高功率方型MH/Ni电池的研制

在优选正负极原材料及配方的基础上制备了低电阻、高能量转换效率的电极,并设计和制造了12 Ah 方型 MH/Ni 电池样品.电池在20℃时1C(A)恒流放电容量12.5 Ah,电池在高倍率放电时具有良好的功率特性,低温(-20℃)和高温(55℃)放电性能优越,电池1 C(A)充入额定容量的90%时容量效率为100%,能量效率为87%,开路状态存放7 d 后,1 C 放电容量为额定容量的93%,电池经200次循环,容量衰减仅为初始放电容量的4%.     

铁镍电池Ni(OH)_2正极材料的掺杂及电化学性能研究

以Ni(OH)_2为正极材料掺杂Co~(2+)、Zn~(2+)、Al~(3+)离子,制备铁镍电池。利用X射线衍射(XRD)对制备的Ni(OH)_2进行表征,利用电化学仪器对制备的正极材料性能进行分析。结果表明,纯Ni(OH)_2正极电化学性能差,放电比容量只有223.9 mAh/g;单一掺杂Co~(2+)、Zn~(2+)、 Al~(3+)到镍电极后,电池的放电比容量明显升高;将Co~(2+)、Zn~(2+)、Al~(3+)混合掺杂到镍电极后,电池的放电比容量好于单一掺杂,可达到324.5 mAh/g左右。     

膨胀碳微球/氧化锡复合材料的制备及其电化学性能

为了提高锂离子电池的能量密度,利用低温氧化-水热法成功制备了锡/碳复合材料,并采用SEM、TEM、XRD和恒流充放电分析表征锡/碳复合材料的性能.结果表明:利用锡/碳复合材料的协同效应能够提升锂离子电池的容量和循环寿命,当锡/碳复合比为1∶1时,复合材料展现出了最优的循环性能,同时保持高的比容量,在220次循环后,电流密度100 m A/g下,电池比容量为550 m Ah/g,容量保持率达到95%以上,远大于石墨理论比容量372 m Ah/g,说明锡/碳复合材料能够有效提高锂离子电池的能量密度,并具有良好的循环性能.     

高功率方型MH/Ni电池的研制

在优选正负极原材料及配方的基础上制备了低电阻、高能量转换效率的电极，并设计和制造了12Ah方型MH／Ni电池样品。电池在20℃时1C(A)恒流放电容量12。5Ah，电池在高倍率放电时具有良好的功率特性，低温(-20℃)和高温(55℃)放电性能优越，电池1C(A)充入额定容量的90％时容量效率为100％，能量效率为87％，开路状态存放7d后，1C放电容量为额定容量的93％，电池经200次循环，容量衰减仅为初始放电容量的4％。     

钠离子电池正极材料Na(Fe_(1/3)Ni_(1/3)Mn_(1/3))O_2的制备及电化学性能

采用溶胶-凝胶法合成钠离子电池正极材料Na(Fe1/3Ni1/3Mn1/3)O2,通过扫描电镜、充放电测试等方法,对Na(Fe1/3Ni1/3Mn1/3)O2材料的表面形貌以及电化学性能进行研究,并探索络合剂柠檬酸用量对材料电化学性能的影响.结果表明:当柠檬酸与该材料中过渡金属总摩尔比为1∶1时,合成的Na(Fe1/3Ni1/3Mn1/3)O2材料晶粒分散均匀,粒径均一,颗粒大小约为0.5μm.电化学性能测试表明该产物具有高的放电比容量、优良的循环性能和倍率性能.在10 m A/g的电流密度下首次放电比容量为132.2 m Ah/g,25次循环之后容量仍能达到112.2 m Ah/g,容量保持率达到84.9%.在1 C的放电倍率下,其放电比容量仍能达到84.1 m Ah/g.     

