一种柔性锂空气电池的设计与性能

针对锂空气电池实际能量密度低、倍率性能不足及循环性稳定能差等问题,以三维石墨烯/生物质碳复合材料作为电极,设计柔性锂空气电池,研究电池的搁置性能、柔性及不同活性物质载量的放电性能。随着搁置时间的延长,开路电压从2.23 V增大至3.13 V,逐渐趋于稳定,阻抗呈现同样的趋势,在5 h后稳定在4.28Ω。柔性电池在空气中可正常工作,将整个电池折叠近90°时,仍可正常工作。随着活性物质载量从52 mg增加到168 mg,放电容量呈先增加、后降低的趋势;当电极中活性物质总载量为140 mg时,全电池的比能量为1 100 W·h/kg,是目前商业锂离子电池的3倍以上。以5 mA的电流按200 mAh/g的比容量在空气环境中循环152次,电池的充、放电电压平台分别稳定在4.38 V、2.51 V。     

锂原电池高温贮存寿命及其衰降机理研究

开展了锂氟化碳电池(Li/CF_x)和锂氟化碳/二氧化锰复合电池(Li/CF_x-MnO₂)高温贮存的研究,分别考察了不同电池体系、不同贮存温度、不同电池封装形式对电池高温性能方面的影响,发现锂氟化碳电池高温贮存性能优于锂氟化碳/二氧化锰复合电池,且圆柱形电池贮存性能优于软包装电池。同时通过交流阻抗、电池DPA分析等对电池贮存后容量衰降的原因进行了分析,明确了其容量衰降的原因,为锂氟化碳电池的贮存模型开发、贮存性能改善提供了理论基础。     

锂氟化碳-二氧化锰电池贮存性能影响因素研究

以氟化碳和二氧化锰复合材料为正极的锂氟化碳-二氧化锰电池,既保留氟化碳材料高比能量的特点,又兼顾二氧化锰倍率性能好的优势.与其他一次电池相同,贮存性能是影响锂氟化碳-二氧化锰电池实际使用可靠性的重要指标.从正极烘干温度、预放电工艺、粘结剂、贮存温度等方面对锂氟化碳-二氧化锰电池贮存寿命的影响进行了研究.结果表明:烘干温度为150～180℃时,电池的胀气得到明显抑制,有利于改善电池的长期贮存;预放电容量比例3％以上可以抑制电池的胀气,在实验范围内与放电电流无关;N1粘结剂可以保持正极的完整度,进而影响电池贮存性能的可靠性;随着贮存温度的升高,电池的自放电反应速率加快,高温贮存前期容量损失率较大,后期由于负极表面钝化膜的形成,正负极表面状态趋于稳定,电池的自放电反应速率也相应放缓.     

提高锂空气电池的放电性能

研究了在相对湿度为30％的空气中工作的有机电解液锂空气电池,用恒流放电、交流阻抗、XRD和SEM测试研究放电性能、阻抗及空气电极表面产物的特性.电解液挥发导致的电荷转移阻抗增加,是电池放电终止的主要原因.在空气电极外侧添加防水透氧膜和改善电解液组成后,电池的0.1 mA/cm2恒流放电时间可达438 h,放电比容量为4...     

空气电极对锂空气电池放电性能的影响

研究了GNSs(石墨烯)、Super P炭黑、VGCF(气相沉积碳纤维)等三种具有不同形貌的碳基材料对锂空气电池放电容量的影响,并以Super P炭黑为碳基材料,分别考察了碳负载量和粘结剂含量对锂空气电池放电性能的影响。为了进一步研究限制锂空气电池放电性能的因素,采用水热法合成了具有高比表面积的空心刺球状α-MnO2,制备了SuperP/α-MnO2/PVDF复合空气电极,考察了锂空气电池放电过程中的速率控制步骤。     

