柔性镀锌纱线电极的电沉积制备与表征

摘要

为制备出与服用纱线柔性相似的纤维状锌离子电池负极,以镀银尼龙纱线为导电基底,通过自制的纱线电沉积装置,探索柔性镀锌纱线电极在碱性锌酸盐溶液中的电沉积制备工艺,并通过SEM、XRD、EDS、循环伏安测试、恒流放电测试等方法对纱线电极进行表征.结果表明:采用锌阳极的弯曲设计,可使电沉积过程中纱线长度方向上的电流密度分布均匀;通过改变电沉积电流,可调控纱线表面的Zn2+还原过电位,得到絮状、块状和树叶状3种形貌的锌镀层;块状形貌锌镀层的机械稳定性高,在纱线表面分布均匀,与纱线结合牢固,厚度为2～10μm,镀层质量为14.5 mg/(30 cm),电沉积电流效率为94.77％;块状锌镀层纱线电极表面平整,具有良好可弯曲性,其循环伏安曲线上一个还原峰对应锌层的还原沉积,两个氧化峰对应锌层和银层的氧化;恒流放电曲线上,随着电流增大,电位平台正移,长度比容量线性下降,当电流为0.1 mA/cm时,电位平台为-1.34 V(vs.Hg/HgO),长度比容量为342.94μA·h/cm.