纳米多孔铁掺杂钒氧化物电极材料的制备及其电化学性能

为了利用简单的生产工艺制备性能优异的锂离子电池负极材料,采用电弧熔炼-甩带的工艺制备出铁钒合金条带,再通过氧化还原方法成功制备出纳米多孔铁掺杂钒氧化物(Fe-VO_x)复合材料,对材料物相和结构进行了表征,并且对比分析了在不同还原温度下纳米多孔Fe-VO_x复合材料的电化学性能。结果表明:在还原温度为500℃、5%H_2/Ar混合气氛下,材料电化学性能最优,在电流密度为0.1 A/g下,初始放电比容量为563.4 mA·h/g,在循环100圈后的放电比容量仍能达到441 mA·h/g,循环容量保持率达到78.2%,远大于石墨的理论比容量372 mA·h/g。这说明纳米多孔铁掺杂钒氧化物复合材料能够有效提高锂离子电池的能量密度,并且具有良好的电化学性能。     

MnO_2/Ni(OH)_2@Ni复合电极材料的绿色制备技术

针对MnO_2/Ni(OH)_2@Ni复合电极材料制备工艺复杂的问题,提出快速温和的绿色制备技术.以MnCl_2·4H_2O、H_2O_2和泡沫镍为原料,水热体系下研究不同反应温度对MnO_2/Ni(OH)_2@Ni复合电极材料结构、电化学性能的影响.结果表明,在反应温度90℃、水热3h,成功在泡沫镍上沉积分布均一的MnO_2/Ni(OH)_2纳米片.测试结果表明,在该条件下制备的MnO_2/Ni(OH)_2@Ni电极材料展现出优异的电性能,即高的比容量(电流密度为2.5mA/cm~2,放电比容量为7.4F/cm~2)、好的倍率性能、好的循环稳定性(充放电循环500次,容量保持率为78%).     

四氧化三钴-铂/石墨烯锂空气电池阴极材料

为提高锂空气电池的比容量,采用微波辅助乙二醇还原法将H2Pt Cl6·6H2O及氧化石墨还原为Pt/石墨烯,再将其与Co3O4混合均匀,得到高效Co3O4-Pt/石墨烯锂空气电池复合阴极材料,作为对比,同时制备了Co3O4-石墨、Co3O4-石墨烯等阴极材料,用其与金属锂阳极、Li PF6/EC-DMC-EMC电解液、PP/PE/PP隔膜组装锂空气电池.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量散射能谱(XEDS)、拉曼光谱(Ram)等方法对材料的微观形貌、组成及各组分在材料中的分散程度进行了表征,对电池进行恒流充放电测试,结果显示,Co3O4-Pt/石墨烯阴极材料的比容量可超过8 000 m Ah/g(碳),电池的放电平台高于2.6 V,其性能与另两种催化剂相比有较大提升.物理表征和电化学测试结果表明:催化剂的组成、制备工艺及各组分的分散度对电池的性能有重要影响.     

黏结剂对钾硫电池正极材料性能的影响研究

针对钾硫(K-S)电池中硫化聚丙烯腈(SPAN)正极在循环过程中因结构不稳定易发生容量衰减问题,以黏结剂为研究对象,比较了羧甲基纤维素钠(CMC)和聚偏二氟乙烯(PVDF)黏结剂对SPAN正极电化学性能的影响,并进一步通过动力学测试和电极形貌微观测试探明黏结剂结构对电池性能的影响机理。倍率性能测试结果表明：使用CMC黏结剂制备的SPAN电极在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、3C倍率下分别具有1 256、1 161、1 058、946、716、538 mAh/g的放电比容量,之后再以0.1C倍率充放电所得放电比容量仍保持为1 253 mAh/g,明显优于PVDF黏结剂制备的SPAN电极的倍率性能。此外,循环性能测试结果表明：使用CMC黏结剂制备的SPAN电极在0.5C电流密度下经过100次循环后仍具有822 mAh/g的放电比容量,容量保持率高达75.6%,明显优于PVDF黏结剂制备的SPAN电极的循环性能。机理测试结果表明：CMC黏结剂性能优异的原因在于其结构中大量的含氧活性官能团,一方面可以与活性物质颗粒之间形成较强的化学相互作用,显著提高黏附强度,从而能够承受循环过程中S...     

