热处理对镁合金负极材料组织和性能的影响

采用金相观察、X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、结合能谱(EDS)研究了分级退火工艺对镁合金显微组织、相结构、表面形貌及成分分布的影响;采用化学浸泡和电化学方法研究了该镁合金在质量分数为3.5%NaCl溶液中腐蚀行为和电化学性能.结果表明,热处理可以改变镁合金的组织结构和成分分布,进而影响镁合金的电极电位和自腐蚀速度,经350℃分级退火工艺得到的镁合金晶粒尺寸均匀细致、成分分布均匀.在晶界形成Mg2Sn、Mg2Pb和Ga2Mg5网状的疏松多孔相,使镁合金负极的工作电极电位负而且稳定,自腐蚀速度很低且腐蚀产物更易于剥离从而促进电池反应深入进行.     

合金元素Ga、X对镁基负极材料电性能的影响

采用熔炼法制备了Ga、X镁合金,对合金样品进行了电性能测试,并采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对X影响机理进行了分析。实验结果表明:合金元素Ga的加入可以提高镁合金析氢过电位,减小镁合金自腐蚀;合金元素X的加入可以减小镁合金的阳极极化,但同时会加快其自腐蚀;Mg-Ga-X三元合金具有阳极极化小,析氢量低,腐蚀产物易脱落,成泥少的特点,可开发为高性能的镁负极材料。     

表面处理对镁电极电化学行为的影响

应用极化曲线、电化学阻抗方法研究了经表面处理后的镁合金的电化学行为。用扫描电镜仪(SEM)观察了合金微观形貌,能谱仪(EDS)探测表面元素含量分布。讨论了表面处理后的镁合金表面元素对合金化学性能的影响。结果表明,处理后的镁合金比未处理的镁合金电化学性能有了较大改善。     

Mg-Hg-Ga合金组织演变及热处理对材料电性能的影响

Mg-Hg-Ga合金是一种海水激活动力电池的阳极材料,为提高海水激活电池的各项电性能,采用金相显微组织观测、扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)、恒阻放电等方法重点研究了Mg-Hg-Ga合金在塑性变形过程中的组织演变过程及热处理对材料组织和电性能的影响。结果表明:塑性加工完全消除了铸态合金中合金元素在晶界的偏聚,使合金元素分布均匀;在200~300℃下退火组织研究发现,在低温下进行退火,合金的组织仍然保持加工状态,在260℃时合金组织发生了完全再结晶,平均晶粒尺寸为20~30μm,在300℃时材料晶粒发生了明显的长大。对不同温度退火材料的电性能研究得出,退火温度对合金的电性能有一定影响;对材料腐蚀机理的初步研究发现,镁合金负极材料的腐蚀实际是合金元素不断溶解、沉积、再溶解、再沉积的循环。     

Al-Ga-Mg-Sn-xSi阳极合金电化学性能研究

熔炼并制备了铝空气电池用阳极材料Al-0.02Ga-0.5Mg-0.1Sn-x Si[x=0~0.2%(质量分数)]合金,通过测试合金的自腐蚀速率、开路电位(OCP)、极化曲线(Tafel)以及电化学阻抗(EIS)等,研究了其在4 mol/L Na OH溶液中的电化学性能;采用能量散射X射线谱(EDX)分析了合金中偏析相元素成分,并结合扫描电镜(SEM)观察了合金的腐蚀形貌。结果表明:合金中添加Si可降低自腐蚀速率,提高其电化学性能;但过量的Si会加剧合金点蚀。随着Si含量增加,合金开路电位负移,放电电压升高;当Si含量为0.1%时,合金具有最佳的综合性能,自腐蚀速率最小[0.113 mg/(cm2·min)],开路电位最负(-1.80 V),20 m A恒流放电时单电池电压达1.50 V。     

稀土基合金对CoB宽温区电化学性能的影响

CoB类非晶合金具有较高的可逆放电容量,是碱性二次电池的理想负极材料,但是其高低温电化学性能亟待改善。采用化学还原法和感应熔炼法分别制备CoB类非晶合金(以CoB表示)和稀土基La0.7Mg0.3Ni3.5合金(以LaMgNi表示),再利用机械球磨法将所制得的LaMgNi合金和CoB合金进行充分混合,获得CoB-LaMgNi复合合金,研究了稀土基LaMgNi合金的添加对CoB合金的宽温区电化学性能的影响机制。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对所制备的合金进行物相分析和表面形貌分析。合金电极的电化学性能利用恒电流充放电循环、恒电位阶跃放电、高倍率放电(HRD)、电化学交流阻抗(EIS)、线性极化(LP)、阳极极化(AP)等进行测试。实验结果表明,稀土基LaMgNi合金的添加可以显著改善CoB非晶合金的宽温区电化学充放电性能。     

