日本改良卷绕型铅蓄电池极耳

日本新神户电机株式会社开发研制了极耳顶端与汇流排间焊接良好的圆柱型铅蓄电池。该电池结构是在极耳引出的正负极板间放置隔板,制成卷绕的极群,并在相同极性的极耳顶端设计焊接正负极汇流排。     

铅酸电池负极添加剂的研究进展

近年来,环境污染与化石能源日益匮乏,使得储能设备不断发展更新。电池作为新型储能设备在能源供给方面占有一定的优势。目前二次电池市场中使用最广泛的主要还是锂离子电池及铅酸电池。锂电池具有能量密度高、体积小等优点,有超越铅酸电池的趋势,但因低温容量衰减严重、高温易爆炸等缺点导致其使用受到一定的限制。而铅酸电池具有使用温度范围较宽、安全可靠以及售价低廉等优势,在工业使用方面更具有普遍性。铅酸电池在使用过程中也存在失效问题。目前铅酸电池失效模式主要起源于正负极早期容量损失、板栅腐蚀以及负极硫酸盐化等。作为混合动力汽车常用的动力来源,铅酸电池需在高倍率放电部分荷电状态(HRPSoC)下运行,此时,决定电池寿命的主要因素是负极是否失效。负极失效使得电池性能急剧下降、寿命缩短,而铅酸电池负极添加剂能够在不同程度上解决负极失效问题。本文对铅酸电池常用的负极添加剂的研究发展概况和存在的问题进行了阐述,并对其进行了展望。铅酸电池负极添加剂主要包括碳材料、导电聚合物、无机或金属氧化物等,可以提高电池负极活性物质(NAM)的利用率,改善大电流放电、低温充放电、快速充电等性能。同时碳、聚苯胺、无机或金属氧化物等材料的加入能够分担铅酸电池负极的部分充电电流,减缓大电流对负极的冲击、抑制负极铅硫酸盐化、提高电池高倍率放电部分荷电状态循环寿命、降低负极放电深度、升高电池析氢电位、降低电池失水。     

LiFePO_4锂离子电池容量的衰减机制

为探讨LiFePO4锂离子电池容量衰减、电池循环性能失效的原因,对LiFePO4锂离子电池进行循环性能测试,通过拆解电池,采用X射线衍射、扫描电子显微镜结构测试手段,对多次充、放电循环前后锂离子电池LiFePO4正极材料和石墨负极材料的物理性能进行表征。结果表明,石墨负极在200次循环后,衍射峰的位置略微右移,晶体粒径结构几乎没变化,但是LiFePO4正极材料的晶体结构却发生不可逆变化,晶粒从3.73 nm减小到2.75 nm;在0.25 C倍率下循环200次,容量衰减11.6%;随着循环次数的增加,LiFePO4正极材料微观结构和晶粒度细化造成Li+传输阻力增大,是造成LiFePO4锂离子电池容量衰减的主要原因。     

轻轨用T型汇流排焊接方法的选择

本文通过对重庆轻轨用T型铝合金汇流排的焊接性分析,并根据焊接施工的具体情况,提出了选用熔化极氩弧焊进行焊接施工。     

J55油管腐蚀失效分析

借助于金相显微镜、扫描电子显微镜对J55油管腐蚀失效原因进行了分析。认为，油管失效是由于微电池腐蚀造成的，腐蚀先在钢管外表面能构成电池回路的珠光体晶粒中进行，然后逐渐扩展到周围的晶粒。     

镍氢( Ni /MH)电池 10C放电循环寿命衰减机理研究

对Ni／MH电池在1C充放电和1C充电10C放电条件下的循环寿命进行了考察,结果表明10C放电条件下电池循环寿命只有76次。对10C放电循环前后电池内阻、正负极电位、负极性能变化和贮氢合金腐蚀行为进行了研究。结果表明由于10C放电条件下电池的温度较高,导致合金腐蚀速度增加。而合金的腐蚀消耗电解液,使电池内阻增加,负极性能恶化,电池寿命发生衰减。     

316不锈钢护栏腐蚀失效分析

某临近海边小区的316不锈钢护栏安装完约两个月后即出现腐蚀失效。采用化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法对护栏腐蚀失效原因进行了分析。结果表明:护栏焊缝区与母材化学成分存在明显差异,使得两者之间存在较大的电极电位差,焊缝处存在一定的焊接残余应力。且安装位置临近海边,空气湿度大,该护栏在焊缝熔敷金属区域发生电化学腐蚀和应力腐蚀,在该两种腐蚀的综合作用下最终造成护栏腐蚀失效。     