水系和有机系活性炭超级电容器的性能研究

采用活性炭作为电极活性物质,以碳纳米管为导电剂,用聚四氟乙烯隔膜制备水系和有机系扣式超级电容器,考察并分析二者在容量特性、自放电性能、循环性能、功率密度、能量密度等方面的优劣。结果表明,实验制得的电容器样品表现出良好的电容行为和循环性能;水系电容器样品10h自放电率为28.7%,1h漏电流为0.32mA;有机系电容器样品在电流密度为1.04A/g时,能量密度为10.32Wh/kg,功率密度达到1.88kW/kg。     

轻型铅酸蓄电池电极的研究

通过改进电池电极的结构、材料与制造工艺,提高了铅酸蓄电池的重量比能量和大倍率放电性能。经大量对比实验,获得了适合于轻型铅酸蓄电池的板栅合金。实验结果表明,所研制的轻型铅酸蓄电池的重量比能量可以达到４５ｗｈ／ｋｇ,用电化学表面侵蚀的压孔式板栅是本研究的一个重要创新点。     

蓄电池自我监控系统的研发

随着电子开关技术和智能微电网技术的发展,研发大容量蓄电池控制系统成为了亟待解决的问题.提出了针对大容量蓄电池的控制系统,可以提高电池使用的安全性,使用寿命,使用效率,同时降低成本.所设计的蓄电池控制系统具有以下功能：蓄电池充放电电压监控,电流监控,内阻、温度监控.进行了蓄电池并网的充放电试验,验证了系统的合理性和正确性.     

MoS 2 中带电点缺陷性能的理论研究

采用一个严谨的、透明的、与体系维度无关的带电缺陷计算理论 TRSM 模型,系统研究了 MoS 2 中点缺陷的形成能。研究结果表明,单层 MoS 2 的所有 n 型或 p 型固有缺陷电离能级都很深,并且 S 空位（V S ）缺陷也不是实验观察到的 n 型导电性的起源。相反,H 原子吸附在 MoS 2 中具有非常低的离化能, 可能是 MoS 2 具有 n 型导电性的原因。     

MOFs及其衍生物在锂硫电池正极中的应用

锂硫电池因高比容量、高能量密度、低成本和环境友好等显著优点，有望成为取代锂离子电池的下一代高比能电池。然而，锂硫电池的实际应用严重受限于电极材料中存在的系列问题，如较低的离子/电子传导性、多硫化物的穿梭效应、充放电中较大的体积变化和锂负极的稳定性等。将硫与各类载体材料结合来提高活性材料的利用率和电池循环稳定性成为当前的研究热点。在已报道的各类载体材料中，具有丰富的孔道和开放活性位点的金属有机框架及其衍生物材料因其优异的结构特点引起了人们的广泛关注。总结了金属有机框架及其衍生物在提高硫正极循环稳定性中的应用进展，并对其在锂硫电池中的发展趋势进行了展望。     

电动汽车储能电池组管理系统的研制

研制一种电动汽车储能电池组管理系统 ,该系统可预测电池组剩余电量和车辆剩余里程 ,判断电池是否需要充电、是否损坏或是否因老化而需要更换 .系统能显示电池组总电压、单块电池端电压 ,显示单块电池自使用以来累计放电总量 .当电池组总电压或单块电池端电压过低 ,或电池温度过高时 ,系统能给出报警信号 .系统以微处理器为核心 ,采集并记录电池组充放电电流信号、电池组总电压信号、各块电池的端电压信号和温度信号 ,以铅酸蓄电池为例 ,较详细地探讨了电动汽车上铅酸蓄电池组剩余电量的数学模型 .系统在实验室里运行情况良好 ,达到了预期要求     

