EMIMTFSI基离子液体对先进中温化Na/CuCl2电池的影响文献综述
2020-05-23 16:22:17
附件文 献 综 述 1.ZEBRA电池 钠/金属氯化物电池(Na/MCln,其中M为金属,n为金属的化合价)又被称作ZEBRA电池,是Zero Emission Battery Research Activity的缩写[1],其意为零排放、无污染,对环境友好的绿色二次电池。
根据其运行温度,目前研发的主要为高温ZEBRA电池和室温ZEBRA电池。
高温ZEBRA电池的研发适于上世纪70年代,目前主要研发和使用的高温ZEBRA电池为”钠/氯化镍电池”。
其采用固态氯化镍(NiCl2)为正极;金属钠为负极;β”- Al2O3陶瓷为固体电解质且兼具正、负极活性物质间的隔膜作用;此外,由于正极为多孔固体,所以在正极腔中填充NaAlCl4熔盐作为第二电解质,以完成Na 从正极到BASE表面的传递[2]。
其运行温度为300 ℃左右,此时NaAlCl4和负极Na皆为熔融态。
该电池表达式为(-)Na(l)/β”-Al2O3(s)/NaAlCl4(l)/ NiCl2(s) ,Ni(s) ( )。
该电池的整电池反应如公式1-1所示: 2NaCl Ni NiCl2 Na 1-1 高温ZEBRA电池是在放电状态下组装,正极以NaCl和金属Ni混合物的形式装入BASE管,并在BASE中填入液体电解质NaAlCl4,负极腔为空腔。
图1-1为高温ZEBRA电池的结构和工作原理示意图[3]。
如图1-1中所示,充电时正极中金属Ni失去电子形成Ni2 , 与Cl-结合生成NiCl2,而由此释放出的Na 通过 NaAlCl4传递至BASE陶瓷管正极腔表面,然后经由BASE到达其负极腔表面,并在此得到电子生成金属钠,形成负极。
放电时电极过程正好相反。