锌溴电池电解液及电极材料研究进展

锌溴电池因其低成本、长寿命的特点而适用于分布式储能及户用储能领域。本文对锌溴电池的电池结构、电解液和电极材料等方面的研究内容进行了较全面的综述。重点分析了不同电池结构的优劣,详细比较了不同电解液添加剂以及不同电极材料在改善电解液电导率、抑制锌枝晶生成、减少自放电和电池充放电性能方面的差异。通过对锌溴电池的循环稳定性以及充放电效率的对比,探讨了不同电解液添加剂及电极材料在锌溴电池中规模化应用的可行性。采用静态无膜锌溴电池是克服传统锌溴液流电池体积庞大、成本高的有效手段,但现有技术仍无法完全避免其自放电过程和锌枝晶的形成,因此优化设计合理的电池结构和开发性能优异的电解液添加剂是未来静态无膜锌溴电池的主要研究方向。     

碳酸亚乙烯酯对聚合物锂离子电池的影响

研究了碳酸亚乙烯酯(VC)作为添加剂对聚合物锂离子电池性能的影响.发现聚合物锂离子电池有机电解液中加VC以后,降低了电池的内阻,提高了循环性能与高低温放电性能.循环伏安的测试结果表明,VC加入以后,电位在-1.5~-2.0 V出现了一个可逆峰,使得电池的初期不可逆容量降低.交流阻抗测试结果证明,VC的加入降低了碳电极界面电阻、电荷传递反应电阻以及溶液扩散电阻,使锂离子的迁移变得容易;同时提高了SEI膜的致密性,从而改善了电池的性能.     

电解液对锂硫电池性能的影响

锂硫电池充放电时产生的多硫化锂易溶于电解液,导致活性物质减少,电池的循环性能变差,容量衰减.本文通过使用不同成分的电解液,探索其对锂硫电池充放电性能的影响.并采用XRD对正极材料进行表征,在真空手套箱里面组装成电池,利用高精度电池性能分析测试仪对使用不同电解液组装的电池进行首次放电和循环性能分析.结果表明,C/S复合材料呈现出非晶态的结构.采用1mol/L的LiPF6的DME/DOL(体积1∶1)电解液组装的电池首次放电比容量达到了1 200 mAh/g,其充放电效率稳定在70％左右.     

钒液流电池电解液研究综述

钒液流电池(简称钒电池)因其优良的性能特点比较适合用于大规模储能系统。电解液是钒电池的关键部件之一,其性能的好坏对钒电池的发展至关重要。文章对钒电池电解液的组成、制备方法、添加剂对电解液稳定性的影响、失效电解液回收利用等方面的研究进行了综述;指出在钒电池应用及研究中,应重点考虑钒电池失效电解液中钒资源的回收再利用问题以及工业化应用中电解液的稳定性及系统成本问题。     

锂离子电池电解液添加剂联用技术

阐述在锂离子电池电解液中将氟代碳酸乙烯酯（FEC）和四氟硼酸锂（LiBF4）两种添加剂联合使用,通过电解液的物理指标测试、电池在高温条件下的充放电及循环性能的测试,重点研究了组合添加剂与锂离子电池性能的关系,以及对SEI膜形成与稳定的影响.结果表明,使用复合添加剂有明显的优势,同时将FEC和LiBF4作为锂离子电池电解液的添加剂,可利用添加剂间的协同作用来改善锂离子电池的高温性能.     

全钒氧化还原液流电池电解液的研究

研究在40℃温度下,添加剂对全钒氧化还原液流电池电解液稳定性的影响.通过采用硫酸亚铁铵溶液对钒电池电解液进行电位滴定,定量分析钒电池电解液中不同价态钒离子的浓度;利用循环伏安曲线扫描,分析添加剂的引入对电解液电化学性能的影响.结果表明:温度40℃时,添加剂对五价钒溶液稳定性的影响次序为:尿素硫酸钾CTAB草酸铵草酸钠;添加剂对钒溶液氧化活性的影响为:草酸钠尿素硫酸钾CTAB草酸铵;对还原活性的影响为:草酸铵草酸钠硫酸钾CTAB尿素;对氧化还原反应可逆性的影响为:尿素草酸钠硫酸钾CTAB草酸铵.     

