复合添加剂对钒液流电池正极电解液的影响

分别采用硫酸钠、乙醇以及将二者混合的复合物质作为钒电池电解液的添加剂,采用循环伏安、充放电、紫外可见光测试、热稳定性测试等方法研究了不同添加剂对电解液的影响,结果表明,复合添加剂(硫酸钠和乙醇的混合物)可以有效改善钒电池正极电解液的电化学活性以及热稳定性。     

锂离子电池电解液添加剂4-TB的性能研究

为了研究对三氟甲基苯腈(4-TB)作为高压锂离子电池电解液添加剂对电池性能的影响,制备了质量分数为0、0.5%、1%和2%的电解液1.0 mol/L LiPF_6/(EC+DMC+DEC)(体积比1∶1∶1),用LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4作为正极材料组装成扣式电池。对所得不同添加量的电解液进行电导率和线性伏安扫描测试(LSV),对电池进行电化学性能测试,并探讨了不同添加量对电池性能的影响。结果表明,添加量为1%时,电池具有最好的倍率性能和循环稳定性。     

己二腈对高电压锂离子电池性能的影响

用线性扫描伏安(LSV)和交流阻抗谱研究己二腈(ADN)用作电解液添加剂的电化学行为,用X射线能谱(EDS)对电池正负极表面进行元素分析,考察己二腈作为电解液添加剂对以钴酸锂为正极的4.4 V锂离子电池性能的影响。含0.5%己二腈电解液能在正极表面形成腈键参与的吸附结构,并使4.4 V电池的高温存储厚度膨胀率从86.6%下降到13.1%。     

添加剂、隔膜对锂离子电池过充性能的影响

采用电聚合添加剂环己基苯、联苯来改善以钴酸锂为正极材料的高容量锂离子方形电池过充性能(1 C 10 V、3 C4.8 V),并探讨隔膜性能对电池过充测试的影响。实验发现,1 C 10 V过充测试,电解液中添加环己基量增加时能提高电池过充测试的通过率,添加5%(质量分数)环己基苯+5%(质量分数)联苯时能对电池起到良好的保护效果,但对3 C 4.8V所起的作用不大;具有较大的穿刺强度的隔膜能对电池3 C 4.8 V过充测试起到良好的保护作用;隔膜型号与添加剂对电池循环厚度及容量保持率均有一定的影响,加入添加剂后电池循环性能下降,而良好的隔膜性能可提高电池循环性能。     

VRFB用流场板结构的优化设计及其应用研究

全钒氧化还原液流电池(VRFB)内部的电解液流场结构的合理设计有利于提高VRFB电解液分布的均匀性,降低电池极化,从而提高电池性能。针对目前VRFB存在的低放电功率和电池效率不高的问题,设计了树形、渔网形和梯形3种新型VRFB流场板,通过研究不同流场板结构对VRFB功率、充放电性能、电池效率、电池阻抗及电池循环稳定性的影响,确定最优流场板结构以提升电池性能。研究结果表明,树形流场板、渔网形流场板和梯形流场板均能有效提升VRFB的电池性能。安装梯形流场板的VRFB具有最佳的电池性能,其电流效率提高至96.56%,电压效率提高至80.61%,能量效率提高至77.91%,放电容量相比于装配传统流场板的电池提高了34.56%,最高输出功率密度高达0.356 W/cm~2。     

聚合物电解液添加剂对锂硫电池性能的影响

采用聚乙二醇二甲醚(PEGDME)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚氧化乙烯(PEO)作为聚合物电解液添加剂,通过充放电测试研究了这些添加剂对锂硫电池电化学性能的影响。研究结果表明,添加2%(质量分数)电解液添加剂PVP能有效提高锂硫电池的循环性能和库仑效率,在电流密度为200 m A/g下,前50次的电池放电容量保持率由42.8%提高到50.8%,首次循环库仑效率由60.2%提高到95.3%。     

氧化石墨烯对钒液流电池电解液性能的影响

以氧化石墨烯(GO)作为全钒液流电池正极电解液添加剂,研究含量不同的GO对钒电池正极电解液电导率、循环伏安曲线及电池容量和能量效率的影响。结果表明,正极电解液的电导率先随GO添加量的增加而增大,在添加量为1%(质量分数)时达到最大值326 m S/cm,随后减小;扫描速度为5 m V/s的循环伏安曲线表明当GO含量为1%时,电解液具有最大的氧化峰电流和还原峰电流,分别为172和127 m A;首次循环与第20次循环的伏安曲线对比表明电解液稳定性很好,此时电解液性能也最佳;用GO含量为1%的电解液作为正极电解液组装静态电池,电池30次充放电循环的平均容量比空白电池提高了9.8%,容量保持率和能量效率为85.30%和79.26%,分别比空白电池的79.40%和75.35%有所提高。     

