碱性电解液中的还原剂对MH-Ni电池性能的影响

系统研究了碱性电解液中的还原剂对ＭＨ－Ｎｉ电池电化学性能的影响。实验使用典型ＡＢ５型合金ＭｍＮｉ３．５５－Ｃｏ０．７５Ｍｎ０．４Ａｌ０．３泡沫镍负极及Ｎｉ（ＯＨ）２泡沫镍正极,制成ＡＡ型电池,并注入２．６ｇ６．８ｍｏｌ／ＬＫＯＨ＋０．５ｍｏｌ／ＬＬｉＯＨ＋０．００５ｍｏｌ／ＬＫＢＨ４溶液,封口静置。参照电池的电解液则为２．６ｇ６．８ｍｏｌ／ＬＫＯＨ＋０．５ｍｏｌ／ＬＬｉＯＨ。在电池化成后,参照电池没有喷爬碱,而实验电池却高达３０％。在２５０个充放电循环以后可较明显看出实验电池的寿命差于参照电池。在充放电循环过程中,实验电池的放电平台逐渐低于参照电池的放电平台。实验电池的内压略高于参照电池的内压。实验电池注同量碱液的时间比参照电池延长大约５倍,并造成封口模具腐蚀加重。本研究结果表明部分厂家在碱液中添加微量还原剂的方法对电池综合性能及其规模生产都是不利的。     

大隧道结构锂锰氧化物电极材料研究

锂锰氧化物材料是一类重要的锂离子电池电极材料。文中报道一种新型大隧道结构镁锰复合氧化物〔结构类型：钡镁锰矿（ｔｏｄｏｒｏｋｉｔｅ）型〕的合成方法及其电化学性能表征。Ｘ－光衍射（ＸＲＤ）谱证实了合成物具有所预想的（３×３）隧道结构。在慢速循环伏安图中可发现该类电极材料分别在３．３５Ｖ及２．４５Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ）出现一对锂离子的脱出－嵌入峰。充放电实验结果表明：该类大隧道结构复合氧化物可作为一种３Ｖ锂离子电池的电极材料，当充放电电流密度为０．１ｍＡ／ｃｍ２时，材料的初次容量可达１５８ｍＡｇ／ｈ，经过４次充放电循环后其容量仍可保持在约１３０ｍＡｈ／ｇ。     

提高混合稀土贮氢合金活化性能研究

为提高混合稀土镍基贮氢合金的活化性能,研究了贮氢合金Ｍｍ（ＮｉＣｏＭｎＡｌ）５－ｘＭｘ（Ｍ为添加的第五元素）。充放电试验结果表明,该贮氢合金的比容量约为２８５ｍＡｈ／ｇ,初期活化性能优于普通ＡＢ５型贮氢合金（经７次～８次循环可达容量最大值）。线性极化法测得的交换电流密度Ｊ０大于普通ＡＢ５型贮氢合金,这是其活化性能较好的原因之一。微电极循环伏安法测得的循环寿命亦明显优于普通ＡＢ５型贮氢合金。少量第五元素Ｍ的加入,可以有效提高贮氢合金的活化性能和循环寿命,具有良好的工业应用前景。     

锌单晶体(002)和(100)晶面的电化学行为

用塔菲尔曲线外推法、循环伏安法以及充放电法分别研究了锌多晶体电极、锌单晶体(002)晶面电极和(100)晶面电极在6.0 mol/L的KOH溶液中的电化学行为.结果表明:在6.0 mol/L的KOH溶液中,锌多晶体电极、锌单晶体(002)晶面电极和(100)晶面电极的腐蚀速度依次减小;锌单晶体电极可逆性更优;充放电循环过程中,在锌多晶体电极表面比锌单晶体电极表面更易生长枝晶.     

MH-Ni 电池的循环寿命研究

采用正交试验方法研究了ＭＨ－Ｎｉ电极的配方、导电剂、添加剂、制片压力、粘结剂等夺种工艺因素对电池循环寿命的影响,并探讨了负极配方、充放电制度、电极极化及镍电极等影响电池循环寿命的原因。研究结果表明,当采用１０．０‰的导电剂、５．０‰的添加剂、ＣＭＣ∶ＰＶＡ＝１．５∶１及５ＭＰａ的制片压力等工艺条件时,制备出的ＭＨ－Ｎｉ电池具有最好的循环寿命,经１Ｃ大电流充放电１２０次后电池的容量仅损失２．５‰。大电流充放电条件下电极极化、镍电极的过早失效以及电解液的大量损耗是导致ＭＨ－Ｎｉ电池循环寿命下降的主要原因。     