焊接接头局部腐蚀的研究进展

因焊接接头局部腐蚀而造成的装置、设备和构件的失效事故屡见不鲜,造成了重大的经济损失甚至人身伤亡。然而迄今为止,对焊接接头局部腐蚀的行为、过程和机制的认识仍然比较有限。对国内外在焊接接头局部腐蚀的主要类型、研究方法、常见工程材料焊接接头的局部腐蚀行为以及腐蚀控制技术等方面的研究现状及主要进展做了详细介绍,最后对焊接接头局部腐蚀研究的发展方向进行了展望。     

柴油加氢装置高压换热器管束断裂原因与防护

对热高分气与混氢换热器断裂管束进行了失效原因分析。结果表明,氯化物应力腐蚀开裂是管束失效的主要原因,氢的存在及管板与管束在溶液环境组成的腐蚀电池加快了该腐蚀的速度。针对腐蚀原因采取了优化设计和制造、安装和操作等腐蚀防护措施,效果良好。     

Q345R钢焊接热影响区在碳酸钠和硫化氢混合介质中的应力腐蚀行为

以往对Q345R钢焊接热影响区在碳酸盐和硫化氢混合介质中的应力腐蚀开裂行为研究不多。针对石油化工行业的CO2-H2S-H2O典型腐蚀环境中Q345R钢应力腐蚀失效造成的重大事故,通过慢应变速率试验(SSRT)和楔形张开加载(WOL)预裂纹应力腐蚀试验研究了Q345R钢热影响区在Na2CO3和H2S混合环境中的应力腐蚀行为。结果表明:在Na2CO3+H2S复杂介质环境中,Q345R钢热影响部位应力腐蚀敏感性较低,其断口呈现韧性断裂形貌,WOL裂纹扩展速率较低,应力强度因子KI值基本不变,应力腐蚀倾向不明显。     

铝空气电池负极材料热处理的研究进展

以铝为负极的铝空气电池具有较高的理论电压和比能量,有很好的发展前景,一直是研究的热点,但铝阳极的腐蚀和极化相当严重,制约了铝空气电池的开发和应用。热处理能显著地影响铝阳极的电化学性能,适当的热处理有利于减小负极材料的腐蚀和极化,改善负极性能。综述了近年来铝空气电池负极材料口铝及铝合金热处理的研究进展。     

可充碱锰电池循环容量衰降探因

通过单电极放电曲线测试、X射线衍射分析、SEM分析等方法,研究了可充碱锰电池循环容量衰降的原因,并对可充碱锰电池容量衰降的立导因素及各因素之间的内在原因进行了分析.结果表明:可充碱锰电池的循环性能下降主要由负极造成;MnO2电极容量衰降的主要原因是水合锌黑锰石Zn2Mn4O8@H2O和KMnO2在正极中的形成和积累,以及正极的机械失效;Zn电极容量衰降的主要原因是锌粉颗粒聚集结块,以及负极区的电液干涸.     

镍氢动力电池回收与再生研究进展

镍氢动力电池在充放电过程中,由于正极膨胀变形、负极氧化粉化、电解液分解及隔膜严重脱水等原因,造成其容量迅速衰减而导致电池失效.在介绍镍氢动力电池及其相关材料失效机理的基础上,综述了国内外镍氢电池回收与再生处理的方法与概况,并对镍氢电池的低成本化及回收再生提出了研究方向.     

大庆油田某水处理系统管道内腐蚀穿孔原因分析

为了查明大庆油田某水处理系统管道内腐蚀穿孔失效的原因,通过水质分析、材质成分分析、开路电位测试、腐蚀形貌分析、腐蚀产物分析等方法对其进行了研究。结果表明:焊接高温破坏管道内防腐蚀层以及管内介质具有轻度腐蚀性,是内腐蚀失效的主要原因;弯头与焊缝、直管材质成分不同而引起的电偶腐蚀,加速了焊接接头附近焊缝和直管的腐蚀,引起穿孔。     

