镁二次电池的研究现状

综述了镁二次电池的研究现状。镁二次电池是近年来发展的一种极具潜力的新型能源,它具有高功率、高能量密度、低成本、无毒害、安全性高等特点,相较锂电池有很大的优势,具有十分广泛的用途和良好的发展前景。文章简单的介绍了国内外镁二次电池的研究现状,综述了镁电池负极材料、正极嵌入材料、电解质等方面的研究历程和成果。     

锌离子二次电池的研究进展

通过探寻合适的储锌正极材料、优化锌负极结构以及深入了解电池的储锌机理,能够显著地提高锌离子电池的电化学性能。综述了锌离子二次电池的研究进展,详细介绍了各类正极材料的结构特征、电化学性能以及储锌机理,另外对锌负极面临的问题和解决方法进行总结,同时讨论了电解质对锌离子电池电化学性能的影响。最后,对锌离子二次电池面临的问题和未来的研究方向进行了总结与展望。     

SnO2对尖晶石LiMn2O4电极材料的改性

为提高锂离子电池正极材料LiMn2O4在高温下的循环性能,以Sn(OCH2CH2OCH3)4为原料,采用溶胶-凝胶法在LiMn2O4表面包覆了一层稳定的二氧化锡层. 用X射线粉末衍射和扫描电镜对包覆前后LiMn2O4的结构进行了表征. 结果表明,二氧化锡包覆层的存在减少了LiMn2O4与电解液的直接接触,有效地抑制了高温下LiMn2O4与电解液的相互作用,减少了锰在电解质中的溶解;经表面修饰处理后,LiMn2O4正极材料的初始容量虽稍有下降,但高温下(60℃)的充放电循环稳定性能得到了显著提高,40次循环后的高温容量衰减由改性前的31%降低到12%,并且电池的自放电速率也显著减小. 作为锂离子电池的正极材料,该表面改性材料是众多取代LiCoO2材料中最具竞争力的材料之一,也有望成为锂离子动力电池的正极材料.     

几种锂电池正极材料的发展与比较

锂离子电池的性能优劣关键在于其内部的材料性能和结构。锂离子电池的内容材料主要有隔膜、电解质、正极材料以及负极材料,而其中正、负极材料的质量和类型直接关系着锂离子电池所具有的性能以及市场价格。因此,高性能且廉价的正、负极锂离子电池材料成为研究的重点。其中正极材料对电池的性能和价格影响极大,因此,本文重点分析锂电池正极材料。     

镁电池用负极材料的表面修饰及腐蚀行为

通过浸涂的方式,以具有小分子水磁化的纳米粉体乳液(EMT)为表面活性剂,对镁电池用负极材料进行表面改性,并采用XRD和SEM对合金表面的相组成及表面形貌进行了分析。以质量分数为3.5%的NaCl溶液作为电解质溶液,在室温下对经EMT修饰的镁负极进行了抗腐蚀实验,并采用Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了不同镀膜次数对镁负极防腐性能的影响。结果表明,镀膜3、6、9次镁负极的腐蚀电流密度分别为106.8、90.7和89.0μA/cm~2,均低于未镀膜样品(283.8μA/cm~2),表现出较好的防腐蚀性能。EMT在材料表面形成的SEI膜能够在不影响材料相结构的前提下,有效抑制镁负极在海水中的腐蚀行为,且随着镀膜次数的增加其耐腐蚀性能增加。     

锂离子电池的研究进展

介绍了锂离子电池的电化学反应原理、一般特性及电池正极材料、负极材料、电解质材料的研究进展,同时也介绍了目前存在的问题和发展前景。     

锂离子电池研究进展

介绍了锂离子电池的电化学反应原理、特点及发展历程。综述了锂离子电池的正极材料、负极材料及电解质材料的研究进展 ,并展望了其发展前景。     

锂电池固态电解质新材料问世

近日,丰田中央研发实验室开发了一种有望用于高功率和高能量的全固态锂离子电池的固体电解质新材料。该材料用于正极为钴酸锂、负极为锂单质的锂离子电池时,具有优异的充放电性能和循环性能。     

