空气电极催化层中导电炭材料的研究(Ⅱ)

将气相生长碳纤维(VGCF)加入到锌空气电池空气电极催化层中,通过热压成型制备三相气体扩散电极.用电流-电位极化曲线研究了这种空气电极的性能及VGCF加入量对电极性能的影响.结果表明,添加一定量的VGCF,可以降低电极极化,提高空气电极性能.     

空气电极对锂空气电池放电性能的影响

研究了GNSs(石墨烯)、Super P炭黑、VGCF(气相沉积碳纤维)等三种具有不同形貌的碳基材料对锂空气电池放电容量的影响,并以Super P炭黑为碳基材料,分别考察了碳负载量和粘结剂含量对锂空气电池放电性能的影响。为了进一步研究限制锂空气电池放电性能的因素,采用水热法合成了具有高比表面积的空心刺球状α-MnO2,制备了SuperP/α-MnO2/PVDF复合空气电极,考察了锂空气电池放电过程中的速率控制步骤。     

聚苯胺对MnO2空气电极性能影响的研究

研究了添加聚苯胺对MnO2空气电极性能的影响,并考察了含聚苯胺的空气电极在不同电解液中的性能变化。结果表明,在5 mol/L的氯化铵电解液中,聚苯胺的加入可大幅度提高空气电极性能,并得到聚苯胺与MnO2催化剂的最佳质量配比为0.3∶1。分析认为,聚苯胺与氧分子间存在的顺磁相互作用,使得O2在催化层中的含量增大,阻止了MnO2催化剂因转变成MnOOH而失活。在0.9 mol/L氯化钠电解液中,聚苯胺的导电性能下降,导致电极欧姆极化增大,性能降低,但加入少量的全氟磺酸可改善电极性能。     

锌空电池空气电极催化剂的研究进展

论述了目前碱性锌空气电池空气电极用催化剂的种类组成,结构特征,制备方法以及催化剂特点,分析了各种催化剂的优劣和目前存在的问题.对于一次电池空气电极而言,锰氧化物系列催化剂性能较佳,而钙钛矿系列催化剂更适用于二次空气电极.载体的选择和物质的导电性也关系到空气电极整体的阻抗的大小,也是影响空气电极性能的重要因素.     

金属-空气电池中空气电极的研究进展

介绍了清洁高效的金属空气电池的基本原理、结构以及特点.空气电极由防水透气层、活性催化层以及集流体组成,分别解释了它们的基本功能与原理.综述了近些年来空气电极的研究进展,并对不同的空气电极制备工艺及其性能进行了详细讨论.介绍了不同种类氧还原反应(ORR)催化剂的催化性能,展望了今后空气电极及其催化剂的发展方向.     

空气电极催化层中导电炭材料的研究(1)

选用一种新型炭黑材料Printex XE2-B作为锌空气电池空气电极的导电剂,同传统的乙炔黑作为空气电极的导电剂进行了比较.测试比表面积、电阻率、孔径分布情况、空气电极的极化曲线、放电性能.结果表明,采用PrintexXE2-B炭黑材料作为锌空气电池空气电极的导电剂,电池电性能得到提高.     

复合导电剂对富锂固溶体材料性能的影响

研究导电炭黑Super-P和气相沉积碳纳米纤维(VGCF)组成的复合导电剂对富锂固溶体材料性能的影响。导电剂中添加VGCF,可在活性物质的二次颗粒表面形成三维导电网络。随着VGCF含量的增加,材料的倍率性能发生变化。以3 C在2.0~4.8 V放电,比容量随着VGCF含量的增加先增加、后减小,当VGCF含量为50%时为183.6 mAh/g,优于仅使用Super-P的164.4 m Ah/g和VGCF的155.4 mAh/g,对应的电极的电阻率最小,为38.692Ω·cm。     

空气电极催化层中导电炭材料的研究(I)

选用一种新型炭黑材料Printex XE2-B作为锌空气电池空气电极的导电剂,同传统的乙炔黑作为空气电极的导电剂进行了比较。测试比表面积、电阻率、孔径分布情况、空气电极的极化曲线、放电性能。结果表明,采用Printex XE2-B炭黑材料作为锌空气电池空气电极的导电剂,电池电性能得到提高。     

涂布法制备自呼吸式双效空气电极

采用涂布法制备MH/空气二次电池用的双效空气电极.考察了该电极的电化学性能,组装了MH/空气二次电池并进行了研究.结果表明:制备的空气电极可实现自呼吸式充放电,在这种方式下,充电电压最低可达0.68 V,放电电压最高可达-0.17V,具有较好的双效性能;在92 h的循环实验中电极的性能稳定.钙钛矿型La0.6Ca0.4CoO3催化剂在该电极中载量为3 mg/cm2,具有较高的双效催化活性及稳定性.涂布法制备双效空气电极,可控性好,易于提高电极的性能.     

