复合添加剂对钒液流电池正极电解液的影响

分别采用硫酸钠、乙醇以及将二者混合的复合物质作为钒电池电解液的添加剂,采用循环伏安、充放电、紫外可见光测试、热稳定性测试等方法研究了不同添加剂对电解液的影响,结果表明,复合添加剂(硫酸钠和乙醇的混合物)可以有效改善钒电池正极电解液的电化学活性以及热稳定性。     

添加剂对钒电解液性能的影响研究

主要探讨了钒电解液的制备和添加剂对钒电解液性能的影响。实验分别选择了甘油与乙醇、焦磷酸钠与乙醇和双氧水以不同配比组合的两种添加剂,并通过伏安特性曲线、电导率、电位滴定等方法分析其对钒电解液稳定性和电化学性能的影响。循环伏安特性曲线表明,添加剂的加入对钒电解液的可逆性基本没造成影响,也未引起其他副反应。这两种组合添加剂很好地阻止了钒离子的结晶,对电导率的影响也较小。     

氧化石墨烯对钒液流电池电解液性能的影响

以氧化石墨烯(GO)作为全钒液流电池正极电解液添加剂,研究含量不同的GO对钒电池正极电解液电导率、循环伏安曲线及电池容量和能量效率的影响。结果表明,正极电解液的电导率先随GO添加量的增加而增大,在添加量为1%(质量分数)时达到最大值326 m S/cm,随后减小;扫描速度为5 m V/s的循环伏安曲线表明当GO含量为1%时,电解液具有最大的氧化峰电流和还原峰电流,分别为172和127 m A;首次循环与第20次循环的伏安曲线对比表明电解液稳定性很好,此时电解液性能也最佳;用GO含量为1%的电解液作为正极电解液组装静态电池,电池30次充放电循环的平均容量比空白电池提高了9.8%,容量保持率和能量效率为85.30%和79.26%,分别比空白电池的79.40%和75.35%有所提高。     

锂离子电池电解液添加剂4-TB的性能研究

为了研究对三氟甲基苯腈(4-TB)作为高压锂离子电池电解液添加剂对电池性能的影响,制备了质量分数为0、0.5%、1%和2%的电解液1.0 mol/L LiPF_6/(EC+DMC+DEC)(体积比1∶1∶1),用LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4作为正极材料组装成扣式电池。对所得不同添加量的电解液进行电导率和线性伏安扫描测试(LSV),对电池进行电化学性能测试,并探讨了不同添加量对电池性能的影响。结果表明,添加量为1%时,电池具有最好的倍率性能和循环稳定性。     

锰系材料用于水溶液锂离子电池的研究进展

阐述了水溶液锂离子电池锰系正极材料的制备方法、电化学性能、Li+嵌脱机理等方面的研究现状及电解液对水溶液锂离子电池性能的影响。与传统锂离子电池相比,水溶液锂离子电池具有安全性好、电导率高、装配简易和成本低等优点。     

导电剂对富锂锰基材料电化学性能的影响

锂离子电池正极材料一般电导率不良,在电池制作中需添加导电剂来改善正极导电性。以镍钴锰酸锂材料为对比样,研究了三种典型的锂离子电池用导电剂对富锂锰基材料电化学性能的影响。利用场发射扫描电子显微镜、比表面积测试仪对材料形貌、比表面积进行分析,并组装成扣式电池对材料电化学性能进行表征。结果表明,在4.3～4.8 V(vs.Li/Li~+),三种导电剂同电解液发生强度不同的副反应,并对富锂锰基材料相关电化学性能造成不同程度的负面影响。对影响机理进行分析,并提出一种简易方法,可有效降低副反应的负面影响,同时显著提高材料可逆放电比容量。     

测试锂电池析气的原位透射红外电解池技术

以Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料作为研究电极,将原位透射红外电解池用于锂离子电池首次充电时电解液析气行为研究,评价电解液电化学稳定性及其对正极性能影响。结果表明氟代碳酸乙烯酯(FEC)基电解液具有高的电化学稳定性并且能够提高正极比容量和电化学循环稳定性,100次循环后容量保持率高达97.9%。     

多元醇对气相二氧化硅胶体电解液电化学性能的影响

以乙二醇、季戊IN醇和聚乙二醇为例,用循环伏安和电化学阻抗法研究了多元醇对气相二氧化硅胶体电解液电化学性能的影响。结果表明,添加适量的乙二醇和季戊四醇有利于提高纯铅电极在胶体电解液中的氧化还原电流,降低胶体电解液的电化学转移电阻。但是添加聚乙二醇-6000和添加过量的乙二醇和季戊四醇,不利于胶体电解液电化学性能的提高。添加聚乙二醇-6000不利于形成触变性凝胶。     

