木素磺酸钠对铅蓄电池负极性能的影响

研究了木素磺酸钠对铅蓄电池负极容量和高倍率部分荷电状态(HRPSoC)下循环性能的影响.研究表明:随着木素磺酸钠含量的增加,铅蓄电池负极初始容量会随之增加,但是在HRPSoC状态下,由于木素磺酸钠吸附在铅表面,阻碍了其充电过程,所以随着木素磺酸钠的增加,充电过程极化增大,其HRPSoC时的循环寿命也随之缩短.     

阀控铅蓄电池在低温下的充放电行为

论述了阀控铅蓄电池在低温下的充放电行为，对影响铅蓄电池低温放电行为的主要因素：膨胀剂、放电电流密度、充电状态、温度、电解液密度及隔板饱和度进行了分析与讨论。由于贫液，阀控铅蓄电池更容易因电阻增大、离子扩散困难影响其低温大电流放电性能。但是，解决阀控铅蓄电池低温启动放电问题最主要的还是膨胀剂，以防止负极钝化。因低温条件下铅蓄电池的充电效率很低，为保持阀控铅蓄电池的性能，应避免对其进行低温充电。     

软碳掺杂对大容量锂离子电池低温性能的影响

锂离子电池的低温性能是制约锂离子电池发展的重要因素之一。研究了负极中掺杂20%软碳的电池样品在低温条件下的倍率充电性能、低温放电性能及低温循环性能。实验结果表明,负极掺杂20%软碳的锂离子电池,-10、-20℃充电容量分别能达到25℃时充电容量的91.11%和81.74%;-20℃循环50次,剩余容量为低温初始容量的91.91%。     

温度对铅蓄电池的影响

介绍了铅蓄电池放电容量和接受充电能力与温度之间的关系。着重从动力学方面分析了低温性能下降的原因。理论计算表明,从25℃到-20℃,负极电化学过程的交换电流密度下降2～3个数量级,极限扩散电流密度下降1～2个数量级。因此,在采取措施克服浓差极化的同时,有必要注意低温下的电化学极化问题。     

铅膏配方对电动车用胶体蓄电池性能的影响

报导了正极铅膏含酸量对电动车用胶体电解质铅蓄电池的初容量、低温放电性能以及循环寿命的影响;简要介绍了在正极铅膏中加入Pb3O4或PbO2可提高化成效率和缩短化成时间的试验结果;简单描述了在负极铅膏中添加多种有机膨胀剂改善电池低温充放电性能的试验。     

负极添加膨胀剂后PLC电池容量恢复性的变化

主要利用膨胀剂(聚天冬氨酸)取代PLC用铅蓄电池负极活性物质中的木素硫磺酸钠,并对改进之后电池的低温和荷电保持性能进行测试。结果表明,当添加膨胀剂后,降低了电池首次低温放电容量,随后电池的放电容量随低温循环的次数增多而逐步上升。当电池达到稳定状态时,其低温放电容量与木素硫磺酸钠电池相比较高。当向电解液中加入质量分数为12%的膨胀剂(聚天冬氨酸)后,可细化硫酸铅晶粒,同时增强电池容量的恢复性。     

聚天冬氨酸应用于铅蓄电池的研究

本文以聚天冬氨酸为膨胀剂,取代负极活性物质中的木素磺酸钠,测试其对铅蓄电池低温和荷电保持性能的影响。添加聚天冬氨酸后,电池首次低温放电容量较低,但随着低温循环次数增加,其放电容量逐渐升高,至稳定时,放电容量略高于木素磺酸钠电池的。电解液添加质量分数为1.0%的聚天冬氨酸后,对硫酸铅晶粒有细化作用,电池容量恢复性较好。     

可充式中性水溶液铅锂电池的研制

笔者研究了以锰酸锂为正极材料,硫酸铅为负极材料,在中性水溶液体系中循环充放的铅锂蓄电池。该体系中,正极材料在1C充放循环条件下,100%DoD循环达到了800多次,80%DoD循环达到了1 400多次。以正、负极片组成铅锂电池体系,在1C充放循环条件下,100%DoD循环近800次。同时测量了正、负极材料在充电终止电压分别为1.80 V、1.75 V和1.70 V时、以1C进行充放循环的初期比容量,以及负极材料在充电终止电压分别为1.80 V、1.75 V和1.70 V时、以1C、3C充放循环的比容量。测试结果表明,充电终止电压降低,放电比容量减少,但减少幅度不大。同时观察到,以锰酸锂与硫酸铅组成电池,将充电终止电压设定在1.75 V进行测试时,循环性能比较稳定,具有良好的应用前景。     

