铅酸蓄电池正负极低温充电容量和极化特征

探讨了多种因素（即温度，循环次数，充电速率，负极膨胀剂，电解液密度等）对铅蓄电池低温充电时正负极的电位、时间曲线和容量的影响。实验中发现在－２０℃下，以木素为膨胀剂的负极在低温充电初期，需有５个～１０个充放循环的活化过程，才能达到其稳定低温充电容量，而正极达到其稳定低温充电容量只需两个循环。低温下负极恒流充电时，中期极化增加较快，后期电位出现明显的析氢平台。而正极充电初期就有较大的极化，经过一段略微的下降后电位呈现平稳上升的态势。－２０℃下铅蓄电池的低温充电容量虽受控于负极，但正极活性物质在低温充电过程中易脱落，这也成为铅蓄电池低温充电的一个制约因素     

Pb添加剂对MnO2/C空气电极性能的影响

为了提高MnO2的对氧气还原的催化活性,将硝酸锰和醋酸铅溶液浸渍到活性炭中,并在290℃下煅烧,制得氧电极催化剂,通过冷压方法制成气体扩散电极.用稳态极化测试了各个空气电极的电化学性能,结果表明醋酸铅添加7.5%时空气电极极化最小,在一般金属-空气电池的工作电流密度20～50 mA/cm2下,电位比单独MnO2催化剂可提升30～50mV,并且随着电流密度的增加,电位提升更加显著.采用交流阻抗测试了空气电极的阻抗特性,通过分析对阻抗图谱采用两个Nerstian阻抗的等效电路进行了拟和,得到相关动力学数据.数据显示添加醋酸铅,减小了电化学极化阻抗和氧气扩散阻抗,提高了MnO2对氧气还原的催化活性.     

气相Si02电解液添加剂对阀控铅酸电池充放电性能的影响

本文采用气相二氧化硅作为硫酸电解液添加剂,研究了其对阀控铅酸蓄电池2小时率充放电容量、大电流充放电性能、搁置性能及低温性能的影响,结果表明：气相二氧化硅提高了铅酸蓄电池在上述各种情况的充放电容量及功率,其中在电解液中添加质量分数为5%的气相二氧化硅的铅酸电池,具有最好的电化学性能。气相二氧化硅减少了铅酸蓄电池欧姆极化与电化学极化,从而改善了电解液性能,提高了蓄电池的电化学性能。     

锂离子电池脉冲频率优化的低温预热

针对低温环境下,由于锂离子电池内阻增加所带来的充电能力下降问题,依据锂离子电池极化内阻产热分析,提出采用变频脉冲激励的方法实现电池的低温预热.建立锂离子电池等效电路和内阻产热相结合的热电耦合模型,在此基础上推导了脉冲激励预热过程中,锂离子电池温升的计算方法.根据不同温度下锂离子电池的电化学阻抗谱(EIS)测试结果,以当前温度下锂离子电池的最大预热功率作为目标,实时计算不同温度下的最佳脉冲频率.实验结果表明,应用所提脉冲频率优化的预热策略,锂离子电池从-20℃预热至5℃用时368 s.25次预热循环结束后,锂离子电池容量衰减仅为0.16％.电化学阻抗谱分析结果证明,所提方法在预热过程没有促进电池内部副反应的进程.     

30Cr2MoV汽轮机转子钢电化学行为的研究

根据实验用30Cr2MoV转子钢成份特点和电化学极化机理，提出了使用苦味酸作为电解液进行动电位阳极极化的电化学检测方法。找到了与转子钢韧脆转变温度（FATT50）相关性的最佳电化学极化参数，讨论了影响FATT50的其它参数；将温度作为一个独立因素与其它影响参数建立了FATT50预测模型，预测模型可根据不同温度下测得的电化学参数预测转子钢的FATT50，解决了电化学法要求对测试温度精度高的问题。模型预测精度在±20℃之内，准确度较高。     

锰酸锂动力电池高低温性能的研究

研究锰酸锂(LiMn2O4)动力电池在高低温(-20、40、65℃)条件下的充放电性能.结果表明:(1)在-20℃时,锰酸锂动力电池的极化严重,相应的电压变化也比较大,充放电效率降低,使得电池在低温环境下充放电容量均有大幅降低;(2)在40℃和65℃时,由于电解质的阻值和极化的增加,同时大量气体的产生使电极发生变化,导致了电池容量下降,性能降低;(3)低温和高温情况均加速了锰酸锂动力电池电极的极化,造成随着充放电循环次数的增加,充放电容量持续衰减;(4)在-20℃锰酸锂动力电池的恒流充电时间相对变短而恒压充电时间相对变长,与40℃和65℃时电池恒流充电的温升速率相比,锰酸锂动力电池在-20℃时恒流充电的温升速率最大.     

