实用大容量三电极方形锌空气电池

锌空气电池具有高安全、大容量、低成本和低自放电等特性,因此获得广泛关注.可充电式锌空气电池在商业化过程中最重要的问题在于难以找到合适的双功能催化剂同时长时间实现氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER),而三电极电池结构是一个有效解决此问题的方案.另外,大容量方形锌空气电池在商品化过程中的耐漏液性能极其重要.本文报道了一...     

可充锌空气电池一体化空气电极研究进展北大核心CSCD

可充锌空气电池具有比能量高、工作电压稳定、安全性好、无环境污染等优势,被人们认为是最有前景的绿色能源装置之一。然而,可充锌空气电池的空气电极在充放电过程中需要发生可逆的氧还原和氧析出反应。由于该类反应涉及固-液-气三相界面,因此动力学过程非常缓慢。所以,设计具有高效催化作用的空气电极尤为重要。本论文从可充锌空气电池原理和空气电极结构出发,介绍了传统空气电极与一体化空气电极的结构特点和性能差异。通过对近几年的可充锌空气电池一体化空气电极相关文献的探讨,本文综述了不同导电基底和催化剂组成的一体化空气电极的制备及其锌空气电池性能的研究进展。着重对碳基和金属基一体化电极的优缺点和存在的问题进行总结,提出了这两种电极未来的优化改进方向。进一步介绍了空气电极三相界面结构的重要性和改进策略,分析表明,构建合理的三相界面能够有效提高电化学反应的传输动力学。最后对可充锌空气电池在实用化进程中需要解决的难点问题进行了总结和展望。     

直接液体甲醇燃料电池流场组织行为研究(Ⅰ) 传统对称流道电池的模型建立

建立了直接甲醇燃料电池垂直流道方向电池单元的二维稳态数学模型,考虑了电化学动力学、多组分传递和甲醇渗透影响.计算了流道布置密度、扩散层、催化层和质子交换膜等组件尺度对电池内物料传质特性、化学反应组织和电池输出性能的影响.研究发现,增加流道布置密度、增加催化层厚度能有效提高电极反应均匀性和电池性能.其中催化层和质子膜的厚度影响最为显著,在该文研究范围内分别可提高电池的平均电流密度131.0%和17.8%.而扩散层和质子交换膜厚度都存在一个最佳值,需要与以上流场板设计尺寸和膜电极尺寸匹配.     

锂离子电池用无溶剂干法电极的制备及其性能研究

采用无溶剂电极制备技术成功制备了锂离子电池用LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2干法电极片,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对干法电极片的形貌和元素分布进行了分析测试,通过倍率充放电、交流阻抗、循环充放电等测试手段研究了干法电极片的电化学性能.结果表明:纤维状PTFE广泛地分布在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2活性物质颗粒的周围,在干法电极内部形成了一个致密、完整、柔性的网状黏结剂结构;电极循环500圈后,容量保持率为94.89％,循环性能明显优于传统的湿法涂布电极.500圈循环后的电极片内部仍保持着稳定的网状黏结剂结构,LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2活性物质颗粒表面的裂隙显著少于湿法涂布电极,表明由PTFE纤维构成的三维网络结构能够有效地改善电极片的抗劣化性能.由于干法电极技术在制备过程中不使用任何溶剂,有减少原材料、降低能耗、环境友好的优点,且该技术支持制备厚电极进而能够提高锂离子电池的能量密度,具有较强的实际应用价值.     

碱性介质中空气电极性能的研究

采用极化曲线、XRD和SEM等方法系统地研究了催化剂、催化层中FIFE(聚四氟乙烯)的含量、电解液浓度以及空气电极的结构对空气电极性能的影响.结果表明,5.5%(文中如无特别说明,百分数均为质量分数)Ag/C催化剂的性能较好,而且价格相对便宜,其中Ag颗粒具有立方晶型结构,但粒径分布不是很均匀;Ag/C和FIFE的最佳质量比是4:1;KOH溶液的最佳浓度是6.25mol/L;当空气电极的结构为催化层/炭纸/催化层时,空气电极的电化学性能得到进一步的提高.     

Effect of operating conditions on water management of membrane electrode assembly for direct methanol fuel cell

介绍了直接甲醇燃料电池(DMFCs)膜电极的水平衡研究对单电池性能和稳定性的影响,研究了电池操作温度,空气流量及电流密度等操作条件对膜电极水平衡的影响.通过调节操作条件改变净水传输系数,进一步表征膜电极水平衡对电池稳定性的影响.结果表明,单电池在60 ℃,阴极常压空气80 mL/min进料,100 mA/cm²条件下工作具有较好的水平衡,最后,测试了单电池在该条件下的稳定性,测试结果表明电池稳定运行200 h后,性能没有明显衰减.     

高能量密度锂离子电池结构工程化技术探讨CSCD

基于商业化应用的锂离子电池材料体系,对电池结构进行工程化设计优化,是目前提升锂离子电池能量密度的重要研究方向。本文对比了电池尺寸、集流体厚度、N/P比和电极厚度等工程化因素在提升电池能量密度方面的潜力及风险,表明增加电极厚度是提高电池能量密度的主要工程化技术途径,但随之会带来电池倍率和寿命等性能下降的问题;基于此,从多孔电极理论出发,重点分析了影响厚电极电池性能的电极结构因素,综述了实用化厚电极的可能实现途径。综合分析表明,通过激光刻蚀、多层涂布等工程化技术,构建具有低曲折度、梯度孔隙率分布结构的实用化厚电极,有望实现厚电极在提高锂离子电池能量密度的同时兼顾电池倍率和寿命等性能。     

燃气轮机空气滤清器滤纸的选用

空气滤清器滤纸对燃气轮机的使用寿命至关重要．所选滤纸要高效；捕集效率要高；透气度要适中；与燃机所需进气量要匹配；初阻、终阻要小．积尘后压损上升要还慢，强度要大；寿命要长；防水性能要好；费用要低．     

二元氧化物修饰催化剂的制备及其自增湿性能

利用锡硅二元氧化物分别采用前修饰法和后修饰法修饰Pt/C催化剂,制备得到两种复合催化剂,并用于阳极催化层制备膜电极(MEA).首先,考察修饰方式对膜电极性能的影响.膜电极的电池性能测试表明,使用前修饰法制备的Pt/SnO2-SiO2/C复合催化剂表现出更优的电池性能:在电池温度为50℃、完全增湿条件下,0.6 V的电流密度高达1100 mA/cm2.同时该膜电极也显示出良好的自增湿性能和稳定性:在电池温度为50℃、完全不增湿(干气)条件下,0.6 V的电流密度为930 mA/cm2,且经过10 h稳定性测试后,性能仅降低13％,而空白膜电极在2 h内性能下降63％.进一步比较在不同相对湿度条件下的膜电极性能,结果表明该膜电极在相对湿度较低的条件下表现出优异的自增湿性能.根据实验数据,初步推测出一种使用Pt/SnO2-SiO2/C复合催化剂的膜电极的自增湿机理.     

柔性金属空气电池的发展现状及未来展望

柔性金属空气电池由于兼具柔性形变和能源存储受到广泛关注.然而,柔性金属空气电池目前仍存在诸多问题,电池柔性、空气电极催化活性和空气电极柔性都亟待提高,使用的固态凝胶电解质存在离子电导率不高、力学性能差等问题.本文通过对近期相关文献的梳理,首先分类总结了一维线缆型、二维平面型和三维三明治结构柔性金属空气电池各自的结构特点...