汞在碱性锌锰电池中的作用及去除措施

在以锌为负极的所有电池中,汞对锌电极性能有很大的作用,它能提高锌的析氢过电位,阴极线性电位扫描揭示析氢电位可提高0．13－0．20V;它使电池的防漏性能提高,在60℃,相对湿度90％的条件下贮存60天,电池无漏液;汞齐在锌粒之间起搭桥作用和去除锌粒金属表面上的氧化物而使锌电极的极化阻抗降低,提高锌电极的电性能,LR6电池的1Ω放电时间也稍大些,亦使锌电极的电位负向偏移30mV。去除汞必须从多方面入手。     

锌银电池湿荷电贮存容量衰减机理

利用增量容量、电化学阻抗谱等方法,探讨锌银电池在40～70℃湿荷电贮存48 h后的放电性能,并结合电极材料的XRD、SEM分析结果,研究电池在温度加速应力条件下的贮存失效机理。在40～50℃下贮存,影响电池容量衰减速率的因素为活性物质的形貌;在50～65℃下贮存,电解液挥发及Ag₂O含量增加导致电阻增大,容量衰减速率随温度升高加快;在65～70℃下贮存,电池容量衰减机理为隔膜失效,由电极材料膨胀及Ag(OH)₂^-沉积引起。     

电极孔隙孔径对锂空气电池传质的影响

空气电极结构对锂空气电池的性能有重要影响。基于工作原理构建二维瞬态锂空气电池数值模型,对以碳纳米管复合二氧化锰为催化电极、四乙二醇二甲醚/双三氟甲烷磺酰亚胺锂为电解液的锂空气电池进行性能测试。实验初始放电电势为2.92 V,结束时的放电比容量为580 mAh/g,实验数据与模拟结果接近,误差小于5%。利用数值模型对不同电极孔隙率及孔径条件下电池放电过程中的氧气浓度分布、Li₂O₂分布、电池放电容量及过电势进行分析,发现电极孔隙率的提升可提高氧气在电极中的传输效率,增加电池的放电容量;提高电极的孔径对增加电池的放电容量也有一定的作用,但会提高电池的电压降。选择合理的孔径范围,有利于提升电池的放电性能。     

退役磷酸铁锂动力电池性能评估

以某型号退役磷酸铁锂软包装电池为样本,分析了电池的放电容量、内阻和自放电特性,研究了电池在不同荷电状态(SOC)下的交流阻抗特性,测试了电池不同倍率和温度下的充放电特性,分析了电池的循环寿命和日历寿命,测试了电池在滥用条件下的安全性能.结果表明:该电池的容量在额定容量的85％左右,多数电池内阻在2.4～3.4 mΩ,搁置28天后的容量保持率在97％以上,随着SOC的降低,电荷传递阻抗开始逐渐增大;在25℃下具有良好的循环特性,但在45℃环境下,循环性能明显下降,在常温下具有良好的日历寿命;在0℃及以上温度时,该电池具有良好的倍率充放电性能;该电池可通过多项安全试验,表现出较好的安全性能.     

硬脂酸盐对LR6电池性能的影响

研究了硬脂酸钙、硬脂酸锂和硬脂富马酸钠作为碱性锌锰电池正极添加剂对电池新电性能及70℃高温贮存后性能的影响。研究发现：硬脂酸盐能够提高电池高温贮存性能;硬脂酸锂添加量在0．1％～0．2％时,电池经过高温贮存后,不仅大电流放电性能优于对比电池,中等电流性能也优于对比电池,且用量在0．15％时,高温贮存性能最佳。     

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.     