硼替代铝对AB5型贮氢合金的影响

研究了用B替代Al对AB5型贮氢合金相结构和电化学性能的影响。对MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3-xBx(x=0,0.1,0.2,0.3)合金的研究结果表明:掺硼贮氢合金出现了CeCo4B第二相,电化学容量下降;随B含量的增加贮氢合金氢扩散系数明显上升,极化电阻减小,合金的高倍率放电性能和低温放电性能得到明显的改善。     

高温极化对Ni8-Fe2-LSGMC5复合阳极性能的影响

利用XRD、SEM及多种电化学技术,考察了高温原位极化对Ni8-Fe2-La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3-δ(LSGMC5)复合阳极性能的影响.高温极化改善了Ni-Fe复合阳极及电极/电解质界面的微观结构,减小了欧姆电阻和极化电阻,提高了电极的活性.极化没有改变复合阳极的物相,电极以Ni3Fe合金的形式存在.极化电流密度是决定电极性能的主要因素,在925 ℃下,随着极化电流密度由0 A/cm2增大至6 A/cm2,相应的电池在800 ℃下的最大功率密度由0.09 W/cm2增加至1.00 W/cm2.     

混合添加剂对碳载MnOx催化剂性能的影响

为了提高MnOx对氧气还原的催化活性,将金属硝酸盐溶液浸渍到炭黑中,并在270℃下煅烧,制得氧电极催化剂,通过冷压方法制成气体扩散电极.用稳态极化测试了各个空气电极的电化学性能,结果表明当金属元素摩尔比n(Mn)n(Ce)n(Bi)n(Pd)=10.90.10.5时,空气电极极化最小,在电流密度2～100 mA/cm2下,电位比单独MnOx催化剂正移50～150 mV.采用交流阻抗测试了空气电极的阻抗特性,利用等效电路进行了模拟,得到相关动力学数据.数据显示该混合添加剂减小了电化学极化阻抗,提高了MnOx对氧气还原的催化活性.利用该催化剂制成的氧电极装配成AA型电池进行恒阻(10 Ω)连续放电,放电电压平稳,表明该催化剂性能稳定.     

氢气杂质CO对质子交换膜燃料电池性能影响建模

从CO对燃料电池性能影响的机理出发,分别对电池的电化学活化极化段、欧姆极化段、浓差极化段中CO的影响进行了探讨,并建立了CO对PEMFC的性能影响模型。提出电池在中等电流密度段电压迅速下降的原因是由于CO吸附在催化剂表面,影响了氢气氧化反应的速率,从而降低了电极的极限电流密度造成的。通过50cm2单电池的1×10-6CO影响结果对模型的输出结果进行验证,两者比较符合。     

稀土离子掺杂合成LiFePO_4/C材料低温性能研究

以Gd2O3作为掺杂化合物,分别采用Fe2O3和Fe C2O4·2 H2O作为铁源固相法合成LiFePO_4/C材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、LAND电池测试系统及电化学工作站等对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行测试,重点分析了材料的低温特性。结果表明:以Fe C2O4·2 H2O为铁源合成的LiFePO_4/C展示出较好的电化学性能,尤其是低温性能。25℃下,0.1 C、5 C首次放电比容量分别为146.1、108.8 m Ah/g,-20℃时相同倍率下放电比容量为99.8、73.9 m Ah/g,分别为25℃时放电比容量的68.3%和67.9%,具有较好的低温性能。     

高活性氢氧化亚镍制备——烘干温度对其活性的影响

采用新型反应方法制备高活性氢氧化亚镍,并对其电化学活性与烘干温度的相互关系作了初步探讨。实验表明,随着温度的增加,氢氧化亚镍的电化学活性分别在50℃和130℃左右出现峰值,低温烘干时,Ni(OH)_2的电化学活性基本不受温度影响;高温烘干,温度的影响作用显著增强。     

电厂凝汽器铜管局部腐蚀监测的研究

在实验室模拟腐蚀条件下，将电位监测、线性极化2种电化学测试方法结合起来用于判断铜管的局部腐蚀状况。结果表明，黄铜表面出现点蚀时，电极的极化电阻明显下降，腐蚀电位也明显降低。此规律可用于监测金属表面的点蚀情况。     

基于偏压热刺激电流法的油纸绝缘介电性能研究

为了更好地理解油纸绝缘的极化特性,区分不同的极化形式,对油纸绝缘进行了温度为-100～160℃的偏压热刺激电流法(TSC)实验,并计算了TSC曲线上各个峰的极化强度和活化能。结果表明:TSC峰谱中-75℃的峰A由偶极子极化产生,50℃的峰B由界面极化产生,150℃的峰C由空间电荷产生。峰A的活化能为0.17 eV,极化强度较为微弱,为2.41×10-9C/m2;峰B的活化能为0.50 eV,极化强度为9.21×10-8C/m2;峰C的活化能为0.95 eV,极化强度为1.21×10-5C/m2,极化强度相对较强。     