Mg-Hg-Ga电极材料制备新工艺及电性能

采用包套密封熔炼和压力加工技术将镁合金制成薄板;用扫描电镜结合能谱分析、X射线衍射和电化学测试等方法分析了镁合金阳极材料在海水介质中腐蚀前后的微观结构、表面形貌及表面元素的组成和微区成分,并组装Mg/CuCl单体电池进行了电性能测试,用排水法测试了放电时的析氢速率。结果表明:采用新工艺制备的Mg-Hg-Ga合金,成分均匀、无氧化夹杂、无熔剂夹杂;在3.5%NaCl水溶液中具有很负的电极电位和适度的腐蚀速率;其组成的Mg/CuCl单体电池当放电电流密度为200 mA/cm2时放电,工作电压为1.326 V,析氢速率≤0.53 mL/(min·cm2)。该Mg-Hg-Ga合金负极材料可用于高能量密度的镁合金电池。     

锂离子电池用锑基负极材料的研究进展

综述了锂离子电池用锑(Sb)基负极,包括Sb基合金负极和Sb基/碳复合负极的研究进展.针对各种Sb基合金负极,重点介绍了材料组成、合成方法、电化学反应机理等对电化学性能的影响;针对Sb基/碳复合材料,介绍了不同制备方法、合金与碳的配比以及碳质材料的类型等对电化学性能的影响.     

电池用铝合金负极的热处理研究现状

介绍了热处理对铝负极极化性能、耐腐蚀性能、合金元素分布及微观结构的影响,指出随着合金元素种类及用量的变化,热处理效果将有所差异;对铝合金采用适当的热处理方法及控制条件,可改善电化学性能,减轻极化与自腐蚀。     

电沉积锡锑合金负极的制备及电化学性能

为了改善锂离子电池用Sn-Sb合金负极的循环稳定性并提高其首次库仑效率,采用电化学共沉积法在Cu集流体上制备了锂离子电池用Sn-Sb合金薄膜负极材料.通过能量散射光谱(EDS)、X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)及恒电流充放电实验,研究了电流密度和电沉积时间对Sn-Sb合金相组分、结构、颗粒形貌和电化学性能的影响.电化学测试表明:在电流密度为5 mA/cm2,沉积时间为30 min时,得到的产物中金属间化合物(Sn-Sb相)的含量最高,所制备电极的电化学性能较好.     

锂离子电池锡基复合负极材料的研究进展

综述了锂离子电池锡基合金与碳复合负极材料的发展现状,总结了这类复合材料的主要种类,将其分为碳材料外包覆合金型复合材料、合金外包覆碳型复合材料及分子接触型复合材料等几类,介绍了每类材料的制备方法,并分析了它们作为锂电池负极材料的电化学性能特点.在几种复合方式中,碳材料外包覆合金型复合材料制备方法简单,循环性能有明显地改善,但是,可以负载的合金量有限.分子接触型的复合材料和合金外包覆碳的复合材料,可以有效阻止合金颗粒的团聚,结构稳定,是有希望的新型锂离子电池负极材料.     

高活性铝合金阳极材料制备及电性能

用熔铸法和压力加工技术制备了三种不同锡含量的铝合金电极材料。采用扫描电子显微镜(SEM)对铝合金电极材料放电后的表面形貌进行了表征,采用排水法测试了合金的析氢速率,借助电化学方法测试了材料的电化学性能。结果表明,铝合金静态析氢量随着锡元素含量增加而减小;研制的新型铝合金负极材料,可望开发用于高比能量的铝合金电池。     

Sn-Ni合金的电化学沉积法制备与性能

利用直流电沉积法在铜箔上沉积了锂离子电池负极材料Sn-Ni合金,并对其结构和电化学性能进行了表征和分析。所得Sn-Ni合金材料的粒径在1～2mm之间,主要成分为Ni3Sn2和Sn。将电沉积有Sn-Ni合金的铜箔经过干燥、压片后直接作为锂离子电池负极,其首次可逆比容量达到516mAh/g,首次库仑转换效率在75%。而传统涂浆法制备的Sn-Ni合金电极,首次可逆比容量为416mAh/g,首次库仑转换效率仅为27.5%。与传统涂浆工艺相比,直流电沉积法直接获得的Sn-Ni合金负极首次循环的可逆容量、库仑效率都有明显优势,但循环性仍有待于进一步提高。     

