.2022.02.006

• 锌负极
• 二氧化锡
• 锌镍电池
• 微观结构
• 电化学性能

以ZIF-8为载体，将吸附-还原法与热处理相结合，制备SnO2/ZnO材料并用作锌镍电池负极。通过优化热处理工艺获得粒径、形貌均匀的SnO2/ZnO材料，然后通过XRD、SEM、循环伏安法和恒电流充放电测试研究SnO2质量分数对SnO2/ZnO材料物相结构、微观形貌及电化学性能的影响。研究结果表明：当温度为800℃，热处理时间为9 h时，所制备的SnO2/ZnO材料物相单一，形貌均匀，平均粒径为22.4 nm；当SnO2/ZnO材料中SnO2质量分数从7.7%增加至23.0%时，颗粒粒径先减小，后团聚现象增加，用作电池负极时平均放电比容量先增加至600 mA·h/g后减小至535 mA·h/g，且电池极化先减小后增加，稳定性也随之先提升后变差；当SnO2/ZnO材料中SnO2的质量分数为15.1%时，用作锌镍电池负极所表现的性能最佳，即循环伏安曲线阴阳极峰电压差为0.281 0 V，第50圈的中值电压差为0.314 5 V，在659 mA/g的电流密度下循环时平均放电比容量为600 mA·h/g,200圈后的容量保持率为93.66%。锌负极的放电比容量及循环稳定性得到较大提升，主要是因为SnO2在电池工作过程中形成金属锡，提高负极的析氢过电位，改善了负极的导电性。

• 出版日期2022
• 单位中南大学