梯次利用锂离子电池电化学阻抗模型及特性参数分析

基于电化学阻抗谱测试结果,建立了梯次利用锂离子电池电化学阻抗模型,实验验证了模型精度,误差在2%以内。研究了阻抗模型特性参数随电池荷电状态(SOC)和老化状况的变化特性,测试结果表明,电池的直流内阻随着SOC的变化基本保持不变,在两端SOC区间,即(0,0.3)和(0.8,1.0),电化学极化阻抗和浓差极化阻抗均显著增大。电化学极化阻抗和浓差极化阻抗随着电池循环次数的增加明显增大,而欧姆内阻变化较小,表明车用锂离子电池多次循环后的性能变差主要是由于电化学极化阻抗与浓差极化阻抗的增大引起的,为梯次利用锂离子电池在储能系统中的应用奠定了理论基础。     

烧结式锌极板银锌蓄电池制备及其低温(-20℃)电容量试验

一 引言 目前在实际应用中,银锌蓄电池的低温电性能远较常温电性能为差,这是迫切需要研究解决的问题。我们利用近代电化学研究方法,在常温与低温(—20℃)下对锌电极在KOH溶液中的阳极过程进行过研究,结果表明,延迟电极表面附近OH-离子浓度的下降能够提高电池低温电容量。因而我们从改变电极结构入手研制有利于延缓OH-离子浓度下降的电极,这种电极的结构应具有如下特点:(1)电极的有效面积大,以利于延缓OH-离子浓度的降低,     

纳米β-NiOOH的固相合成及其性能

首次利用固相氧化法制备了 β NiOOH纳米粉体样品 ,经X射线衍射和透射电镜测试结果表明所得样品 β NiOOH粒子呈球形 ,粒径大小在 2 0～ 40nm之间。热重与差热分析结果表明当温度超过 10 0℃ ,样品开始不可逆地分解为NiO。运用恒流充放电、循环伏安以及Tafel极化等电化学测试对样品的电化学性能进行了初步研究。结果表明 :β NiOOH的交换电流密度高于 β Ni(OH) 2 的交换电流密度约一个数量级 ,具有较好的电极可逆性、较高的质量比容量以及优良的容量保持率 ,适于作为Zn/NiOOH类型镍电池的正极活性材料     

类钙钛矿复合氧化物La_(2-x)Sr_xNiO_4的合成及电学性能

采用柠檬酸硝酸盐燃烧法合成了La2-xSrxNiO4(LSN)阴极材料,并系统地研究了LSN的热膨胀性能、电子电导率,并考察了基于Ce1.8Sm0.2O1.9(SDC)电解质的LSN电极极化性能.结果表明,自燃烧产物经1 000℃煅烧2 h形成了单一的K2NiF4结构,25～800℃范围内,LSN材料的热膨胀系数在13.7×10-6～14.3×10-6K-1. La1.4Sr0.6NiO4电子电导率最高,为151.5～155.7 S/cm(600～800 ℃).极化测试结果显示,未掺杂的LSN具有最小的极化电阻(0.48Ω·cm2,800℃),电流密度为0.3 A/cm2时,过电位约为0.083 V.     

伏安曲线与交流阻抗联合解析燃料电池阻力

探讨了采用伏安曲线拟合法和交流阻抗谱拟合法得到的燃料电池电化学极化电阻、欧姆极化电阻和浓差极化电阻之间的关系。研究结果表明,采用这两种方法可得到相近的电化学极化电阻,但欧姆极化电阻和浓差极化电阻的差别比较大。从伏安曲线上得到的欧姆电阻比从交流阻抗谱曲线上得到的欧姆电阻大,高出的部分为电池的接触电阻。从交流阻抗谱曲线上得到的浓差极化电阻只包括了迁移离子在电极内部和表面上的扩散阻力,不包含气体扩散的阻力;从伏安曲线上得到的浓差极化电阻不适合外推至低电流密度和超出实验数据点的高电流密度范围。     

电化学基础知识讲座 第九讲 浓差极化

一、概述 一个电化学体系,只要有电流通过,电极必将发生极化,通过的电流密度越大,极化就越严重,电极的极化如果是由于电化学反应的迟缓性引起的,叫电化学极化,如果是由于物质在溶液中传递的迟缓性引起的,就叫浓差极化。对任一具体电极而言,这两种极化都同时存在,至于哪