锂电池固态电解质新材料问世

近日,丰田中央研发实验室开发了一种有望用于高功率和高能量的全固态锂离子电池的固体电解质新材料。该材料用于正极为钴酸锂、负极为锂单质的锂离子电池时,具有优异的充放电性能和循环性能。全固态锂离子电池以传统固体氧化物作电解质时,比有机电解液和固体硫化物中的离子电导率低很多。该电解质不仅有高的化学稳定性和宽的电化学窗口,而且在室温下的离子电导率比有机电解液的电导率还高出两个数量级。该固体电解质与正极不会发生副反应和材料剥离,且界面阻抗能低到和普通的液态锂离子电池接近,但界面阻抗的活化能小很多。     

PVdF类树脂在二次电池中的应用

１聚合物凝胶电解质的特征 在以前的非水电解液锂二次电池方面，正极和负极都能用聚偏氟乙烯（ＰＶｄＦ）作为粘结剂。最近对隔板也可用ＰＶｄＦ树脂（如表１所示）。全部一体化电池已被设计出来，面向实用化，正进行开发。在隔板方面可采用电解液溶胀的ＰＶｄＦ多孔膜和ＰＶｄＦ类树脂凝胶。同以前的类型不同，因为电解液包含在树脂中，不发生漏液，电池形状的自由度大，还可制成片状。 若将电池制成薄型，首要问题是如何让隔板介于正极与负极间且固定，即采用液体电解质的筒状电池在卷为筒状时，紧贴筒内，将正极，隔板（通常使用由聚乙烯…     

An environmentally friendly water-activated manganese dioxide battery

In this work an environmentally friendly water-activated battery was developed and investigated. The anode material was a magnesium alloy; the cathode consisted of manganese dioxide, potassium chloride and graphite. Battery characteristics were tested at room temperature and additionally in an atmospheric simulation chamber because water-activated batteries are mostly used in meteorological radiosondes. Voltage losses inside the battery were measured using a miniaturized reference electrode, and heat evolution of the battery was studied calorimetrically. The main source of voltage losses and heat was found to be the magnesium anode. Compared to the traditional Mg/CuCl batteries, there was little difference in voltage and capacity, but a significant difference in the environmental impact, as the Mg/MnO₂ battery does not contain any heavy metal salts.     

Performance characteristics of organic–inorganic composite electrodes in magnesium reserve batteries

Electrochemical characteristics of m-dinitrobenzene (m-DNB) based composite cathode materials involving compounds such as AgCl, TiO₂, HgO and CuCl have been investigated and (Mg AZ31 alloy anode) as an activated battery system using 2 M magnesium perchlorate aqueous electrolyte. The concentration of the composites has been optimized so as to obtain high electrochemical performance of Mg/m-DNB reserve batteries through constant current discharge studies. Mg/m-DNB cells containing 5-wt % of HgO when discharged at current density of 2.1 mA cm⁻² delivered 5.3 Ah capacity corresponds to a columbic efficiency of 97% as compared to the cells without composite.     

可逆镁电池正极材料的研究进展

可逆镁电池是一种颇具潜力的"绿色动力"电池,寻找合适的正极材料一直是镁电池研究的难点。介绍了可逆镁电池正极材料的研究及发展情况,重点介绍了过渡金属硫化物、氧化物及有机物正极材料,以及新型正极材料Mg1.03Mn0.97SiO4等,探讨了当前存在的问题及研究的方向,并对其应用前景进行了展望。     

镁-氯溶剂化结构在镁基电解液中的作用

因兼顾成本低、安全性能好及体积能量密度高（3832 A·h·L^-1）等优点,镁金属二次电池受到了广泛关注。但是,镁负极的实际应用仍然受限于电解液活性物种溶剂化结构的认识不足。目前,镁基电解液主要分为醚类溶剂的格氏试剂电解液、氯化镁铝络合物（MACC）电解液和Mg（TFSI）₂基电解液等。其中,镁离子-氯离子的配位结构对镁电池正常运行起到了关键作用,主要突出在降低沉积过电位、增强镁沉积动力学和提高沉积镁可逆性等方面。以氯离子在体相电解液中和在电极界面上与镁之间的相互作用为切入点,分析了镁基电解液的前期开发路线及设计理念,并对镁二次电池的未来发展进行了总结和展望。     

Control of magnesium interfacial reactions in aqueous electrolytes towards a biocompatible battery

