BCX电池的安全性能研究

对自制的Li/SOCl2电池和BCX电池(添加BrCl的Li/SOCl2电池)进行了过放电、充电、短路等安全性能的研究。以4.5 mA/cm2过放电,Li/SOCl2电池会发生爆炸,而BCX电池以9.0 mA/cm2过放电,没有发生爆炸;在短路实验中,全容量Li/SOCl2电池有50%发生爆炸,而全容量BCX电池仅发生壳体变形、泄漏,没有爆炸;以6.5 mA/cm2充电,全容量Li/SO-Cl2电池在充电约90 min后爆炸,全容量BCX电池没有泄漏和爆炸。     

AA型Li/FeS_2电池的制备及安全性能

制备了AA型Li/FeS2电池.在没有正温度系数(PTC)热敏电阻保护的情况下以1 000 mA电流对电池进行充电,电池的电压达到16.3 v,温度约为152℃.以45 mA电流对电池进行过放电,电压降至-5.5 V后趋于平稳,温度达到约85℃.Li/FeS2电池在充电或过放电的情况下具有较好的安全性能.     

锰掺杂钴酸锂LiMnxCo1-xO2的性能研究

采用XRD、循环伏安和恒电流充放电等方法研究了用Mn(NO3)2做锰源掺杂合成的锂离子电池正极材料LiMnxCo1-xO2的结构及其电化学行为.结果表明,以0.5 mA/cm2充放电,Li/LiMnxCo1-xO2电池充电容量有所下降;但放电工作电压平台均在3.6 V左右,放电容量随着x从0.05增至0.25,从98.88 mAh/g下降到55.70 mAh/g;与LiCoO2相比,放电容量分别减少了10.6%和49.6%.XRD结果显示,随着x的增加,充放电前后LiMnxCo1-xO2中均含有MnO2的特征峰,充电后相应的晶胞参数c和a分别略有增大和减小.然而,循环伏安结果显示与LiCoO2相比,LiMnxCo1-xO2并没有新的氧化还原峰产生,说明其中的MnO2并未参加充放电反应.     

电流密度和温度对VRB性能的影响

利用千瓦级全钒液流电池(VRB)模块,考察了电流密度和温度等因素对VRB输出性能的影响.在1.000～1.550 V的单体电池工作电压区间内,充电电流密度对容量的影响比放电电流密度大.随着温度从25℃降低至-5℃,VRB的极化从20 mV/20 mA·cm~2增加到40 mV/20 mA·cm~2;以80 mA/cm~2和40 mA/cm~2循环时,能量效率降低率分别约为0.32%/℃和0.06%/℃.     

复合MnO_2阴极材料的应用基础研究

在350～400℃的温度条件下,以电解MnO_2(EMD)和LiOH·H_2O为原材料合成了复合MnO_2阴极材料.该材料具有良好的循环性能.其中,在模拟电池中以58.33mAh/g的放电深度进行充放循环,寿命达300次.在AA型电池中,以62.5mAh/g的充放深度进行充放循环,寿命近100次.X射线衍射分析结呆表明,在放电过程中,复合MnO_2的晶体结构略有膨胀,其中,Li_2MnO_3在这一过程中的变化较为显著.     

软包装Li/S电池的性能研究

应用软包装技术,用S-C复合材料作为Li/S电池的正极材料,组装了软包装Li/S电池.性能测试结果表明:120 mA首次放电容量达1 700 mAh,比能量达300 Wh/kg;循环50次(100 mA)后的容量保持率约为60%.在0℃和-20℃下的放电容量(100 mA)分别达25℃下放电容量的90%和40%.电池在过充电和短路等滥用条件下,不燃烧、不爆炸.     

BCX电池的高低温放电性能

通过恒流放电实验研究了BCX电池(添加BrCl的Li/SOCl2电池)与Li/SOCl2电池的高温(70℃)和低温(-20℃和-40℃)放电性能.BCX电池的放电容量和放电电压高于Li/SOCl2电池的.在-20℃下,BCX电池的放电(9.0 mA/cm2)电压比Li/SOCl2电池(1.5 mol/L LiAlCl4/SOCl2)高约0.700 V,放电容量约是Li/SOCl2电池的2倍.     