关于负极膨胀剂及负极有机膨胀剂(一)

负极膨胀剂是铅酸蓄电池的重要组成部分。膨胀剂通过改变负极活性物质的结构,起到防止负极活性物质收缩和钝化的作用。简述了现代负极膨胀剂各组成部分的功能,重点介绍了负极有机膨胀剂木素磺酸钠和腐植酸的作用机理及应用。负极有机膨胀剂木素磺酸钠和腐植酸用于汽车起动用铅酸蓄电池时,表现出较大差异,在低温高倍率放电时,木素磺酸钠配方电池的起动电压要高于腐植酸电池0 3V,然而,随着循环的进行,木素磺酸钠出现了容量及起动性能衰减的现象,腐植酸则性能稳定,充电接受性能好。     

关于负极膨胀剂及负极有机膨胀剂(二)--负极有机混合膨胀剂的研究

负极有机膨胀剂木素磺酸钠和腐植酸用于汽车起动用铅酸蓄电池时,表现出较大差异,在低温高倍率放电时,木素磺酸钠配方的电池起动电压要高于腐植酸电池0.3 V,放电时间要长出30～90s,然而,随着循环的进行,木素磺酸钠出现了容量及起动性能衰减的现象,腐植酸则性能稳定,充电接受性能好.通过大量试验研究选择并确定了将木素磺酸钠和腐植酸进行混合的负极有机混合膨胀剂,该混合膨胀剂综合了木素磺酸钠和腐植酸的优点,其起动性能好、寿命长(稳定)、充电接受好.     

高性能18650型锂离子电池倍率和低温电化学性能的评估及研究

本文采用高镍三元层状LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn(0.3)O_2材料作为正极材料、中间相炭微球作为负极材料制备了18650型锂离子成品电池。电化学性能表明,该锂离子电池具有优异的高倍率特性和低温循环性能。常温测试环境中,电池在3C大电流充放电及2.0-4.2 V工作电位条件下(1C=1553.8mA/g),1000次循环后实际容量保持在80%以上。尤其是低温-20℃测试温度下,采用0.33C充电和1C放电,电池循环100周后的容量保持率高达99.8%,表现出优异的低温循环稳定性能。     

软碳掺杂对大容量锂离子电池性能的影响

锂离子电池的低温性能是制约锂离子电池发展的重要因素之一,在负极中掺杂一定比例的软碳能够有效地改善锂离子电池的低温充电性能。对比了不同软碳含量对电池低温充电以及其他性能的影响。随着软碳含量的增加,电池在低温下恒流充电的比例升高,对电池容量及开路电压(OCV)的影响增大。实验结果表明,在负极中掺杂20%的软碳,能够满足电池的低温充电性能,-20℃时其恒流充电比例为56.04%,总充电容量达到25℃时充电容量的81.74%。     

充电态储存对MH-Ni蓄电池性能的影响

研究了金属氢化物-镍(MH-Ni)蓄电池在开路条件下60 ℃环境中的储存性能。储存前后的充放电循环及对正极活性物质的电感耦合等离子光谱分析法(ICP)检测表明,储存期间负极合金元素的腐蚀并在正极中沉积,不会造成MH-Ni蓄电池容量的不可逆衰减。正极循环伏安试验进一步证实,充电态下储存能有效地避免低电位下CoOOH的还原反应,从而提高MH-Ni蓄电池的储存性能。     

超低温锂离子电池性能的综合调控

为提高锂离子电池-40℃场景下的充放电性能，采用电导率、黏度、SEM和电化学测试等，研究电解液以及负极调控对锂离子电池低温性能的影响。当采用LiBF₄和VC作为添加剂的改性电解液，负极搭配硬碳材料，钴酸锂锂离子电池具备优良的超低温性能。在低温-40℃放电，容量可达常温时的94.9%。该电池具备较好的低温充电能力，在-40℃以0.2 C充电、0.5 C放电在2.5～4.2 V循环100次，容量为首次低温充电时的71.8%。     

