臺灣博碩士論文加值系統

為了研發出優良的鋅陽極與空氣陰極，使鋅空氣電池有更好的表現，本研究將自製小型鋅空氣一次電池，使用CV、LSV與放電量測等三種電化學分析技術，分別針對鋅陽極於增加電容量、配方比例與添加劑方面，空氣陰極在改變不同材料以降低極化現象、減少內電阻、加速催化反應方面作一系列的研究。經實驗量測後鋅空氣電池放電深度可達85％，這是因電極有良好的潤濕度，增加反應面積，使放電深度增加。但也由於電極表面強度不足遭破壞的緣故，故只適用於一次電池或機械式充電鋅空氣電池。若在鋅陽極內加入適當的添加劑，如6％ Bi2O3或2% In2O3，則因還原成Bi與In金屬，可提高氫氣過電壓、增長電極壽命，以及增加電極導電度，經放電測試有電壓增高0.05-0.1伏特、放電深度增加到90％的表現。在改變空氣陰極材料方面，催化劑反應速率提升，工作電壓因所使用材料擁有良好的導電性，提升了0.1伏特以上。然而所使用的材料價格過於昂貴，例如Co TMPP與銀膏，較不符合實際應用，故發展成本低廉、表現良好的材料是當務之急。綜合上述，本研究製成的鋅空氣電池電容量可達1.4-1.5安培小時，最大瞬間電流可達1安培。

摘要----------------------------------------------------------Ⅰ
目錄----------------------------------------------------------Ⅱ
圖目錄--------------------------------------------------------Ⅴ
表目錄--------------------------------------------------------Ⅹ
1.前言---------------------------------------------------------1
2.文獻回顧-----------------------------------------------------4
2.1.金屬空氣電池簡介-------------------------------------------4
2.1.1.一般特徵-------------------------------------------------4
2.1.2.化學-----------------------------------------------------4
2.1.3.影響電池特性的因素---------------------------------------7
2.2.鋅陽極組成-------------------------------------------------9
2.2.1.電極結構-多孔性電極--------------------------------------9
2.2.2.反應機制------------------------------------------------11
2.3.空氣陰極組成----------------------------------------------13
2.3.1.電極結構------------------------------------------------13
2.3.2.反應機制------------------------------------------------21
2.4.極化現象--------------------------------------------------24
3.實驗--------------------------------------------------------34
3.1.實驗藥品--------------------------------------------------34
3.2.實驗設備及儀器--------------------------------------------36
3.3.實驗流程--------------------------------------------------37
3.4.電極製作--------------------------------------------------37
3.4.1.鋅陽極一次電極------------------------------------------37
3.4.2.空氣陰極------------------------------------------------37
3.4.3.電池製作------------------------------------------------37
3.5.鋅陽極----------------------------------------------------42
3.5.1.鋅粉顆粒特性--------------------------------------------42
3.5.2.PTFE含量探討--------------------------------------------42
3.5.3.添加劑自放電測試----------------------------------------42
3.5.4.添加劑CV量測--------------------------------------------43
3.5.5.添加劑放電量測------------------------------------------47
3.6.空氣陰極--------------------------------------------------47
3.6.1.材料特性研究--------------------------------------------47
3.6.2.陰極放電前後觀察----------------------------------------48
4.結果與討論--------------------------------------------------52
4.1.鋅陽極部分------------------------------------------------52
4.1.1.鋅粉顆粒特性--------------------------------------------52
4.1.2.PTFE含量探討--------------------------------------------60
4.1.3.添加劑自放電測試----------------------------------------62
4.1.4.添加劑CV量測--------------------------------------------67
4.1.5.添加劑放電量測------------------------------------------72
4.2.空氣陰極部分----------------------------------------------73
4.2.1.材料特性研究--------------------------------------------73
4.2.2.陰極放電前後觀察----------------------------------------86
5.結論--------------------------------------------------------91
6.參考文獻----------------------------------------------------93

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