LiCoO2掺杂Na合成Li1-xNaxCoO2的研究

采用XRD、XPS、IR、ICP-AES、循环伏安、恒电流充放电等方法对LiCoO2掺杂Na高温固相化学反应合成的Li1-xNaxCoO2材料的结构及电化学性能进行了系统研究。结果表明,当掺杂Na的量x>0.05后,Li/Li1-xNaxCoO2电池的充、放电容量较Li/LiCoO2的明显下降。随x从0.0增至0.3时,Li/Li1-xNaxCoO2电池以0.5mA/cm2充电容量由146.3mAh/g下降至130.0mAh/g,放电容量则由110.6mAh/g下降至80.0mAh/g,但工作电压平台均为3.6V。XRD结果显示,随x的增大,Li1-xNaxCoO2的六方晶胞参数a没有统计学上的差异,而晶胞参数c则逐渐减小。但当x>0.25后,其中有NaCoO2产生。相同x的Li1-xNaxCoO2充电后的六方晶胞参数c比未充电的有所增大,而晶胞参数a则略微缩小。但是当x>0.25后,出现3个NaCoO2的特征衍射峰。然而,以0.5mA/cm2充电至4.4V后,Li1-xNaxCoO2的六方晶胞参数c均增大,a略减小。XPS结果表明,随x增大,Li1s的电子结合能有增大趋势,但O1s和Na1s及Co2p3/2和Co2p1/2电子结合能变化很小。与LiCoO2相比,Li1-xNaxCoO2的循环伏安并没有新的氧化还原峰产生。     

锂离子电池材料BaFeO4的制备及性能

研究了锂离子电池负极材料BaFeO4的制备和电化学性能.Ba2+和FeO42-在水溶液中反应合成了BaFeO4,反应产物由X射线衍射分析可能是单相BaFeO4.在室温下测定了BaFeO4的放电容量.电池由BaFeO4电极和过量的锂电极组成,以10 mA/g BaFeO4的恒电流进行充电(Li+脱出)到4.5 V和放电(Li+嵌入)到0 V.在高电位范围(3 374～2 618 mV,vs.Li/Li+)工作的BaFeO4不适合于在锂离子电池中用作正极活性材料,其放电容量低达0.5 mAh/g,但是在低电位范围(290～0 mV,vs.Li/Li+)工作的BaFeO4适合于在锂离子电池中用作负极活性材料,放电容量高达294.0 mAh/g.     

自由基聚合物锂二次电池正极材料

PTMA[聚(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-甲基丙烯酸酯-1-氮氧自由基)]的循环伏安曲线(扫描速度:10 mV/s)表明PTMA具有良好的氧化还原反应可逆性和循环稳定性.PTMA的最大放电比容量为78.4 mAh/g[以0.3 mA(0.2 C)充放电],是它理论比容量(111 mAh/g)的70.6%,充放电曲线分别在3.65 V(vs.Li/Li )和3.56 V(vs.Li/Li )处有一个很平稳的平台,经过100次循环后电池的放电比容量相对于最大放电比容量只衰减了2%,以10C的充电速度6 min能充满电池容量的85.5%,表明锂/PTMA扣式电池具有优良的循环性能和快速充放电性能.     

AA 型 TAG-LiMn_2O_4 锂离子蓄电池

用Ｌｉ２ＣＯ３和ＥＭＤ高温合成得到的尖晶石（ＬｉＭｎ２Ｏ４）作阴极活性材料,与Ｌｉ配对做成试验电池,充电容量达１３０ｍＡｈ／ｇ,放电容量为１１０ｍＡｈ／ｇ,显示ＬｉＭｎ２Ｏ４有较好的充放电性能。对热解苯碳（ＰｙＣ）、处理的人造石墨（ＴＡＧ）、天然石墨（ＮＧ）和玻璃碳（ＧＣ）进行研究,发现ＴＡＧ有较好的充放电性能。用ＬｉＭｎ２Ｏ４做阴极活性材料,ＴＡＧ做阳极活性材料,组装成ＡＡ型锂离子蓄电池,初始放电容量为５４０ｍＡｈ,以０．２Ｃ（１００ｍＡ）恒流放电,６０ｍＡ恒流充电,电池循环寿命已达２００次。     