丙烯酸作为V(Ⅲ)/V(Ⅳ)电解液添加剂的研究

为了提高V(Ⅲ)/V(Ⅳ)电解液的稳定性和电化学活性,采用循环伏安、交流阻抗、紫外可见、静置观察等方法,研究了聚丙烯酸作为添加剂对电解液性能的影响。研究结果表明:添加聚丙烯酸能提高电解液的稳定性且不影响电解液的吸光度;当添加量为0.3%时,电解液的电化学活性及稳定性得到显著提高。     

超级电容器用有机电解液的研究进展

从电解质盐、溶剂和添加剂等3个方面综述超级电容器有机电解液的进展。从电导率、电化学窗口和高低温性能等方面比较各电解液体系的优缺点;针对有机电解液电导率低和安全性差等不足,提出混配溶剂、添加功能性添加剂等改善电解液性能的途径。对发展趋势进行展望。     

锂离子电池三元正极材料Li[Ni,Co,Mn]O_2表面包覆的进展

由于优异的电化学性能、良好的热稳定性、较低的生产成本,三元正极材料Li[Ni,Co,Mn]O2已成为研究者和锂离子电池制造商关注的对象;但是也存在一些问题:阳离子混排,振实密度低,倍率性能和循环性能有待提高,与电解液兼容性不好。表面包覆是改善正极材料电化学性能和热稳定性的重要途径,介绍了近年来三元正极材料的包覆方法、表面包覆物的种类与研究现状以及表面包覆的作用机理,分析了Li[Ni,Co,Mn]O2正极材料存在的问题和今后的研究重点。     

TTFP在锂离子蓄电池电解液中的阻燃性能

为了研究三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯(TTFP)作为锂离子蓄电池电解液阻燃剂的阻燃效果及其对电池电性能的影响,采用自熄时间(SET)法测试了TTFP对1mol/LLiPF6 EC/DMC(1∶1w/w)锂离子蓄电池电解液的阻燃性能;采用测电导率的方法研究了TTFP对电解液电导率的影响,并分别以其作为Li/LiCoO2、Li/MCMB和MCMB/LiCoO2电池的电解液阻燃添加剂分析了TTFP在MCMB负极、LiCoO2正极上的电化学稳定性及其对电池电性能的影响。研究结果表明,TTFP可显著降低电池电解液的可燃性,电解液的可燃性随着电解液中TTFP含量的增大而迅速降低,电解液的电导率也降低,当TTFP浓度为20%(质量百分数,以下同)时,电解液的SET几乎为零,电解液电导率的下降幅度与电解液中TTFP的浓度呈线性关系。TTFP在MCMB负极材料和LiCoO2正极材料上的电化学稳定性良好。TTFP不但对MCMB/LiCoO2电池的电化学性能的影响很小,而且能够明显提高其安全性能。研究结果对于开发锂离子蓄电池电解液新型阻燃剂和提高锂离子蓄电池的安全性能具有一定的理论意义和实用价值。     

添加剂对全钒液流电池正极电解液的影响

研究了正极电解液添加剂尿素、乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸和K2SO4对全钒液流电池正极电解液荷电状态(SOC)及氧化还原电位的影响。研究结果表明,无机添加剂K2SO4和有机添加剂尿素、EDTA和柠檬酸的加入均使正极电解液的氧化还原电位负移,且EDTA和柠檬酸的加入使正极电解液的氧化还原电位的变化范围明显减小。加入EDTA和柠檬酸使正极电解液的SOC减小,SOC变化范围显著变窄;加入尿素和K2SO4使正极电解液的荷电状态变化范围变宽。对于有机添加剂,添加剂使正极电解液电位电极变化越大,其SOC变化也越大。有机添加剂对正极电解液氧化还原电位的影响是由于其能够和正极电解液中的五价钒离子发生氧化还原反应;K2SO4对正极电解液氧化还原电位的影响是由于其与五价钒离子发生络合反应。     

氨基酸类添加剂对全钒液流电池性能的影响

将天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸作为全钒液流电池(VRFB)正极电解液添加剂,对电解液的电化学活性及稳定进行了初步的研究。循环伏安和电化学阻抗谱等测试结果表明,酸性氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸)比碱性氨基酸(赖氨酸、精氨酸、组氨酸)更适合用作添加剂,其中添加3%天冬氨酸的正极电解液表现出了最好的电化学反应动力学行为和良好的热稳定性。由恒电流充放电测试结果可见,正极电解液中加入3%天冬氨酸后电池的能量效率高达81.7%,比未加氨基酸的电池提高了4.4%,并且电池放电容量也显著提高。该结果初步表明天冬氨酸是一种具有良好应用前景的VRFB电解液添加剂。     

