热电池正极材料NiCl2的制备及性能研究

采用高温升华工艺对NiCl2材料进行处理,表征测试结果表明,处理得到的NiCl2正极材料具有更好的结构.实验表明在850℃升华下得到的NiCl2升华粉作为热电池正极材料时,单体电池的放电性能最佳.由于NiCl2材料导电性能较差,针对这一特征,对金属和非金属导电剂的添加进行了研究,同时也进一步对混合导电剂的改性进行研究,发现添加复配比例m(石墨烯):m(镍粉)为3:7的混合导电剂的单体电池放电性能最优,初始放电电压为2.43 V,截止1.0 V的比容量为279.5 mAh/g.     

正极添加剂对NiCl2体系热电池性能的影响

研究了NiCl2粉体中不同的添加剂对该体系热电池性能的影响.通过扫描电子显微镜法(SEM)对NiCl2正极形貌进行观察,其主要由粒径为10μm左右的粉体组成.研究结果表明,在NiCl2粉体中添加质量分数20%的羰基Ni粉和质量分数为10%的LiF-LiCl-LiBr三元熔盐可以有效改善该正极材料的导电性能.与LiSi/FeS2体系电池的性能对比结果表明,NiCl2体系是高比容量、高比功率热电池的首选正极材料.其成功应用可开创高电压热电池正极材料的新时代.     

热电池氧化物正极材料研究进展

传统热电池采用过渡金属硫化物作为正极材料,随着电池小型化的要求,对正极的要求越来越严,国内积极开展了氧化物正极在热电池中的应用研究。综述了国内外学者对MnO_2基氧化物、VO基氧化物、铬酸盐等氧化物正极材料的研究进展,并对各项正极材料存在的问题进行分析,提出了相关优化设计方案。     

热电池正极材料

过渡族金属硫化物是一类很好的热电池正极材料。利用热重分析(TGA)方法研究了矿物FeS2粉末与人工合成的CoS2的热分解特征,研究表明,矿物FeS2粉末的热分解温度在540 ℃,人工合成的CoS2的热分解温度在640 ℃;扫描电镜(SEM)分析表明人工合成的CoS2为近球形多孔网络状结构,而天然矿石的FeS2粉末表面光滑平坦;电化学性能测试表明,CoS2比FeS2更适于研制工作时间长、脉冲电流大的热电池。通过在正极中引入适宜的添加剂,采用合适的添加剂配比和添加工艺,可以研制出适用于有大负载、快激活要求的热电池正极材料。     

以氯化镍作正极材料的热电池研究

以高温处理氯化镍作为热电池的正极材料制备热电池;用溶解理论解释了电池单体材料溢流现象,解决了电池的安全性问题;摸索了与之匹配的制备高比能量热电池所需电解质与负极材料,确定电解质为全锂电解质,负极为LiB合金;用浓差极化解释了氯化镍电池的电压起伏成因。所制备的氯化镍电池的单体电压比以二硫化钴为正极的电池单体电压高25%。与全锂电解质和LiB合金匹配制备的样品电池,比能量达到84Wh/kg。     

热电池正极材料钒氧碳的性能研究

对热电池正极材料钒氧碳(VOC)的合成方法及性能特点作了评述。实验在不同工艺条件下的热反应制得不同成分的VOC材料,运用X射线衍射光谱法(XRD)和扫描电镜技术对所得产物进行了物相分析及形貌分析,并对其作为热电池正极材料的放电性能作了检测研究。实验结果表明:反应物配比、煅烧时间和温度对生成的VOC物相及性能都有重要的影响。粉末颗粒径向粒径小,比表面积较大的层片状及细棒状材料满足Li+快速扩散,使电池能够在较大电流密度下以较高的电压放电。对VOC材料进行放电性能测试发现,VOC能够提供较高的电压和平稳的放电平台,同时该化合物的重现性较好,容易加工成型,是一种较为理想的正极材料。     

高温处理对热电池正极材料氯化镍性能的影响

研究了高温处理工艺对热电池正极材料氯化镍性能的影响;用扫描电子显微镜法(SEM)和X射线衍射光谱法(XRD)分析了处理前后材料结晶状态的差异。分析了处理前后材料的理化性能,结果表明,处理后晶体重新晶格排序,材料各项指标均有所改善。以高温处理粉作正极制备的热电池比以真空烘干粉作正极制备的热电池在放电平台电压、工作时间和电池内阻等方面性能更好。     