A stable magnesium battery has been developed based on a magnesium anode, a poly(dioxyethane thiophene) (PEDOT) cathode and a near-saturated aqueous solution of LiCl, MgCl₂, or mixture of these salts at pH of 11. This combination leads to a low water activity in the electrolyte, which thus suppresses the hydrogen evolution reaction on Mg, as well as producing a stable oxy-hydroxide film which protects the metal surface from freely corroding. The conducting polymer cathode is reduced somewhat during the discharge process, however, appears to be readily re-oxidised (as determined from the resistance) by the oxygen present in the cell. The cell is therefore primarily a Mg/O₂ battery, however, the PEDOT appears to enhance the performance, in particular the discharge voltage.     

改善锂硫电池循环性能的研究进展

综述了制约锂硫电池循环性能的因素和正极、负极、电解质对锂硫电池循环性能改善的影响。介绍了制约锂硫电池循环性能的主要因素：不可逆硫化锂的形成、硫正极多孔结构的失效和电解液组分与锂负极的副反应。分别介绍了改善锂硫电池循环性能的途径：合适的黏合剂、碳材料、正极制备工艺,锂负极保护技术,合理组分的电解质,电池结构与设计。并在此基础上对今后的发展趋势进行了展望。     

水系镁离子电池正极材料MgMn2O4的制备

采用溶胶-凝胶法制备得到了主相为四方结构的MgMn2O4。研究了煅烧温度对产物的相演化和表面形貌的影响,比较了电化学循环稳定性。结果表明,550℃烧结得到了表面呈现多孔通道和孔洞的MgMn2O4 (MMO550),在40 mA/g电流密度下,最大放电比容量为54.0 mAh/g; 与碳纳米管于400℃复合2 h后,CNT形成的导电网格有效地将MgMn2O4颗粒连接起来,得到MMO/CNT样品的首次放电比容量可达118.0 mAh/g,是未复合MMO550最大放电比容量的2.2倍,循环30周后容量保持在88.1 mAh/g。     

A new magnesium — air cell for long-life applications

A novel type of magnesium-air primary cell has been evolved which employs non-polluting and abundantly available materials. The cell is based on the scheme Mg/Mg(NO₃)₂, NaNO₂, H₂O/O₂(C). The magnesium anode utilization is about 90% at a current density of 20 mA cm^–2. The anode has been shown to exhibit a low open-circuit corrosion, a relatively uniform pattern of corrosion and a low negative difference effect in the electrolyte developed above as compared to the conventional halide or perchlorate electrolytes. In the usual air-depolarized mode of operation, the cell has been found to be capable of continuous discharge over several months at a constant cell voltage of about 1 V and a current density of 1 mA cm^–2 at the cathode. The long service-life capability arises from the formation of a protective film on the porous carbon cathode and fast sedimentation of the anodic product (magnesium hydroxide) in the electrolyte. The cell has a shelf-life in the activated state of about a year due to the low open-circuit corrosion of the anode. These favourable features suggest the practical feasibility of developing economical, long-life, non-reserve magnesium-air cells for diverse applications using magnesium anodes with a high surface area and porous carbon-air electrodes.     

钾离子电池研究进展

阐述了钾离子电池关键材料和电池技术的研究现状,特别是对普鲁士蓝类和P2、P3相层状氧化物材料作为正极材料的电化学性能及存在的问题、碳基负极材料（石墨、硬碳、软碳等）的电化学性能及钾离子脱嵌机理、当前所用电解液的优缺点等方面都进行了较为全面的讨论和分析。分析表明普鲁士蓝和非石墨材料等材料已经同时展示出较高的比容量和循环性能,而对于层状氧化物材料和石墨材料,钾离子的电化学嵌入/脱出伴随显著的体积变化和复杂的相变,同时与正负极材料具有高度相容性的电解液尚未获得。指出钾离子电池需要进一步发展其电极材料和电解液。     

绿色超铁电池放电性能研究进展

介绍了导致超铁电池不稳定的因素,分析了BaFeO4电极的放电能最大大优于MnO:电极,也稍优于K2FeO4电极的主要原因.同时提出了通过添加剂改善阴极材料或更换阳极材料可以提高超铁电池的放电性能.