掺铋二氧化锰纳米粉体的循环伏安行为

通过对掺铋二氧化锰纳米粉体的循环伏安行为的研究,讨论了掺杂Ｂｉ－ＭｎＯ２纳米电极的充放电机理。Ｂｉ（Ⅲ）的掺入完全改变了ＭｎＯ２电极的放电机理,但掺杂Ｂｉ－ＭｎＯ２纳米电极与常粒Ｂｉ－ＭｎＯ２电极的放电机理是类似的。在充放电的过程中,均形成一系列不同价态的Ｂｉ－Ｍｎ复合物,通过这些复合物的共还原和共氧化,有效地抑制电化学惰性物质Ｍｎ３Ｏ４的生成,从而极大地改善了电极的可充性能。ＭｎＯ２氧化度高的电极,其活性也大,但在充放电过程中形成Ｂｉ－Ｍｎ复合物之后,差别逐渐缩小,复合物的氧化还原过程与初始氧化态关系不大     

锌酸钙形貌对锌负极大倍率充放电的影响

为提高锌负极大倍率充放电的性能,先以直接反应法和球磨法合成了四边形、六边形和不规则三种形态的锌酸钙,并用X射线衍射光谱法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)对其进行了表征,然后以恒电流充放电法考察了三者作为负极添加剂时对锌镍电池大倍率充放电性能的影响.实验结果表明,锌酸钙的晶体形貌在低倍率充放电时对锌负极性能影响差别较小,但随着充放电倍率的加大,这种差异也迅速放大.其中添加不规则形态锌酸钙的锌负极性能最差;而添加六边形和四边形锌酸钙的锌负极性能较好,其中又以六边形锌酸钙最佳,其电极反应速度快,放电平台高和循环寿命长.     

修改日期:2001-02-20

研制出一种高效复配缓蚀剂 ,它是由一种阴离子缓蚀剂和一种非离子缓蚀剂复配而成。通过析氢实验、短路实验、恒电流充放电实验及交流阻抗、电镜扫描等测试方法 ,研究了此种缓蚀剂的缓蚀效果及对锌电极性能的影响 ,并对其作用机理进行简单探讨。实验结果表明 ,在锌合金粉中添加此种缓蚀剂 ,大大地降低了析氢量 ,抑制了锌枝晶的生长 ,对电极放电性能影响不大 ,且主要是通过吸附在锌电极表面发挥作用     

蒙脱石对介孔炭复合硫正极性能的影响

为了减少电解液中的活性多硫离子扩散,抑制“飞梭效应”,在介孔炭(MC)复合硫(MC/S)正极中添加蒙脱石,并进行充放电测试、循环伏安和交流阻抗谱分析.添加蒙脱石的电极第2次循环的放电容量保持率大于未添加蒙脱石的电极,加入蒙脱石有利于活性物质在介孔炭电极表面的均匀分布,但会增加电极阻抗.蒙脱石添加量为10％的电极性能较好...     

金属氢化物电极极化特性

金属氢化物（ＭＨ）电极充电后期的析氢极化电位越小表明电极具有较好的活化性能和电催化活性。本文研究了在碱性溶液中贮氢合金的表面处理对ＭＨ电极活化性能和充电极化特性的影响。通过对ＭＨ电极Ｔａｆｅｌ极化曲线的分析,表明水在电极表面的放电过程是ＭＨ电极析氢反应的速度控制步骤。由于表面处理过程中元素Ｍｎ和Ａｌ的优先溶解,合金表面形成一层具有较高的电催化活性的富镍层,表面处理改善了ＭＨ电极的极化特征,减低了电极析氢反应的表观活化能,活化能由原来的３４．２ｋＪ／ｍｏｌ～３３．１ｋＪ／ｍｏｌ（未处理贮氢合金）分别降低到２９．６ｋＪ／ｍｏｌ～２５．９ｋＪ／ｍｏｌ（碱处理贮氢合金）和２５．８ｋＪ／ｍｏｌ～２１．３ｋＪ／ｍｏｌ（含还原剂碱处理贮氢合金）。     

可充无汞碱性锌锰电池电极制备及性能

在无汞锌合金粉中添加无机或有机缓蚀剂制备锌电极,用析氢试验、恒电流放电法、循环伏安法测定缓蚀剂对锌电极性能及抑制锌枝晶生长的影响。在电解MnO2中掺入LiOH和Bi2O3,加入导电剂、粘结剂调浆,涂在发泡镍网上,烘干,压制成MnO2电极,用循环伏安法测定MnO2电极的性能。试验表明,在锌合金粉中添加In2O和PbO可以降低析氢量,加入Bi2O3可以改善电极放电性能;在电解液中加入聚乙烯醇,可以抑制锌枝晶生长,延长锌电极寿命;在EMD中掺入Bi2O3和LiOH,可以提高MnO2电极的可充电性能     

锂离子嵌入塑料化碳电极的交流阻抗研究

研究了塑料化碳电极交流阻抗谱的基本形状,交流阻抗谱随循环伏安次数的变化,交流阻抗谱随电位的变化。描述了塑料化碳电极的等效电路,并利用等效电路拟合了不同电位下的交流阻抗谱。实验结果表明,塑料化碳电极的SEI膜主要在首次循环伏安过程中形成,但在其后的循环伏安过程中仍有增长。经过4次循环伏安后的充电过程中,随着电位的降低,SEI膜仍有增长,接触电阻下降,电荷传递反应阻抗降低,并在60mV以下观察到SEI膜阻抗的快速增长。     

