调节正负极质量比提高电容器比能量

以活性炭为电极材料组装有机体系电化学双电层电容器(EDLC),探讨了正、负极质量比对有机体系EDLC电容性能的影响.在LiPF6/EC DMC电解液中,活性炭正极的比电容与负极相同,但工作电位窗口小于负极,放电比容量低于负极.当m(正极):m(负极)=1.8:1.0时,电容器可在0～3.0 V内稳定工作,比能量达36.8 Wh/kg,比正、负极质量相等的EDLC的比能量高48%.     

活性炭在不对称超级电容器中的电化学行为

主要研究活性炭(AC)作为不对称超级电容器的负极在低电位下的电化学行为.通过循环伏安实验,探讨了有机电解液中活性炭电极在低电位下可能发生的电化学反应,指出了活性炭应用于不对称超级电容器中的电位变化区间在4～0.8 V(vs.Li /Li).当活性炭负极电位低于0.8 V时,因为Li 的还原使活性炭比电容下降;通过恒流充放电实验,计算了活性炭电极在不同电位范围内的电容器性能参数,活性炭负极充电截止电位在0.8 V时,比电容达到117.8 F/g,不对称超级电容器的比能量达到55.2 Wh/kg,同时库仑效率达到92.8%.     

活性炭-锰氧化物电化学混合电容器的研究

以高性能活性炭作为负极材料、自制纳米锰氧化物干凝胶作为正极材料,组成电化学混合电容器,研究了此电容器在7 mol/L KOH溶液中的电化学性能.其最大充放电电压可以达到1.4 V,比能量和比功率分别达到6.5 Wh/kg和30 kW/kg.     

我国镉镍电池的电极制造技术及发展

提出我国镉镍电池电极制造技术的发展经历了四个阶段,即袋式电极、板式电极（正极烧结式,负极压成式）、箔式电极（正、负电极都是烧结式电极,或正极为烧结式电极,负极为粘结式电极）和泡沫式电极。介绍了我国镉镍电池的袋式电极、板式电极（含正、负电极）、箔式电报（含正、负电极）、烧结式电极（含正、负电极）、泡沫式电极（含正、负电极）、纤维式电极（含正、负电极）、电沉积镉电极等７种类型电极制造的工艺流程、关键技术、各类电极特点及其发展趋势。     

活性炭/氧化镍干凝胶超级电容器研究

以高性能活性炭作为负极材料、纳米氧化镍干凝胶作为正极材料组成超级电容器,研究了此电容器在7 mol/L KOH水溶液体系中的电化学性能,其充放电电压可以达到1.6 V,比能量和比功率分别达到45 Wh/kg和35 kW/kg(以正负极活性材料本身质量计算),是一种性能优良的超级电容器.     

分散剂对MnO_2/AC电化学电容性能的影响

添加不同系列的聚乙二醇(PEG)分散剂,采用化学混合法制备了MnO2/AC(活性炭)复合材料.应用X射线衍射、恒流充放电、交流阻抗和循环伏安等方法研究了各分散剂对产物结构与电化学性能的影响.实验结果表明,分散剂聚乙二醇(PEG)的聚合度对MnO2/AC复合材料的比电容和循环寿命有显著的影响,其中PEG400作为分散剂制备的复合材料具有最好的电化学电容行为.以PEG400制得的复合材料为正极,活性炭为负极组成超级电容器,在电流密度为100 mA/g条件下,MnO2/AC复合材料的比电容达366 F/g,且经500次充放电循环后容量仍保持在94%以上,显示出该复合材料具有良好的超电容特性.     

超声波混浆对活性炭电极电容性能的影响

以商品活性炭YP-15为电极材料,采用普通搅拌混浆和辅助超声搅拌混浆制备活性炭电极,研究了混浆方式对活性炭电极电容性能的影响.结果表明:与普通搅拌混浆相比,超声波混浆能够提高导电剂在活性炭中的分散性和均匀性,所制活性炭电极具有更佳的综合电化学性能.超声混浆所制备活性炭电极的放电比电容达到98.6 F/g,高于普通混浆活性炭电极的92.2 F/g;由于超声混浆活性炭电极的内阻更小,具有优异的比能量与功率特性,能够实现23.03Wh/kg的最大比能量和大于5 000 W/kg的最大比功率;且具有非常优异的循环性能,经过5 000次循环放电比电容衰减率仅为2.3％.因此,超声辅助混浆是制备高性能超级电容器活性炭电极的一种较为理想的前处理方法.     