储能锂离子电池高温循环衰减机制分析

研究了叠片型相碳微球/石墨//LiNi_(0.3)Co_(0.3)Mn_(0.3)O_2储能用锂离子电池高温循环电化学性能和容量衰减机理。运用恒流恒压模式进行充放电测试,利用微分容量分析正极和负极电位与容量变化关系,电化学交流阻抗谱分析电池、正负极在循环过程阻抗变化趋势,扫描电子显微镜(SEM)和X射线粉末衍射光谱测试分析(XRD)循环前后正极与负极材料形貌和结构变化。结果表明,电池容量的衰减主要来自于电池极化损失,而极化损失与循环过程负极SEI膜增厚和晶格缩小导致扩散动力学能力下降有关。本研究对储能锂离子电池体系性能改善提供实验基础和理论支持。     

铅酸蓄电池(六)

6 密闭式铅蓄电池 6.1 铅蓄电池中的电化学反应特点 6.1.1 充电时正极要析出氧气 电池充电时在正极上进行的主要反应是: PbSO_4+2H_2O—2e→PbO_2+3H~++HSO_4~- 随着充电反应的不断进行,正极电极电位也不断上升,当充电程度达到70％左右时,正极上就开始了另外一个反应——析出氧气的反应。充电电流大些,温度高些,氧析出反应就早些进行,反之则晚些进行。若想使析氧反应不发生而保证正极充电程度达到     

锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4高温容量衰减解析

有关锂离子蓄电池正极材料LiMn2 O4的衰减机理的认识目前尚存在争议。通过对LiMn2 O4高温循环数据的解析 ,比较了两个电位平台容量衰减的相对速度。结果表明 ,放电过程中高电位平台容量的衰减速度快于低电位平台 ,而充电过程中低电位平台的衰减速度更快。循环过程中极化增大所导致的电位平台间的容量转移决定了两平台容量的相对衰减速度 ,极化增大与钝化膜的增厚、电解质的积累性氧化所引起的电导率下降有关。另外电解质的氧化也呈加速趋势 ,加快了高电位平台放电容量的衰减速度。几种掺杂材料在循环过程中容量衰减的相对速度与极化增加的相对快慢完全吻合 ,进一步印证了容量衰减与材料溶解、结构变化、钝化膜增厚之间的对应关系。     

富锂锰基正极材料动力锂离子电池的倍率性能

以富锂锰基材料为正极材料,人造石墨为负极材料,用叠片工艺制备额定容量为5 Ah的5580135型软包装动力锂离子电池,研究正极面密度、导电剂含量、负极/正极容量比及电解液对倍率放电性能的影响。当正极面密度为240 g/m2、正极导电剂含量为4%、负极/正极容量比为1.1并以1 mol/L Li PF6/EC+PC+EMC+DMC为电解液时,电池的倍率性能最好。25℃时以1.00 C充电、5.00 C放电循环1 000次,容量保持率为99.5%。     

掺Cr尖晶石LiCrxMn2-xO4材料EIS研究

用溶胶-凝胶法合成了尖晶石LiCrxMn2-xO4(x=0.05,0.1,0.2,0.3,0.4)正极材料,通过恒流充放电和电化学阻抗谱研究了Cr掺杂改性LiMn2O4的电化学性能。结果表明,Cr掺杂可提高LiMn2O4的循环稳定性,当Cr掺杂量为0.2时,LiCr0.2Mn1.8O4具有最高比容量110 mAh/g,循环50次后其容量几乎没有下降。LiCr0.1Mn1.9O4正极在首次充电过程中,当电极电位在3.85~4.15V之外时其EIS谱高频区的半圆和中频区的圆弧发生融合;等效电路的拟合研究发现,随着电极电位的升高,RSEI逐渐增大,表明充电过程中尖晶石LiCr0.1Mn1.9O4正极上SEI膜的厚度是随极化电位的升高而变厚;Re随电极极化电位的升高总体上是减小;而Rct随电极电位升高或降低表现为先减小,后增大。     

木素磺酸钠对铅酸电池负极性能的影响

研究了木素磺酸钠对铅酸电池负极容量和高倍率部分荷电状态(HRPSoC)下循环性能的影响.随着木素磺酸钠的含量从0.2%增加到0.6%,电池的初始容量从6.262 Ah增加到6.781 Ah,但HRPSoC时,负极的循环寿命由6 215次减少到4 202次.木素磺酸钠吸附在铅表面阻碍了充电过程,导致充电过程的极化增大.