碱性电池中铁负极的研究现状

根据国内外铁．镍电池、铁．空气电池的研究现状,分析了现有铁负极存在的主要问题,阐述了近年来在提高铁电极性能方面的研究工作。提出通过在电解液中加入添加剂并采用掺杂化合物的烧结多孔铁电极以改善铁电极性能的有效措施。     

炭黑对锌空气电池空气扩散电极电性能的影响

为了研究炭黑对锌空气电池空气扩散电极电性能的影响,选用不同种类的炭黑作为锌空气电池空气扩散电极的导电剂,采用辊压法制备出空气扩散电极,测试了空气扩散电极的含液率、极化曲线、使用寿命和所得AA型锌空气电池样品的放电容量,还利用扫描电镜(SEM)对空气扩散电极催化层的表观形貌进行了观察。研究结果表明,Shawinigan Black AB 50炭黑的疏水性最好,所得空气扩散电极的含液率最低、电性能最好、使用寿命最长,所制AA型锌空气电池样品的放电容量可达4.6 Ah。     

空气电极摆放方式对锌空气电池性能的影响

对比相同的空气电极在同样的锌空电池系统中采用不同摆放方式后产生的不同的放电特性,分析空气电极的摆放方式对电池放电性能的影响,进而分析锌空电池反应界面的特征。实验结果表明:随着空气电极暴露于空气中面积的增加,锌空电池的功率逐渐增加,锌空电池放电功率与空气电极暴露面积成非正比线性关系。进一步的实验表明:当空气电极全部被水淹时,反应效率为零;锌空电池的空气电极反应区域是暴露于空气中的部分,水淹部分不参加反应。水线位置的反应效率最大,占总功率的80%以上,并且电池的反应功率随着电极暴露于空气中面积的增大而增大,这是由于在水线位置氧气分子可以迅速地得到电解质中的电子。     

空气电极氧还原催化剂的研究

锌空气电池因其具有性能稳定、比能量高、放电电流大、原材料来源广泛、成本低廉等优点一直受到广泛重视.空气电极作为锌空气电池中的一部分,在锌电极的研究几乎进入停滞阶段的现在,已成为决定整个锌空气电池性能的关键,因此有必要对其进行深入的研究.利用共沉淀和溶胶凝胶法合成了两类催化剂,分析了其X射线衍射谱图,初步研究了其对氧阴极还原的极化曲线,研究结果表明:在两类催化剂中,n(Ni):n(Mn)为2:8的催化剂为最佳的共沉淀法制备的催化剂,LaNi0.5Mn0.5O3为溶胶凝胶法制备的B位Ni、Mn掺杂的最佳催化剂.     

水平式锌空电池的设计及组合一致性

设计了可机械充电的水平式双面空气电极锌空电池.对由该结构组成的串联电池组最底层单体电池并联电阻以及直接短路,可观察到电池组出现了显著的电压下降,1 h内总电压下降达0.22 V(0.25 Ω)和0.37 V(0.05 Ω),其中一只单体电池呈-3.92 V的负压.这说明电池组的组间不一致,导致容量的消耗和放电性能下降.     

单片立式气体扩散电极初探

介绍了一种新型气体扩散电极——片状立式气体扩散电极三相界面的工作原理和优点,这种片状电极可用于气体参与反应的金属一空气电池和燃料电池。介绍了电极的制备方法,并以锌一空气单电池为例介绍了单电极的电池装置。通过实验比较了不同的聚四氟乙烯含量配方以及不同基体的单片电极在相同的实验条件下分别进行的放电性能,实验得出结论：FTFE的含量为10％和表面均匀程度高时,电池性能较好。     

锌空气电池中锌的回收制备方法

在碱性溶液中电解制取锌具有电流效率高、槽压低、能耗低等优点。针对锌空气电池对锌的要求,如纯度、稳定性及一定的缓腐蚀性能,介绍了关于电解温度、电解液浓度、电流密度等因素影响电解锌形貌、性能等的实验方法和结果,得出了适合生产锌空气电池用锌的生产环境。     

锌空气电池在电动自行车上的应用前景

铅蓄电池应用于电动自行车上的弊端日渐凸显。综述了锌空气动力电池可用于替代铅蓄电池在电动自行车上应用的可能性。介绍了针对锌空气电池替代铅蓄电池需要解决的3个关键问题———性能、成本、经营方式进行的研究,该研究可为锌空气电池的早日产业化以及产业化运作模式提供参考信息。     

小孔气体扩散电极的放电机理探索

借鉴植物叶片高效传输的机理,以包含规则排列的贯通直孔的镍片作为骨架材料,与自制催化剂组成小孔气体扩散电极,在锌空气电池体系下与常规泡沫镍电极的放电性能进行比较,并考察不同孔径的小孔气体扩散电极之间的放电特征。结果表明,小孔气体扩散电极相比泡沫镍电极存在更好的放电性能,降低了电极在大电流密度工作时的极化过电位。当电流密度在低于1 000 mA/cm2工作时,放电性能与孔径大小成线性关系,孔径为50μm时,放电效率最佳。总结了小孔气体电极相对泡沫镍气体扩散电极放电效率明显改善,并随着孔径变化放电性能呈现尺度效应,内部结构稳定,间歇放电性能变化较小。     

锌空气电池的能量分析

锌空气电池在工作时产生的热量会使电池温度升高,如果不及时散热的话,会使电解液水分蒸发加快而导致电池工作性能下降,所以研究电池产热量意义重大。本文使用一种实验测量与对流散热公式相结合的方法求得锌空气电池的产热量,并粗浅分析热量的主要来源。结果表明,室温下大电流恒流放电,产热量与输出电能之比为7：10。