锂硫电池电解液添加剂的研究进展

锂硫（Li⁃S）电池是一种高性能储能电池,在便携式电子设备、电动汽车等行业广泛应用,被认为是最具发展前景的电池之一。在不增加电池成本的情况下,通过开发不同电解液添加剂的方法,提高锂硫电池的电化学性能。介绍了锂硫电池电解液添加剂的研究进展,以添加剂的不同官能团作为出发点阐述了不同添加剂的作用原理和优缺点。最后对锂硫电池电解液的发展方向进行展望。     

基于可视化分析辅助探究钠离子电池硬碳负极研究进展

钠离子电池因成本低、安全性高等优势，已经成为当前储能领域的研究热点。为了明确钠离子电池硬碳负极的发展历程，解决钠离子电池初始库伦效率低、稳定性差以及高倍率性能差等问题，探索了硬碳中钠离子储存机制；运用CiteSpace可视化分析了钠离子电池的发展沿程，从材料设计、结构调控、功能设计及界面优化3个方面综述了硬碳负极的性能优化策略研究进展，并对现存硬碳储钠机制进行了总结与探讨。最后，对钠离子电池硬碳负极的发展方向进行了展望。     

钠离子电池正极材料研究进展

面对化石燃料日益枯竭、锂资源短缺等问题,钠离子电池以资源丰富、理论成本低、快充性能好、低温性能优异等优势被认为是发展新能源、大规模储能和低速电动交通工具中具有较大潜力的二次电池。钠离子电池正极材料是影响电池能量密度、循环性能、倍率性能等参数的重要因素之一,钠离子电池正极材料包括过渡金属氧化物、聚阴离子类化合物、普鲁士蓝类化合物和有机类化合物。总结并介绍了钠离子正极材料,概括了钠离子电池的优劣势,分析了各类正极材料的自身特性和研究方向,对钠离子电池正极材料的发展方向进行了展望。     

电解液组成对PbO2／PbSO4电极电化学行为的影响

用循环伏安法研究了电解液组成对ＰｂＯ２／ＰｂＳＯ４电极电化学行为的影响，并用实际电池加以对照．在电解液中加入Ｎａ２ＳＯ４、ＣｄＳＯ４、ＣｏＳＯ４和ＬＤ均可提高其放电容量，ＣｏＳＯ４可显著延长电池使用寿命．     

电解液配方对镍氢电池自放电性能的影响

研究了不同电解液配方对镍氢电池前期、末期自放电性能的影响以及不同温度下不同电解液配方制作成的电池的容量保持率.实验结果表明,随着NaOH密度的增大,镍氢电池容量保持率有增加趋势,且前期容量保持率比后期高.在低温条件下,电解液中NaOH密度的增大对容量保持率不利,即自放电较大;高温条件下,电解液中NaOH密度的增大对容量保持率有利,即自放电较小.     

V_2O_5干凝胶薄膜电极的储钠性能

以V_2O_5溶胶为电解液,采用电沉积法在不锈钢基体上制备了V_2O_5薄膜。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射(XRD)分析了薄膜的表面形貌和晶体结构;用循环伏安(CV)、电化学交流阻抗(EIS)和充放电测试研究了该薄膜作为钠离子电池正极材料的储钠性能。结果表明,该薄膜是具有片状纳米结构的V_2O_5干凝胶薄膜;作为钠离子电池正极,该薄膜表现出很好的储钠活性、优异的循环稳定性和高Na+扩散能力,是一种非常有应用前景的钠离子电池正极材料。     

电解液沉淀池设计及其参数化实现

针对大口径膛线电解加工过程中最易形成瓶颈的电解液过滤问题,文中分析了氢氧化铁的生成速度、沉淀速度、产物成分及性质,提出一种完整的沉淀池设计方法.为了增加电解液滤过路径的长度,探讨了使澄清液通过出水堰进入清液池的复式电解液池结构.根据设计流量,计算沉淀池的表面水力负荷.按加工电流及污泥层高度选择有效水深和污泥斗高度,计算沉淀池容积并设计其他各部分尺寸,校核电流容量、中心管流速及堰负荷,结果满足设计要求.采用LabVIEW对加工过程污泥层高度进行模拟显示,实现了电解液池的参数化设计.     

电解液对超级电容器Mn_3O_4电极材料性能的影响

以应用于超级电容电极的锰氧化物材料为主要研究对象,用溶剂热法制备四氧化三锰(Mn3O4)电极材料,以X线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料性能进行了表征,采用循环伏安法、恒电流充放电法和电化学阻抗法对材料电性能进行了测试,分别以1 mol/L硫酸钠(Na2SO4)和6 mol/L氢氧化钾(KOH)为电解液研究了不同电解液对Mn3O4电极材料性能的影响.结果表明,当电流密度为0.5 A/g时,Mn3O4在KOH电解液中的比电容为48 F/g,相比在Na2SO4电解液中所得的比电容22 F/g要大.     