锰掺杂对纯化磷酸铁制备磷酸铁锂电池正极材料的影响

以废弃磷化渣为原料, 利用酸液水热过滤法对磷化渣提纯。将所得纯度较高的磷酸铁为铁源, 通过加入锰 盐来制备含有掺杂锰元素的前驱体, 经过高温还原后可得到掺杂锰元素的磷酸亚铁锂/碳电池正极材料。利用X 射 线衍射仪、X 射线荧光光谱仪、扫描电子显微镜和LAND 测试仪对不同组成的磷酸铁锂/碳电池正极材料的颗粒形 貌、物相及扣式电池的电化学性能进行表征。结果表明: 掺杂锰元素的磷酸亚铁锂/碳材料在大倍率下仍能保持较高 的容量保持率, 这对于制作大倍率电池具有重要的意义。     

圆柱18650锂离子动力电池放电及温度特性

能耗和环境问题促使电动汽车快速发展, 锂离子电池在电动汽车储能系统中具有重要的作用. 锂离子动力电池的特性与环境温度紧密相关, 倍率放电容量特性、荷电状态-开路电压曲线是反映电池基本性能的重要特性指标, 也是电池管理系统设计需要参考的重要参数. 该文对圆柱18650三元锂离子动力电池进行了相关的性能试验, 研究了单体和电池组开路电压变化规律、不同放电倍率下的电池容量和不同温度下的电池容量, 为荷电状态估算方法的研究及电池管理系统设计积累了数据.     

高能球磨在锂离子电池负极储锂材料改性中的应用进展

近年来, 随着便携式电子电气设备的发展, 人们对锂离子电池负极的储锂性能和循环稳定性等有了更高的 要求。石墨作为目前商业化程度最高的锂离子电池负极材料, 有着成本低、性能稳定、环境友好等优点, 但同时也存 在比容量低、石墨片层剥落削减使用寿命等缺点, 不足以满足新一代高能量新能源设备的要求。为解决这一问题, 研究学者们在对以石墨为主导的负极进行改性的同时, 也探索着硅基、锡基、过渡态金属化合物等大容量、高性能 材料在锂离子电池负极的应用。在高能球磨法的基础上, 综述其在锂离子电池负极储锂材料改性中的应用研究进 展, 提出高能球磨法在改性锂离子电池负极储锂材料领域的应用建议, 并对锂离子电池负极改性技术的发展趋势进 行展望。     

Ribbon-like Cu doped V_6O_(13) as Cathode Material for High-performance Lithium Ion Batteries

Ribbon-like Cu doped V_6O_(13) was synthesized via a simple solvothermal approach followed by heat treatment in air.As an cathode material for lithium ion battery,the ribbon-like Cu doped V_6O_(13 )electrode exhibited good capacity retention with a reversible capacity of over 313 m Ah?g~(-1) for up to 50 cycles at 0.1C,as well as a high charge capacity of 306 m Ah?g~(-1) at a high current rate of 1 C,in comparison to undoped V_6O_(13 )electrode(267 m Ah?g~(-1) at 0.1C and 273 m Ah?g~(-1) at 1 C).The high rate capability and better cycleability of the doped electrode can be attributed to the influence of the Cu ions on the mophology and the electronic conductivity of V_6O_(13) during the lithiation and delithiation process.     

锂离子电池硅/石墨复合负极材料的制备及性能研究

锂离子电池发展的重要目标之一是高容量的负极材料,而硅材料以其高达4 200 mAh/g的理论比容量成为研究热点;但是硅负极材料有较大的体积效应,从而造成其电化学循环性能的快速下降,限制了其在生产中的应用.本研究以纳米硅与石墨不同比例的掺杂,通过高能球磨与退火处理,表明当硅与石墨比例为2：1时,首次放电比容量可达2 136.4 mAh/g,同时首次的充放电效率为85.5%; 经过35次循环之后,其可逆容量的保持率85.3%,具有良好的电化学性能.硅/石墨复合材料良好的电化学性能,使其在锂离子电池负极材料的生产及应用中具有重要研究价值.