生物燃料电池研究进展

生物燃料电池利用生物催化剂直接把化学能转化为电能,具有燃料来源广泛、反应条件温和、生物相容性好等优点。按采用催化剂的不同,可分为微生物燃料电池和酶生物燃料电池。简述了生物燃料电池的工作原理,综述了其最新的研究进展。微生物燃料电池发展的新方向主要是无介体微生物燃料电池的研究和高活性微生物的选用;而酶生物燃料电池的研究,集中在寻找固定酶的新方法,发展体积更小的无介体酶生物燃料电池,以及与太阳电池相结合等方面。对生物燃料电池未来的发展方向进行了展望。     

一种级联型大功率逆变电源的控制方法研究

分析了多单元串联大功率逆变电源的控制原理 ,提出了单个功率单元的二重化控制技术与水平移相式PWM技术相结合的控制方法 ,同时 ,对所研究的控制方法进行了仿真 ,并通过硬件实验进一步验证了控制原理及仿真结果的正确性     

我国燃料电池发展概况

燃料电池研究与开发的原因主要在于其质量轻、体积小、能量转换效率高等。本文综述了我国燃料电池的发展概况。依燃料电池所用电解质的类型,分别讨论了碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池在我国的研究、开发与进展状况,并与国外燃料电池近年来的研究水平作了简单的比较。     

台湾质子交换膜燃料电池的研发

燃料电池由于直接将化学能转换成电能,能源转换效率高于一般传统能源技术,同时由于环保无污染的特色,所以也几乎不需任何后处理。简单介绍了6种不同类型的燃料电池,虽然到目前为止燃料电池仍未能完全大量商业化应用,不过质子交换膜燃料电池近期商业化潜力相当大,而2002年6月台湾燃料电池伙伴联盟正式成立,主要目的即为提倡燃料电池技术应用。针对质子交换膜燃料电池的研发工作已展开,主要集中在系统的开发与应用,并已成功开发出千瓦级纯氢定置型发电系统。虽然燃料电池具有许多优于传统能源技术的特点,但是诸如氢气供应、价格等许多商业化的障碍仍然有待克服;长期而言,再生能源与燃料电池结合可能在能源供应方面扮演相当重要的角色。     

大容量磷酸铁锂通信后备电池的设计研究

针对通信领域对后备电源的需求,开发了磷酸铁锂体系锂离子电池,通过材料选型、配方优化、电解液体系改进等方面的研究,制备了40 Ah单体电池,该电池在常温、高温、低温循环性能、倍率性能、耐浮充性能等方面均表现优异,并通过了过充电、过放电、短路、针刺、挤压安全性能测试,显示了良好的安全性能。     

考虑电池利用率的燃料电池控制策略

电池利用率作为燃料电池系统控制器设计中的关键因素,它的取值决定了燃料电池是否能够安全、高效地运行。在充分考虑合理的电池利用率取值区间以及固体氧化物燃料电池(Solid Ox-ide Fuel Cell,SOFC)发电系统的动态模型之后,提出了针对燃料处理单元与直流变换器的控制策略,使得即使负载发生突变,也能保证电池利用率在限定的范围内,并表现出良好的负荷跟踪特性。基于SOFC并网的前级直流系统仿真,验证了文中控制方法的正确性与有效性。     

基于GaAs半导体太阳电池技术发展概况

介绍了基于GaAs的Ⅲ-V族化合物半导体太阳电池光电转换效率高、抗辐照性能好、高温性能好的优点,简述了其技术发展的历史和现状,并对它的技术发展前景进行了展望.     

60 kW燃料电池发动机集成及20次工况循环实验

介绍了大连化物所研制的一台用于城市客车的60kW燃料电池发动机。该发动机采用变压操作、功率自适应控制模式;具有较高的过载能力,最大输出功率为80kW。为了考察发动机的稳定性,根据燃料电池发动机测试规范进行了20次工况循环台架试验。通过在给定几个输出功率下的电压值比较可见,该发动机性能输出稳定,在额定输出功率下,电压标准偏差为2.17V。     

脉冲电磁场对雄性小白鼠生物效应的研究

本文分析了生物体所处电磁环境的类型以及外电磁场对生物体的作用方式，并以雄性小白鼠为研究对象.采用血细胞计数及细胞电泳实验的方法研究了脉冲电场及脉冲磁场对其影响。在生物电介质介电模型的基础上，探讨了脉冲电磁场对生物体及其细胞作用的机理。