烧结工艺对Li_4Ti_5O_(12)改性材料电性能及综合性能影响

采用Mg~(2+)离子掺杂和碳包覆对Li_4Ti_5O_(12)(LTO)锂离子电池负极材料进行改性,研究了不同烧结温度对LTO导电性及综合性能的影响。采用XRD、SEM和循环伏安等测试手段,表征了不同掺杂和不同烧结温度对LTO结构和电化学性能的影响。结果表明:掺杂3%的Mg~(2+)同时加入质量分数为0.5%的无机碳源和10%的有机碳源时,材料在800℃下烧结12 h性能最佳;改性后明显降低了LTO的电荷转移阻抗,与纯相的LTO相比,改性后的材料倍率性能及其他综合性能都有很大的提高。0.2 C倍率条件下首次放电比容量为173 mAh/g,10 C倍率条件下放电比容量为104 mAh/g。     

快淬工艺对Mg2-xLaxNi（x=0～0.6）合金电化学贮氢性能的影响

为了改善Mg2Ni型合金的电化学贮氢性能,用La部分替代Mg,并用铸造及快淬工艺制备了Mg2-xLaxNi(x=0、0.2、0.4、0.6)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,用程控电池测试仪测试了合金的电化学贮氢性能,研究了快淬工艺对合金结构及电化学性能的影响。结果发现,La替代Mg明显地改变Mg2Ni型合金的相组成。当x≤0.2时,La替代Mg不改变合金的主相Mg2Ni,但出现少量的LaMg3及La2Mg17相;当La替代量x≥0.4时,合金的主相改变为(La,Mg)Ni3+LaMg3相。La替代Mg提高了Mg2Ni合金的非晶形成能力,快淬态合金均具有明显的纳米晶/非晶结构。快淬对合金电化学性能的影响与合金的成分相关,快淬显著地提高了Mg1.8La0.2Ni合金的电化学贮氢性能,但对于Mg1.4La0.6Ni合金,快淬导致了完全相反的结果,这主要与La替代使合金的主相发生改变相关。     

扣式Li-LiFePO4蓄电池的研制

采用高温固相法合成了LiFePO4蓄电池正极材料,并用X射线衍射、扫描电镜、循环伏安和充放电测试等方法对其晶体结构、表观形貌和电化学性能进行了研究;考察了不同负极和电解液对扣式Li-LiFePO4蓄电池电性能的影响。研究结果表明,该方法所合成的LiFePO4为单一的橄榄石型晶体结构、晶粒较细、粒径分布较均匀;以0.1 C充放电,首次放电比容量为134.8 mAh/g,50次的平均放电比容量不小于128 mAh/g,其充放电效率在99.6%以上;以锂/铝合金作负极,LiAsF6/碳酸乙烯酯(EC) 二甲基四氢呋喃(2-MeTHF) 四氢呋喃(THF)为电解液所得扣式锂蓄电池的性能最好。     

锂离子电池合金负极材料的应用研究

合金材料是目前锂电行业研究较热的一款高能量密度的负极材料.但由于循环过程中极片体积膨胀及循环性能差等问题未得到广泛应用.主要是针对硅碳合金材料的应用进行研究,从工艺方面进行调整优化来改善合金材料在锂离子电池中存在的问题.     

膨胀石墨作为锂离子电池负极材料的研究

报道了以超低温膨胀石墨作为锂离子电池负极材料的研究。采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及氮气吸脱附测试(BET)对其物相、表面形貌及结构进行表征;利用恒电流充/放电对其电化学性能进行了测试。结果表明:超低温膨胀石墨呈现出蜂窝状多孔结构,比表面积为54 m~2/g。该材料表现出较好的脱/嵌锂容量和良好的循环性能,在100 m A/g的电流密度下,首次可逆比容量达到410 m Ah/g;循环220次后,比容量仍能维持在400 m Ah/g,容量保持率高于95%,是一种具有很好应用前景的储锂负极材料。     

变电站接地网牺牲阳极保护试验研究

介绍了运城地区偏碱性含盐沙质土质条件下,牺牲阳极保护技术对地网的保护效果。在两个站点实施了模拟地网保护试验,通过11个月的保护电位和电流运行监测以及实地开挖地网表面形貌观测,比较研究了该土壤中镁合金阳极和锌合金阳极对A3钢模拟地网的保护效果,并确认镁合金阳极更适合该地区土壤。