二硫化钴作高功率热电池正极材料的研究

目前使用的基于Li(M)/FeS2电化学体系的热电池由于电压平稳、容量较高等优点一直沿用至今,但由于FeS2本身的一些缺点如电导率低、热稳定性差等限制了其进一步应用,尤其是在高过载、开路搁置等条件下。各国围绕这个问题进行了许多实验,发现CoS2是比较理想的正极材料。由于CoS2本身电导率高、化学稳定性好、分解温度高等优点成为有希望代替FeS2的新型正极材料。采用CoS2材料制作的热电池内阻较FeS2降低40%左右,大电流放电,开路搁置等性能明显优于FeS2体系,容量与FeS2基本相当。     

高功率热电池NiCl2正极材料研究进展

正极材料对于热电池的性能有着决定性的影响,随着军事装备的发展,武器电源的重要性愈发提高,现有的热电池体系已经难以满足现代化列装武器装备对电池性能的要求.综述了NiCl2正极材料的研究现状和改性方案,展望了NiCl2作为高功率正极材料的发展趋势.     

高镍三元正极材料锂离子电池的热失控分析

研究使用3种高镍三元正极材料[Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2(NCM811)、Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2(NCM523)和 Li(Ni0.8Co0.15Al0.5)O2(NCA)]的锂离子电池在100％荷电状态(SOC)状态下的热失控特征参数.进行3组重复性实验,对比自产热起始温度θ1、热失...     

热电池硫化物正极材料放电机理研究进展

论述了热电池硫化物正极材料的放电机理研究进展.大部分的文献都是根据电池的电压平台与对应的放电容量推理出反应机理,并无物相检测结果或其他分析手段来佐证.有部分研究者利用XRD物相分析、SEM形貌分析、原位X射线吸收结构精修技术(in situ X-ray absorption fine structure.缩写为in situ XAFS)、穆斯堡尔谱等手段确定出了部分中间产物和反应机理,其结果和根据电池的电压平台与对应的放电容量推理出的反应机理吻合.由于原位反应检测分析技术的不断创新应用和发展,对于硫化物正极材料还未确定的放电机理分析带来了希望.     

热电池阴极材料的研究现状

日益发展的现代化武器对热电池的性能提出了更高的要求,热电池性能的提高很大程度上取决于阴极材料的发展.本文重点综述了几种主要的热电池阴极材料的研究现状,并展望了其未来的发展趋势.     

热电池硫化物正极材料制备研究进展

论述了热电池硫化物正极材料的制备方法研究进展.天然FeS2仍具有成本优势.合成FeS2具有高的电位平台和利用率,已开展了众多的合成研究.常用的合成方法有高温硫化法和水热合成法.比对研究了高温硫化法和常规水热合成法的优缺点.重点论述了晶种水热合成法.晶种水热合成法独特性在于步骤简化,易于控制,所需反应温度低和设备简单等.     

锂离子蓄电池纳米正极材料研究进展

纳米电极材料表现出许多优异的电化学性能:由于纳米电极材料比表面积大以及锂离子在纳米结构电极中扩散距离的显著缩短,可以减小电极的极化,提高电池的充放电容量;与普通微米级材料以适当比例混用时,可产生混配效应,提高电池的放电电压平台,改善电池的循环稳定性。介绍了锂离子蓄电池纳米正极材料LiCoO2、锂锰氧化物(LiMn2O4、LixMn2O4等,其中0.6≤x≤1.0)及其掺杂化合物的合成方法与特点,综述了这些纳米材料的电化学性能及其机理。     

锂离子电池复合/混合正极材料的研究进展

概述了锂离子电池正极材料LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4和LiFePO4的优缺点,并综述了复合/混合正极材料的研究现状.不同晶型结构正极材料间的优化配合与材料性能的进一步改进,成为需要解决的主要问题.     

锂离子电池正极材料的研究进展

介绍了中国科学院物理研究所固体离子学实验室最近对商品LiCoO2进行表面纳米包覆层处理后电化学性质得到显著改善以及LiMn2O4掺Cr后改善了高温性能的实验结果.同时评述了近年来国际上在锂离子电池正极材料研究中的最新成就,包括Mn基层状正极材料和磷酸盐正极材料.     

锂空气电池正极材料的研究进展

综述了目前国内外锂空气电池研究领域的进展,尤其是正极材料的研究进展;分析了目前研究的局限和问题的集中所在,如过电位、循环稳定性和安全性等;展望了锂空气电池的发展方向及应用趋势.