活性炭掺杂对钛酸锂型锂离子电容器性能的影响

以活性炭材料作为正极活性物质,以掺杂不同比例活性炭(AC)的钛酸锂(LTO)材料作为负极,通过涂布、辊压和卷绕等一系列步骤制备得到了活性炭/钛酸锂@活性炭锂离子电容器(LIC).通过对LTO材料进行不同比例的AC掺杂制备得到了多种LTO@AC极片,对制备得到的LTO@AC极片组装的LIC进行了一系列电化学性能测试,研究了LTO@AC极片对LIC比能量和比功率的影响.结果表明:在LTO中掺杂AC可以在不明显减小LIC比能量的同时,明显提升LIC的比功率;当LTO:AC=1:1(质量比)时,LIC达到了相对最佳的电化学性能,其比能量达到46.06 Wh/kg,比功率可以达到6.5 kW/kg.     

C/纳米[Ni0.96Co0.04(OH)2-C]混合超级电容器

以纳米Ni0.96Co0.04(OH)2-C复合材料[Ni0.96Co0.04(OH)2(90%)+FJC(10%)]为正极,活性炭为负极,KOH水溶液为电解液组成混合超级电容器.其工作电压为0.75～1.5 V;适合的充电方法是恒流恒压充电;具有快速充电、高倍率放电和循环性良好的特点.8min可充满80%容量,2 200W/kg(以正、负极活性物总质量计算)放电时,比能量达23.2Wh/kg.     

高比能量混合型超级电容器的研制

采用涂覆工艺制备LiMn2O4正极片和具有纳米孔径的颗粒活性炭负极片,并组装高比能量的混合型超级电容器.直流放电、温度特性和直流循环性能等表明:该电容器的比能量达到9.6 Wh/kg,漏电电流仅为0.68 mA;在低温-25℃下放置24 h,电容衰减1.5％,漏电电流为0.27 mA;在高温60℃下放置24 h,电容衰减2.0％,漏电电流提高到1.50 mA.以2A的电流在2.30～ 1.15 V循环50 000次,电容下降10.96％.     

聚苯胺/碳复合材料在混合型电容器中的应用

采用原位聚合法制备了聚苯胺/活性炭复合材料(PANI/C),复合材料中聚苯胺的质量分数为46.4%.以1 mol/LH2SO4溶液为电解液,Nafion 117质子交换膜为隔膜,分别采用复合材料电极和活性炭电极为正负极组装了混合型电容器,并用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试等方法考察了电容的性能.结果表明,该混合型电容器在0～1.35 V电势范围内电容性能良好.3.0 mA/cm2电流密度下,电容器比容量为83.1 F/g,比活性炭电容器提高82%,电容器的比能量可达21.0 Wh/kg,是活性炭电容器的3倍以上.1 000次充放电循环后,电容器比容量保持在初始比容量的89.1%.     

半烧结 KR-SC 镉镍蓄电池大电流(10C)放电性能研究

选择等质等厚的正负极片，装配成ＫＲ－ＳＣ镉镍蓄电池，测试其电性能。研究了影响电池大电流放电性能的多种因素。试验结果表明：改善涂膏负极导电性，选择负极添加剂，对电池负极进行表面处理，优化开口化成工艺，都能改善镉镍蓄电池大电流放电性能     

三种负极材料添加对铅酸电池循环寿命影响

通过在铅酸电池负极添加1%的碳粉、TiO_2和SiO_2,研究了负极材料添加对铅酸电池循环寿命的影响。结果表明,在负极活性物质添加碳导致化成时间增加。添加碳电极在第一次PSoC循环中比含TiO_2电极表现更加出色。在第二次PSoC循环中含SiO_2电极寿命最低。在第二次PSoC循环中含碳电极没有比含TiO_2电极表现更加出色。添加碳和TiO_2显著增加电极循环寿命。在PSoC循环中,在电极中添加碳和TiO_2具有重要作用,可以获得低的充电电压和降低负极孔隙量级,这些机制改善了电极接受充电电流的能力,限制了硫酸盐晶体的长大。在PSoC循环高电流放电条件下,电池内阻具有重要影响,导致显著的初始电压降和影响电极的循环寿命。     

MH/Ni电池超高倍率放电性能的研究

为满足电动工具和电动玩具对MH/Ni电池超高倍率放电性能的要求,用烧结正极及拉浆电镀正极,配合铜网压成式合金负极,组装成SC2000和AA1200型MH/Ni电池,提高了电池的超高倍率放电性能,但极化增加;发现了MH/Ni电池超高倍率放电的一些新特性.     