测试锂电池析气的原位透射红外电解池技术

以Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料作为研究电极,将原位透射红外电解池用于锂离子电池首次充电时电解液析气行为研究,评价电解液电化学稳定性及其对正极性能影响。结果表明氟代碳酸乙烯酯(FEC)基电解液具有高的电化学稳定性并且能够提高正极比容量和电化学循环稳定性,100次循环后容量保持率高达97.9%。     

二甲基砜在锂离子电池电解液中的应用研究

在1 mol/L LiPF6/（PC/ DMC/DEC）（体积比1∶1∶1）电解液体系中加入砜类添加剂二甲基砜（MSM）,可增强电解液的抗氧化性,电解液电化学窗口被提高至4.6V以上.以锂金属为负极材料,LiNi0.Mn1.5 O4为正极材料组装锂离子电池,电池性能测试结果表明：二甲基砜的加入,使电池循环性能和倍率性能都得到提升,电池充放电效率也得以提高     

硼酸三异丙酯对层状富锂正极材料的影响

采用密度泛函理论研究锂离子电池正极成膜添加剂硼酸三异丙酯(TPBi)的作用机理。通过充电微分曲线和交流阻抗谱,研究TPBi用作电解液添加剂的电化学行为;采用XRD、SEM和透射电镜测试,分析层状富锂正极材料的晶相结构和表面形貌;使用电感耦合等离子体发射光谱,对锂片表面进行分析。TPBi能优先于电解液在层状富锂正极材料表面氧化,形成保护膜,抑制电解液的分解,减少过渡金属离子的溶出,改善正极材料的循环性能和倍率性能。2%TPBi用作添加剂在2.0~4.8 V充放电,层状富锂正极材料以0.5 C循环190次,容量保持率从未添加的26%提升到90%,4.0 C放电比容量从未添加的96 m Ah/g提升到136 m Ah/g;石墨负极材料以0.5 C循环200次,容量保持率从未添加的22%提高到83%。     

对苯二甲酸添加剂对锌离子电池γ-MnO_2正极的影响

以对苯二甲酸(H_2BDC)作为锌离子电池正极安全添加剂,在γ-MnO_2正极材料中分别掺入了质量分数为5%、10%、20%三种不同配比的H_2BDC添加剂。通过CV测试和恒流充放电测试,研究了三种不同质量配比的添加剂对电池电化学性能的影响。结果表明添加10%(质量分数)的H_2BDC电池循环性能最佳。通过SEM、XRD和原位pH测试等手段进一步研究了添加剂的作用机制,结果表明H_2BDC添加剂能缓冲放电过程中电解液pH的剧烈升高,抑制电极表面碱式硫酸锌杂质的产生,使电池展现出优异的循环稳定性。     

NaCl作为添加剂对钒电池正极电解液性能的影响

以NaCl作为钒电池正极电解液的添加剂,通过循环伏安、交流阻抗、稳定性等考察,研究了NaCl对电解液电导率、热稳定性及电化学性能的影响。研究结果表明:添加NaCl不会影响钒离子的氧化还原性质,但能提高电解液的电导率,有效减小电荷传递电阻,提高双电层电容。当NaCl添加量为4%时,正极电解液的热稳定性和电化学活性显著提高,充放电性能得到改善。     

镁锂混合电池TiO2空心球正极材料的制备与性能

探究了利用硬模板法,通过SiO2纳米球模板及钛酸四丁酯的水解包覆最终刻蚀获得具有规则形貌的锐钛矿型TiO2空心纳米球,并以所得TiO2空心纳米球作为正极材料、纯镁为负极,分别以0.4 mol/L PhMgCl-AlCl3/THF(APC)+1.0 mol/L LiCl为混合双盐电解液组装镁锂混合离子电池以及以0.4 mol/L APC电解液组装镁离子电池进行电化学测试对比.实验结果表明,所制得的锐钛矿型TiO2空心纳米球在镁锂混合离子电池中作正极时,60 mA/g电流密度下首次放电比容量72.9 mAh/g,50次循环后能保持102.5 mAh/g,然而,当其作为镁离子电池正极材料时,表现出较差的电化学性能.实验结果表明:TiO2空心纳米球的空心结构设计和氯化锂作为电解液添加剂有助于改善正极材料的电化学性能.     