单壁碳纳米管内封装1,4-萘醌作为锂/钠离子电池正极的性能分析

1,4-萘醌因具有价格低廉、环境友好和高能量密度等优点,可作为电池的电极材料。然而,由于1,4-萘醌导电性较差、易溶解于电解液中等问题,限制了其作为锂/钠离子电池电极的应用。以单壁碳纳米管为容器,将1,4-萘醌封装在单壁碳纳米管内部后进行了电化学性能测试。拉曼光谱试验结果表明：与单壁碳纳米管之间的“π-π”键相互作用可以有效阻止1,4-萘醌的溶解,而且提高了1,4-萘醌对锂/钠离子的存储性能。     

四甲基氯化铵添加剂增强金属锌负极性能

水系锌离子电池以其高度安全性和低成本等优势具备替代传统铅酸电池的巨大潜力。但是,由于金属锌负极在循环过程中出现表面腐蚀和枝晶生长等不良现象,大大限制其实际应用。因此,提出四甲基氯化铵(tetramethylammonium chloride, TMAC)作为水系锌离子电池的添加剂, TMAC能够提供空间位阻和静电屏蔽的作用,保护了金属锌负极表面,阻碍了腐蚀的产生,抑制了金属锌的枝晶生长。金属锌负极在有TMAC添加剂的电解液中,不出现腐蚀,而没有TMAC添加剂的电解液中,出现了大量的碱式硫酸锌ZSOH腐蚀产物;在对称电池(Zn||Zn)中进行锌的沉积/剥离测试,电解液添加TMAC,超过200 h不发生短路,而没有添加的电解液120 h就出现了短路现象;在全电池(V₂O₅||Zn)测试中,添加有TMAC电池的比容量超过了没有添加的电池,并且循环寿命也优于没有TMAC的电池。因此,添加TMAC是一种简单有效的改善锌负极电化学性能的方式,从而提高水系锌离子电池的稳定性。     

有机电解液型锂空气电池空气电极研究进展

有机电解液体系的锂空气电池因其超高能量密度受到广泛关注.为寻求高性能、安全实用的锂空气电池,国内外就正极材料、催化剂、电解液和锂负极等开展了大量研究,其中空气电极的优化、电解液的稳定性是锂空气电池高性能发挥的关键.介绍了近年有机电解液锂空气电池空气电极上的反应机理、空气电极影响因素、正极材料和催化剂等最新研究进展,分析了各类多孔材料和催化剂的优缺点,及其对电池电化学性能的影响,结合本课题组研究成果,指出了锂空气电池空气电极的发展方向,即结合新型复合氧化物催化剂,构筑独特的多孔电极结构,以实现高容量、长寿命的锂空气电池.     

电解液添加纳米氧化铝对锂离子电池性能影响

将纳米氧化铝粉体加入到锂离子电池电解液中,通过充放电测试、充放电循环测试以及交流阻抗分析,研究纳米氧化铝的添加量对锂离子电池电化学性能的影响.结果表明,在电解液中添加一定量的纳米氧化铝粉体可以有效提高电解液的电导率,减小电荷传递电阻,提高锂离子电池的电化学性能.当纳米氧化铝添加量为1.0％(质量分数)时,锂离子电池充放...     

Ｖ２Ｏ５ 干凝胶薄膜电极的储钠性能

以Ｖ_２Ｏ_５溶胶为电解液,采用电沉积法在不锈钢基体上制备了Ｖ_２Ｏ_５薄膜。采用场发射扫描电子显微镜（ＦＥＳＥＭ）和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析了薄膜的表面形貌和晶体结构;用循环伏安（ＣＶ）、电化学交流阻抗（ＥＩＳ）和充放电测试研究了该薄膜作为钠离子电池正极材料的储钠性能。结果表明,该薄膜是具有片状纳米结构的Ｖ_２Ｏ_５干凝胶薄膜;作为钠离子电池正极,该薄膜表现出很好的储钠活性、优异的循环稳定性和高Ｎａ^＋扩散能力,是一种非常有应用前景的钠离子电池正极材料。     

科技动态

<正>美研究人员研发增强型SEI 可提高锂金属电池能量密度/性能/安全性美国宾夕法尼亚州立大学利用一种新研发的固态电解质界面膜(SEI),使可充电锂金属电池具有更高的能量密度、更佳的性能及更好的安全性。该增强型SEI是一个反应性聚合物复合材料,由聚合物锂盐、氟化锂纳米颗粒及氧化石墨烯片组成,新型电池组件的结构就包含一层薄薄的此类材料。其中聚合物能够与锂金属表面形成爪状键合,以无源方