锂离子蓄电池技术进展及市场前景

锂离子蓄电池是以锂离子在碳负极和嵌入化合物正极中的嵌入和脱嵌为原理发展起来的一种新型蓄电池.到目前为止,国外1865型圆柱Li_xC/LIPF_6—EC+DEC/Li_1-xCoO_2锂离子蓄电池的比能量已达到105Wh/kg和270Wh/L.而其月自放电已降至12%以下,在100%DOD和lC率下的循环寿命达到1000次.这种电池已广泛应用于大哥大,摄相机及笔记本计算机等设备中,还有可能在将来应用于电动汽车中作电源.     

碳纸/纳米MnO2复合电极材料的循环伏安研究

将碳纸与氧化还原反应法制备的纳米MnO2通过液相沉积法形成新的复合电极材料,采用循环伏安和恒流充放电测试技术对复合电极材料进行测试分析,研究结果表明:碳纸/纳米MnO2复合电极材料呈花瓣状开放结构,有利于提高复合电极的比表面积;碳纸基体沉积1 h制备的电极具有最好的稳定性,沉积3 h制备的电极样品稳定性最差,所以沉积时间过长不利于电极电容性的稳定;氧化还原混合溶液浓度为0.2 mol/L,碳纸基体沉积时间1 h的条件下制备的薄膜电极样品的性能最优。     

少维护大容量超高倍率镉镍电池的研究

报道了采用烧结正极与拉浆负极匹配的GNFC 6 0少维护超高倍率镉镍电池的研究。通过调整烧结基板工艺参数 ,在正极浸渍液中添加Co2 +、Cd2 +作为电极添加剂与活性物质共沉在电极中 ,有效提高了电极的电性能和机械强度。混合粘合剂 (CMC +电池添加剂 )以及导电剂的使用 ,使负极形成疏水、多孔结构 ,提供氧复合所必须的三相界面 ,加大了氧复合能力 ,提高了电极体积比容量。同时 ,选择合适厚度 (0 .16～ 0 .19mm)、适宜透气率 [0 .36 7(m3/m2 ·s) ]的隔膜 ,以及对电解液的严格控制 ,使氧复合能力达到最佳 ,避免了大容量电池使用过程中的热失控现象 ,既满足电池在 10C5A电流下持续工作能力 ,又使电池的维护量降至最低 ,有效地解决电池漏液、爬碱等问题。样品电池的测试结果均满足IEC标准中的各项性能指标。     

大容量方形MH/Ni电池的研制

报导了大容量MH/Ni电池的研制。通过改进、调整烧结镍电极及涂膏金属氢化物电极生产工艺参数 ,提高了电极基板孔率及活性物质利用率 ,使烧结镍电极体积比容量达到 5 40mAh/cm3 ,金属氢化物电极体积比容量达到 115 0mAh/cm3 。选择耐高温抗氧化的聚丙烯接枝复合膜及多元组分电解液 ,解决了大容量MH/Ni电池充电末期反应热效应明显、充电效率低的难题 ,电池的高、低温及自放电性能得到明显改善     

金属-水固态贮备电池的研究

研究了一种固态贮备电池,采用含水的凝胶聚合物电解质膜作为正极活性物质,锂、镁等活泼金属作为负极.当用锂作为负极,LiClO4-聚甲基丙烯酸甲酯凝胶聚合物(PMMA)作为固体电解质时,最大放电电流密度为1.2 mA/cm2,以0.05 mA恒流放电时,3.0 V电压平台比容量为0.83 mAh/g;当使用镁作为负极,蒙脱石作为固体电解质时,以0.05 mA恒流放电,1.0 V以上放电比容量为6.00mAj/g.电池反应所引起的负极金属表面阻抗的增加,是放电容量减小的主要原因.     

开口化成制度对半烧结镉镍电池性能的影响

比较了两种开口化成制度对半烧结镉镍电池性能的影响。指出采用较大电流开口化成制度 ,虽然可以提高电池的容量及负极氧复合的能力 ,但对大电流放电性能、循环寿命及电池的均匀性等都带来十分不利的影响 ;而采用 0 .5C开口化成制度的电池 ,除了容量略低外 ,其它性能均很好。造成上述结果的主要原因是由于采用 1C开口化成制度时 ,电池不仅承受了较大电流的过充电 ,而且过充电量也较大 ,使得正极活性物质有一部分由 β NiOOH变成γ NiOOH ,电极体积膨胀很厉害 ,导电网络遭到破坏 ,内阻增加 ,寿命缩短 ,电池性能急剧恶化。