热输入对Q1100钢焊接接头低温韧性及耐蚀性能的影响

采用10 kJ/cm和15 kJ/cm两种焊接热输入对Q1100超高强钢进行熔化极气体保护焊,研究焊接接头的组织性能及局部腐蚀行为。结果表明：两种热输入焊接接头的焊缝组织主要为针状铁素体和少量的粒状贝氏体,粗晶区组织均为板条贝氏体,细晶区组织均为板条贝氏体和粒状贝氏体,临界相变区组织为多边形铁素体、马奥岛和碳化物的混合组织。两种热输入焊接接头中电荷转移电阻均为母材>热影响区>焊缝区,母材耐蚀性最好,热影响区次之,焊缝区耐蚀性最差。在腐蚀过程中,焊缝区作为阳极最先被腐蚀,当腐蚀一定时间后,腐蚀位置发生改变,阳极腐蚀区域转移到母材区,而焊缝区作为阴极得到保护。热输入为10 kJ/cm时,焊接接头具有更好的低温韧性和耐蚀性,其焊缝和热影响区-40℃冲击功分别为46.5 J和30.2 J。     

冷凝器中的镍白铜管泄漏分析

对镍白铜管的材质、显微组织及其腐蚀产物进行了分析，结果表明，由于管内壁粘附有一层碳膜，并与基体形成了微电池，在浓缩的长江水中，促进了腐蚀作用，导致冷凝器管早期泄漏。提出了改进措施后，避免了冷凝管的早期失效。     

化成工艺对磷酸铁锂锂离子电池性能的影响

采用磷酸铁锂—石墨作为正负极材料制备超大容量叠片式单体电池(200Ah),分析两种不同化成工艺对锂离子电池性能的影响。分析了不同化成工艺后对应的电池负极的表面情况、电池内阻大小以及单体电池放电容量和循环性能等。结果显示,适当降低充电电压,有利于负极表面SEI膜的形成,并且形成的负极极片表面光滑,制备的电池具有更好的化成性能和循环性能。     

高性能锂金属电池负极结构设计及界面强化研究进展

锂离子电池(LIBs)作为目前使用最广泛的二次电池,绝大多数以理论比容量较低的石墨(372 m Ah/g)为负极,已无法满足人们日益增长的对电池储能性能的要求。金属锂因其超高的理论比容量(3 860 m Ah/g)和最低的还原电势(-3.04 V,相比于氢标准电极)被看作是下一代高能量密度可充电锂电池最理想的负极材料。尤其是当金属锂与硫、氧组成锂-硫或锂-氧电池体系时,其理论能量密度远超锂离子电池,受到研究者的广泛关注。然而,库伦效率低和稳定性差一直是限制锂金属电池商业化应用的关键因素。当金属锂直接用作电池负极时,其易与电解液反应,在其表面形成一层脆弱的固态电解质中间相(SEI)膜。电池循环时,负极体积膨胀会破坏SEI膜,诱导锂枝晶和“死锂”形成,造成不可逆的容量损失。此外,锂枝晶生长至一定程度后会刺穿隔膜,导致电池内部短路甚至发生爆炸,引发严重的安全问题。为了解决上述问题,研究者们在锂金属负极失效机制、结构设计及界面强化等方面进行了许多探索。一些研究枝晶生长的理论模型如Chazalviel-Brissot模型、Yamaki模型和静电屏蔽模型等已受到广泛认可。在此基础上,研究者们尝试通...     

锂离子电池硅基负极黏合剂的研究进展

硅（Si）基负极因具有超高的理论比容量(4200 mAh/g),有望替代石墨电极(理论比容量372 mAh/g)成为新一代的高容量锂离子电池负极。但Si负极在电池循环过程中所引起的巨大体积膨胀,会导致Si颗粒的粉碎、电接触失效及其它副反应,最终导致电池容量的快速衰减以及循环稳定性变差。黏合剂是锂离子电池负极的重要组成部分之一,虽然含量很少,但在稳定电极循环中起着关键作用。文中主要对Si基负极电池黏合剂的溶剂类型及聚合结构（包括线型、交联以及共轭导电聚合物）进行了分类,并在黏合机理、优点、局限性以及性能等方面进行了阐述,最后对亟待深入研究的方向和发展前景进行了展望。     

电除尘器极线腐蚀失效原因分析

某电除尘器在使用过程中极线发生严重的氧化腐蚀,影响电除尘器的除尘效果。采用宏观检验、化学成分分析、腐蚀产物分析和金相检验方法,分析了电除尘器极线的腐蚀失效原因。结果表明:电除尘器极线在高温下发生了氧化;由于有氯元素的存在,覆盖在材料表面的氧化膜遭到破坏,加速了活性区的金属溶解,降低了腐蚀的阻滞作用,造成电除尘器极线表面的氧化腐蚀产物剥落,使极线的氧化腐蚀速率增大,最终导致电除尘器极线的减薄失效。