电解液纯化对锂离子电池负极电化学性能影响

运用电化学阻抗谱(EIS)、恒流充放电和循环伏安测试,研究了1 mol/L LiPF_6/(EC+DEC+DMC)(体积比1∶1∶1)电解液中4A分子筛除水处理对石墨电极电化学性能的影响。研究表明:石墨电极在经4A分子筛处理后的电解液中能形成性能优异的固体电解质相界面(SEI)膜,降低了SEI膜的阻抗,改善了石墨电极的循环性能,得到了更优异的电化学性能。     

锌电极电化学行为研究(Ⅴ)——有机缓蚀剂对碱液中无汞锌膏电极充放电的影响

利用电化学阻抗技术及循环伏安法,对碱性电液中无汞锌膏电极的电化学行为进行了研究,并讨论了一些有机缓蚀剂对静置、充电和放电状态下的无汞锌膏电极的阻抗行为及循环伏安行为的影响及缓蚀机理。     

对甲苯磺酸对钒电池负极液的影响

钒电池负极液的电极过程可逆性较差,导致放电过程在很大程度上受电化学步骤控制。借助循环伏安测试手段,考察了对甲苯磺酸的添加量、电解液的浓度和扫描速度等对负极液氧化还原峰电流和电势差的影响,得出添加质量分数0.15%对甲苯磺酸的负极液能提高电极过程的可逆性,提高电池能量效率。交流阻抗分析表明对甲苯磺酸对V3+/V2+电对有催化作用。同时,对甲苯磺酸的加入显著降低了负极液的粘度和电导率。     

AC/AgO新型复合电化学电容器研究

以活性碳(AC)为负极材料,氧化银(AgO)为正极材料,1.4g/mL的KOH水溶液为电解液,水化纤维素膜为隔膜制备了AC/AgO新型复合电化学电容器。通过交流阻抗、循环伏安、充放电循环等测试考核了其性能。实验表明,AC/AgO新型复合电化学电容器等效串联内阻较低,有效工作电压可达到1.5V以上,具有良好的大电流放电性能和良好的充放电循环性能,以及较好的荷电保持能力。AgO电极在5A/g的电流密度下单电极比电容量达145.2F/g。电容器经过5700次充放电循环后,容量衰减小于10%。     

添加剂Na2CO3对石墨电极性能的影响

在电解液1 mol/L LiPF6/EC+DMC中加入碳酸钠(Na2CO3),通过SEM、循环伏安和电化学阻抗谱分析,研究了Na2CO3对石墨电极的影响。添加饱和Na2CO3,可促进在石墨电极表面形成更稳定的固体电解质相界面(SEI)膜,抑制循环过程中电解液的进一步还原分解,增进Li+嵌脱过程的可逆性,改善石墨电极的电化学性能。     

铬元素掺杂对Li4Ti5O（12）电化学性能的影响

介绍了采用高温固相法合成掺铬Li4Ti5O12作为锂离子电池负极材料,并对材料进行了X射线衍射分析、SEM、电化学阻抗测试、循环伏安测试及恒电流充放电测试。铬的掺杂并未改变材料的晶体结构,但降低了材料的规整度。实验结果表明：铬的掺杂在一定程度上改善了锂钛氧化合物的电化学性能,降低了电极极化,在电极表面未形成钝化膜。其中以掺杂比为Cr∶Ti=1∶10（原子比）的材料性能最好,首次放电比容量可达到175mAh/g,经过50次循环后,放电容量仍保持在166.5mAh/g。     

三维多孔结构磷酸铁锂电极的制备及性能

以泡沫镍为集流体,制备三维多孔结构的磷酸铁锂(LiFePO4)电极,以改善LiFePO4的高倍率性能.与传统采用铝箔集流体的LiFePO4电极相比,三维多孔结构LiFePO4电极的高倍率充放电性能更好,以5.0C的电流在2.5～ 3.8 V放电,比容量达101.7 mAh/g.循环伏安和交流阻抗测试的结果表明:三维结构...     

PAN基凝胶聚合物电解质MnO2电容器

采用沉淀法制备了MnO2超级电容器电极材料,以MnO2为正极材料,活性炭(AC)为负极材料,丙烯腈作聚合物单体,碳酸二甲酯(DMC)与碳酸乙烯酯(EC)的混合液作增塑剂,高氯酸锂支持电解质,采用内聚合法制备聚丙烯腈(PAN)基凝胶聚合物电解质MnO2/AC混合电容器.通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等测试方法对混合电容器的电化学性能进行了测试.结果表明,随着丙烯腈含量的降低,凝胶聚合物电解质的电导率增大,电容器的比容量也随之增大,当丙烯腈的含量为10%时,室温电导率可达8.92 mS/cm,比容量为37.18 F/g.