담수개를 억제하는 아연 스폰지 배터리 전극

이 프로토콜은 알카라인 배터리에서 순환할 때 수상돌기를 억제하는 아연 전극을 만드는 쉽고 저렴한 방법을 제공합니다. 이 기술의 주요 장점은 아연 입자 크기, 원산지 유형 및 크기 또는 열처리 프로토콜을 변경하여 아연 전극의 구조를 쉽게 조정할 수 있다는 것입니다. 이 프로토콜을 사용하여 만든 금속 스폰지는 표준 금속 폼 제조 방법을 사용하여 달성하기 어려울 수 있는 상대 밀도 및 셀 크기에 속합니다.

100ml 유리 비커에 2.054ml의 탈이온수와 4.565ml의 데칸을 추가하는 것으로 시작합니다. 그런 다음 용액을 교반하여 SDS 0.1g을 용해시킵니다. 다음으로, 수용성 중간 점도 CMC 나트륨 염 5mg을 비커에 넣고 5분 동안 또는 용해될 때까지 저어줍니다.

플라스틱 또는 플라스틱으로 코팅된 교반 도구를 사용하면 금속 표면이 생성된 아연 스폰지에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 비커에 0.844g의 물불용성 미리 부풀어 오른 카르복시메틸 셀룰로오스 수지를 넣고 저어줍니다. 플라스틱 패들이 장착된 오버헤드 패들 교반기에 비커를 놓고 전체 혼합물을 1, 000RPM에서 5분 동안 저어줍니다.

아연 가루 50g을 넣고 5분 더 저어줍니다. 5분 후 교반기를 멈추고 비커를 제거합니다. 비커를 실온에서 5분 동안 건조기에 넣어 혼합물과 그 내용물을 진공 상태에서 배출합니다.

아연 페이스트를 직경 약 10mm, 높이 5mm의 폴리프로필렌 몰드에 나누어 반죽을 밤새 자연 건조시킵니다. 건조 후 금형에서 아연 페이스트를 조심스럽게 제거하고 노치가 있는 알루미나 홀더에 놓인 메쉬 케이스에 넣습니다. 어셈블리를 포트가 있는 관상로에 넣어 튜브를 통해 가스를 튜브 안팎으로 흐르게 합니다.

질소 가스를 분당 5.7cm의 속도로 30분 동안 용광로에 주입하여 용광로에서 공기를 퍼지합니다. 30분 동안 퍼지한 후 질소 가스를 분당 2.8cm의 일정한 속도로 조절합니다. 용광로의 온도가 68분 동안 섭씨 20도에서 369도까지 선형으로 증가하도록 프로그래밍하고, 5시간 동안 섭씨 369도에서 584도까지 선형으로 상승한 다음 105분 동안 섭씨 369도에서 584도까지 선형 상승한 다음 끕니다.

질소가 계속 흐르면서 퍼니스 프로그램을 시작하십시오. 질소 가스 흐름을 수동으로 중지하고 5 시간 동안 온도를 유지하고 분당 2.8cm의 공기를 호흡 한 파이프를 사용합니다. 호흡 공기가 계속 흐르도록 유지하면서 난방 프로그램이 중지되면 퍼니스를 실온으로 식히십시오.

마지막으로 냉각된 아연 스폰지를 제거하고 원하는 치수로 톱질하거나 사포질합니다. 10.5ml의 탈이온수를 100ml 유리 비커에 추가합니다. 그런 다음 수용성 고점도 셀룰로오스 검 0.12g을 넣고 플라스틱 코팅된 교반 도구를 사용하여 저어줍니다.

이 혼합물을 손으로 5분 동안 또는 셀룰로오스 검이 녹을 때까지 소용돌이치고 저어줍니다. 비커를 2분 동안 볼텍싱하면서 옥수수 전분 2.4g을 추가한 다음 준비된 아연 가루 120g을 추가로 2분 동안 볼텍싱하면서 추가합니다. 완료되면 생성된 아연 페이스트를 원하는 금형 캐비티에 누르고 용광로의 야외에서 섭씨 70도에서 밤새 건조시킵니다.

건조 후 금형에서 아연 페이스트를 조심스럽게 제거하고 노치가 있는 알루미나 홀더에 놓인 메쉬 케이스에 넣습니다. 어셈블리를 포트가 있는 관상로에 넣어 튜브를 통해 가스를 튜브 안팎으로 흐르게 합니다. 질소 가스를 분당 5.7cm의 속도로 30분 동안 용광로에 주입하여 용광로에서 공기를 퍼지합니다.

30분 동안 퍼지한 후 질소 가스를 분당 2.8cm의 일정한 속도로 조절합니다. 용광로의 온도가 68분 동안 섭씨 20도에서 369도까지 선형으로 증가하도록 프로그래밍하고, 5시간 동안 섭씨 369도에서 584도까지 선형으로 상승한 다음 105분 동안 섭씨 369도에서 584도까지 선형 상승한 다음 끕니다. 질소가 계속 흐르면서 퍼니스 프로그램을 시작하십시오.

5시간 동안 온도를 유지한 후 질소 가스 흐름을 수동으로 중지하고 분당 2.8cm로 호흡 공기를 파이프로 흡입합니다. 호흡 공기가 계속 흐르도록 유지하면서 난방 프로그램이 중지되면 퍼니스를 실온으로 냉각시킵니다. 마지막으로 냉각된 아연 스폰지를 제거하고 원하는 치수로 톱질하거나 사포질합니다.

이 프로토콜은 입방 센티미터당 2.8g의 밀도를 가진 에멀젼 기반 아연 스폰지와 입방 센티미터당 3.3g의 밀도를 가진 수성 기반 스폰지를 생산하는 데 사용되었습니다. 아연 스펀지는 단단하고 부서지기 쉬워야 합니다. 그들의 단면은 여기에 표시된 것과 비슷해야 합니다.

생성된 아연 스폰지의 모든 특성은 텍스트 원고에 제공된 범위 내에 있어야 합니다. 아연 스폰지 전극은 아연 그램당 328밀리암페어시의 중량 측정 용량에서 사이클링 안정성을 보여주며, 이는 43%의 방전 깊이에 매핑됩니다. 효율성을 추정하기 위해 구성된 아연 전극의 광범위한 전기화학적 순환 후, 아연 스폰지 전극의 주사 전자 현미경 사진에서 수상돌기가 관찰되지 않았습니다.

아연 스펀지의 표면은 사이클링 중에 구조 조정을 겪습니다. 방전 수준이 깊을수록 사이클 수명이 길수록 구조 조정의 양이 커집니다. 이 프로토콜을 시도할 때는 플라스틱으로 코팅된 도구로 혼합물을 저어주는 것을 잊지 마십시오.

유사한 제조 공정을 사용하여 수많은 응용 분야를 위해 다양한 금속을 기반으로 다른 유형의 금속 폼을 만들 수 있습니다.