基于回跳电压的锰酸锂电池组SOC估算研究

分析了电池荷电状态SOC的定义,通过电池的Thevenin模型推导出电池离线瞬间产生的回跳电压与电池荷电状态SOC具有一定的正比关系。在考虑了锰酸锂电池组的放电率、放电深度等因素的情况下,对电池离线瞬间产生的回跳电压与电池荷电状态SOC的关系进行实验研究,建立回跳电压和电池荷电状态SOC的函数关系。误差分析结果表明,相对误差最大不超过5%。该方法具有实时测量、误差小和计算量小等特点。     

电压区间对LiFePO4/C电池循环性能衰减的影响

通过加速量热(ARC)、直流内阻(DCIR)测试及容量增量分析(ICA),研究IFR 32131型磷酸铁锂(LiFePO4)/C电池以1.00 C在2.00~3.65 V充放电时的热特性。电池在充电和放电末期,均出现温度快速上升的过程,且放电发热量较充电高出1 801.6 J;充放电的热功率拐点都出现在LiFePO4的准二元相变电压区间外,表明末期的快速温升为电池极化导致,且放电极化大于充电;放电DCIR比充电高。对比高区间(20%~100%)、中区间(10%~90%)和低区间(0~80%)等3种电压区间内电池80%放电深度(DOD)的循环性能,中区间电池的循环性能最好。     

纳米TiO2对EMD放电性能的影响

利用恒流放电、交流阻抗、循环伏安等方法研究了3种纳米TiO2对EMD放电活性的影响。结果表明：所选择的3种纳米材料均能提高EMD的性能,其中以纳米TiO2-A对EMD电化学性能改善效果最好。在掺杂量为3％时,EMD的实际比容量由63．7mAh／g提高到156．8mAh／g,活性物质利用率从20．7％提高到50．9％,提高了30．2％;所掺杂的纳米级TiO2没有参与电极反应,通过降低MnO2的反应电阻,来提高EMD的放电活性。     

锂-二氧化锰电池放电研究

对高倍率锂-二氧化锰一次电池进行0.5CsA恒流放电测试,考察了锂-二氧化锰一次电池放电过程中极片物质结构的变化.结果表明,放电过程中,电极活性物质二氧化锰逐渐消失,并伴随Mn2O3的生成,最终产物为LiMnO2以及Li1.42Mn3.46O7.27.     

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     

高可靠、长寿命高压氢镍电池技术

分析了空同用高压氢镍电池在耐用性、可靠性及使用寿命等方面的影响因素,提出了壁状催化灯芯技术、电堆热平衡技术、高耐用性Pt/C催化剂应用等有效的解决方法和可行的技术途径.结果表明,制备的电池(40Ah)1C充电200min后不会损坏;在周期为90min(充电48min,放电42min)、70%DOD的条件下,循环寿命超过12000次.     

锂离子蓄电池钒系正极材料的研究进展

综述了锂离子蓄电池中钒系正极材料的研究和发展。对钒的氧化物V2 O5和V6O13 以及钒酸锂系化合物Li1 x V3 O8、LiNiVO4、Li6V5O15和LixV2 O5等电极材料的特点、合成方法、放电容量和循环性能等作了总结。比较详细地介绍了钒的氧化物V2 O5在充放电过程中结构变化的情况、钒酸锂系化合物Li1 xV3 O8的结构特点、在充放电过程中物相的变化情况和容量衰减的原因 ,以及最近几年提出的旨在提高其容量的几种新的合成方法。对最近研究热点之一的V2 O5凝胶和其衍生物质Cu0 .1V2 O5干凝胶的研究情况也作了介绍。