聚天冬氨酸钠对蓄电池性能的影响研究

在常规硫酸钠电解液添加剂的基础上,增加聚天冬氨酸钠盐作为电解液添加剂,通过容量、低温放电、充电接受、17.5%放电深度(DOD)寿命等测试,显示添加聚天冬氨酸后,电池前期容量略低,但在17.5%DOD寿命测试过程中,对硫酸铅晶粒有细化作用,延缓了硫酸铅的不可逆结晶,故提高了寿命。     

正交实验法提高MH/Ni电池的高温性能

研究了改善MH/Ni电池高温性能的两种方法:一是在正极中加入活性物质添加剂,二是改变电解液成分。实验结果表明:在正极中加入ZnO、CaF2、Ba(OH)2,以及增加电解液中LiOH含量,MH/Ni电池在高温下的放电容量和放电平台都有显著提高。综合25～60℃下的结果,最佳添加剂用量为w(ZnO)=1%、w(CaF2)=3%、w[Ba(OH)2]=0 7%。     

阻燃-成膜添加剂复配高安全性电解液在锂离子电池中的应用

本论文合成了阻燃添加剂三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯(TFP),并将其与负极成膜添加剂复配组成高安全性电解液,以提高锂离子电池的安全性和电化学性能。在基准电解液(1.0 mol/L LiPF_6/EC+DEC(1∶1,v/v))中引入5%~20%TFP,电解液的阻燃性能显著提高;当TFP含量增加到20%时,电解液几乎不燃。但含20%TFP的高安全性电解液在石墨/LiCoO_2电池体系中的循环性能较差,半电池的测试结果表明:TFP与石墨负极兼容性较差。通过添加质量分数为1%的成膜添加剂(碳酸亚乙烯酯(VC)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)),组成阻燃-成膜添加剂复配电解液体系,来改善20%TFP电解液的电化学性能,其中1%FEC的改善效果最显著:在石墨/LiCoO_2全电池体系和石墨/LiFePO_4全电池中都表现出优异的电化学性能,表明该阻燃-成膜添加剂复配的高安全性电解液具有重要的研究价值和广阔的应用前景。     

Li/FeS2电池放电性能的研究

对Li/FeS2电池进行了研制,得到了生产工艺和技术参数.研究了改善Li/FeS2电池放电性能的两种方法:一是在正极中加入活性物质添加剂;二是增加电解液中无机盐成分.结果表明:在正极中加入金属单质和氧化物以及增加电解液中无机盐含量,Li/FeS2电池的放电容量和放电平台都有显著改善.综合不同放电制度的测试结果,最佳添加剂用量为金属单质0.5%、氧化物3%、无机盐0.4%.     

乙二醇双(丙腈)醚对高电压锂离子电池的影响

用线性扫描伏安(LSV)和电化学阻抗谱(EIS)研究乙二醇双(丙腈)醚(DENE)作为锂离子电池电解液添加剂的电化学行为;对电极表面形貌和元素进行SEM和X射线能谱(EDS)分析;对钴酸锂(LiCoO_2)正极进行XRD分析;考察DENE对4.45 V高电压LiCoO_2锂离子电池的影响。DENE能在高温环境下抑制正极过渡金属溶出、保护负极固体电解质相界面膜,电池60℃存储30 d的厚度膨胀率从76.8%下降到12.3%,以0.50 C在55℃下循环(3.00~4.45 V)200次,容量保持率从58.5%提高到86.3%。     

三元层状正极材料的电化学性能影响因素研究

三元层状正极材料是非常有应用前景的动力型电池正极材料,而其电化学性能还有待于进一步提高。研究了正极片厚度、隔膜类型、电解液组成和负极表面变化等因素对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2(NCM111)材料电化学性能的影响。研究发现随着正极极片厚度的增加,电池在循环过程中容量衰减严重;相比于聚丙烯(PP)隔膜,聚酰亚胺(PI)隔膜由于具有更好的浸润性,提高了电池的放电容量;电解液中低粘度链状碳酸二乙酯(DEC)的含量对电极相容性和正极材料中过渡金属离子溶解都有较大影响;负极表面锂枝晶的形成降低了电池的循环性能。     

二氟磷酸锂改善LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2电池的高温性能

将二氟磷酸锂(LiPO_2F_2)作为添加剂来改善LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2电池高温贮存性能。相对于没有添加LiPO_2F_2的电池,电解液中添加1%LiPO_2F_2的电池在高温60℃下贮存14 d,容量保持率提高6.05%,容量恢复率提高6.01%,并能抑制电池高温产气。采用电化学交流阻抗谱测试电池高温贮存前后的阻抗行为,用SEM、X射线光电子能谱(XPS)对电极表面进行分析,发现LiPO_2F_2能够在正极表面形成热稳定性好且可降低界面阻抗的固体电解质相界面(SEI)膜。