锂离子蓄电池电解液研究进展

锂离子蓄电池电解液及其添加剂的研究日益受到研究者的重视。电解液作为锂离子蓄电池重要组成部分对电池性能影响很大。综述了现阶段锂离子蓄电池电解液的溶剂、锂盐、低温性能以及热稳定性方面的研究状况。添加剂是有效改善锂离子蓄电池电解液性能的手段,概述了目前添加剂几个主要方面———SEI成膜添加剂、电导率提高添加剂、电池安全保护添加剂的研究进展。     

硼酸三异丙酯对层状富锂正极材料的影响

采用密度泛函理论研究锂离子电池正极成膜添加剂硼酸三异丙酯(TPBi)的作用机理。通过充电微分曲线和交流阻抗谱,研究TPBi用作电解液添加剂的电化学行为;采用XRD、SEM和透射电镜测试,分析层状富锂正极材料的晶相结构和表面形貌;使用电感耦合等离子体发射光谱,对锂片表面进行分析。TPBi能优先于电解液在层状富锂正极材料表面氧化,形成保护膜,抑制电解液的分解,减少过渡金属离子的溶出,改善正极材料的循环性能和倍率性能。2%TPBi用作添加剂在2.0~4.8 V充放电,层状富锂正极材料以0.5 C循环190次,容量保持率从未添加的26%提升到90%,4.0 C放电比容量从未添加的96 m Ah/g提升到136 m Ah/g;石墨负极材料以0.5 C循环200次,容量保持率从未添加的22%提高到83%。     

三元层状正极材料的电化学性能影响因素研究

三元层状正极材料是非常有应用前景的动力型电池正极材料,而其电化学性能还有待于进一步提高。研究了正极片厚度、隔膜类型、电解液组成和负极表面变化等因素对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2(NCM111)材料电化学性能的影响。研究发现随着正极极片厚度的增加,电池在循环过程中容量衰减严重;相比于聚丙烯(PP)隔膜,聚酰亚胺(PI)隔膜由于具有更好的浸润性,提高了电池的放电容量;电解液中低粘度链状碳酸二乙酯(DEC)的含量对电极相容性和正极材料中过渡金属离子溶解都有较大影响;负极表面锂枝晶的形成降低了电池的循环性能。     

聚苯胺包覆对锂硫电池电化学性能的影响

采用充放电测试、交流阻抗测试等方法并结合粉末电导率测试,研究了水溶性聚苯胺包覆对硫正极电化学性能的影响。比较了不同包覆层厚度硫正极的放电性能,实验结果表明,水溶性聚苯胺包覆可以改善硫正极的导电性,提高硫正极的放电性能;同时聚苯胺网络对聚硫锂的溶解有抑制作用,提高硫正极的循环性能。聚苯胺质量分数为5.8%的活性物质制备的硫正极有较好的电化学性能,首次放电比容量达1356mAh/g,循环50次比容量保持为1000mAh/g。     

水基锂离子电池电极材料及电解液的进展

介绍了水基锂离子电池的优点和原理,探讨了水基锂离子电池中的正极材料:LiMn2 O4、LiCoO2和LiFe0.5 Mn0.5 PO4/C,负极材料:钒的氧化物、活性碳(AC)、聚苯胺(PANI)及复合膜包覆型金属锂.归纳了电极材料的合成方法和电化学性能.综述了使用不同电解液电池的电化学性能,提出水基锂离子电池目前的发展方向是提高比容量和循环稳定性.     

酸度变化对全钒液流电池SOC测量误差的影响

全钒液流电池正极电解液的荷电状态(SOC)可以通过测量正极电解液的氧化还原电位来测量。全钒液流电池正极电解液的酸度在充放电过程中会发生变化。然而上述电极电位法测量正极电解液SOC的技术中均忽略了电解液酸度变化的影响。通过理论分析和计算讨论了电解液酸度变化对SOC测量误差的影响。理论分析结果表明,采用电极电位法测量正极电解液SOC时,忽略正极电解液的酸度变化会造成一定的测量误差;正极电解液的总钒浓度与硫酸浓度的比值越大,所造成的误差越大。在SOC较小时,忽略电解液酸度变化会导致较大的SOC测量误差。在正极电解液的总钒与硫酸浓度比为0.25~1.0的范围内,SOC大于等于0.3时,因忽略正极电解液的酸度变化,所造成的SOC测量误差不超过±10%。