MnO2纳米棒/石墨烯空气扩散电极的铝空气电源

为满足绿色安全的化学电源需求,通过空气扩散电极的制备、铝阳极的优选、电解液浓度的选择、铝空气电池模组电解液的循环设计和电池集成,制备了具备实际供电能力的铝空气电源。其中空气扩散电极采用MnO_2纳米棒和石墨烯作为氧还原催化材料,使铝空气电池单体总能量达到1 009.7 Wh,比能量可以达到721.2 Wh/kg,电解液的循环设计使电池能够持续稳定地放电。铝空气电源功率可以达到1 171 W,给一台电脑一体机和一台红外灯同时供电,性能表现良好。     

锂空气电池用离子液体基复合电解液的性能

针对运行过程中有机电解液易挥发导致电池失效的现象,设计一种适用于锂空气电池的复合电解质材料。采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF_4)与碳酸酯类(EC+EMC+DMC)作为主体溶剂,亲水型LiBF_4与疏水型LiPF_6作为溶质,四氟硼酸螺环季铵盐作为添加剂制备复合电解液。组装的锂空气电池在低电流密度(0.01 mA/cm~2)下表现出较好的电化学性能,放电比容量可达2 960 mAh/g,比能量达到6 810 Wh/kg。     

两种铝空气电池电解液的对比分析

为加快铝空气电池的产业化,有必要对铝空气电池电解液进行深入研究。盐溶液和碱性溶液是两种最典型的铝空气电池电解液。运用自制的电解液测试装置,比较了两种典型的铝空气电池电解液(盐溶液、碱性溶液)在电化学性能、铝阳极能量密度等方面的差异;运用XRD、SEM等技术分析了两者在产物晶体结构、微观形貌等方面的差异;探究了产物AI(OH)_3对铝空气电池性能的影响;探究了CO_2对铝空气电池性能的影响。实验结果表明,碱性溶液适用于大功率铝空气电池;盐溶液适用于小功率铝空气电池;产物AI(OH)_3对铝空气电池性能的影响较小;CO_2对采用碱性电解液的铝空气电池的性能影响较大。实验为铝空气电池电解液的选择、铝空气电池系统的设计提供了有价值的参考材料。     

氧电极气体扩散层的研究

研究了不同含量PTFE对氧电极气体扩散层性能的影响;分别以丙三醇、Na2SO4、草酸铵、ZnO作为造孔剂,研究了不同造孔剂及含量对氧电极性能的影响;选用镍网做导电骨架,采取催化层/集流体/气体扩散层的排布方式,以纯铝为阳极,4 mol/L KOH溶液为电解液,将空气电极与铝阳极组装成电池,考察电池的性能,并通过扫描电镜(SEM)研究气体扩散层的表面形态。研究结果表明:当扩散层中PTFE的含量为60%,选用草酸铵为造孔剂,草酸铵与载体的质量比为3∶1时,电极内部的空气传导阻力小,整个氧电极的性能最佳。     

铝空气电池的研究进展及应用前景

结合近年来铝空气电池的发展状况,重点论述了新型铝阳极的开发、铝合金阳极的活化机理以及空气电极和电解液添加剂的研究.针对铝空气电池的研究现状,提出了开发低功耗铝空气电池的构想.     

铝空气电池研究和应用趋势综述

对铝空气电池的技术研究情况及应用进行总结.总结典型铝空气电池结构原理和特点,梳理阴极、阳极和电解液等3个方面的研究进展.聚焦于铝空气电池的应用研究,重点阐述在水下电源、电动汽车、供电站和通信基站等领域的应用现状及优势.分析总结铝空气电池未能实现大规模应用的原因为关键性技术未突破和铝用电成本高;展望铝空气电池在车载移动充电桩和充电宝领域应用的趋势,提出浆液回收制备增值产品以形成循环产业链的模式.     

锌对铝铟阳极的影响

铝具有优异的电化学性能,是开发电池的理想材料,但在应用上仍存在着一些有待解决的问题。将铝用于性能优于许多其它常用电池的铝 空气电池的阳极材料,通常采用铝 镓系列合金,而铝 铟系列合金的应用由于铝与铟合金化的难度而受到限制。研究了将锌分别作为铝合金添加元素及电解液添加剂引入铝 空气电池用铝 铟阳极中,锌对铝 铟阳极的影响。结果表明,锌能有效地促进铝与铟的合金化;在碱性电解液中,Al In Zn合金电极的腐蚀电位比纯铝的负移了约70mV,表明锌能有效地降低铝阳极极化,使析氢速度大大降低;在中性电解液中,当ZnCl2浓度增至5.8×10-3mol·L-1时,活化电位负移了近300mV,去极化效果最为理想,ZnCl2浓度增至7.7×10-3mol·L-1时,阳极利用率提高至68.4%,自腐蚀电位达到-1.42V,同时对降低铝电极的负差数效应也有较好效果。     

络合法制备LiPF_6的电解液电导率研究

以六氟磷酸为原料,经络合反应、锂交换反应和浓硫酸反应制备了LiPF_6。铝盐浓度为1.0 mol/L时,LiPF_6在碳酸乙烯酯中的电导率是7.53 mS/cm。将自制LiPF_6配以不同电解液有机溶剂,在最佳锂盐浓度、最佳溶剂及溶剂配比下,测定了LiPF_6的电导率。结果表明,自制LiPF_6的电导率高,LiPF_6的品质符合锂离子电池电解质盐的要求。     

铝空气电池的研究进展

铝空气电池制造成本低、比功率高、无毒,是一种很有发展前途的空气电池。但其商业化应用存在氧电极极化、电池不稳定、阳极过腐蚀、非均匀溶解等障碍。对铝合金阳极材料及其热处理与溶解机理、铝空气电池用电解质、空气电极及其催化剂等方面的研究现状进行了综述。铝空气电池的关键技术在于氧电极的催化剂活性及电解质中腐蚀产物Al(OH)3的处理。目前对以上两方面的研究有突破性进展,铝空气电池将成为21世纪理想动力电源。     

铝空气电池的设计与放电性能研究

铝空气电池作为一种清洁能源,具有比能量高、低噪声、低红外等特点。基于对铝空气电池工作原理的研究,设计了一种由单体和电解液循环系统组成的铝空气电池系统。搭建铝空气电池实验平台,对电池的恒电流运行特性、空气电极寿命及电解液浓度的影响进行实验分析。实验结果表明:所设计的铝空气电池能以50 A恒流放电10 h以上,性能较稳定;空气电极寿命是制约铝空气提升放电性能的关键因素;电解液浓度为6 mol/L时,电池综合性能指标最佳。     

甘氨酸-硝酸盐法制备Sm掺杂CeO2电解质及性能研究

甘氨酸-硝酸盐燃烧法合成Sm掺杂CeO2(SDC)电解质材料,通过XRD和扫描电子显微镜对不同甘氨酸与金属阳离子比例(G/N)制备粉末的结构和形貌进行了研究。比表面积测量结果显示,不同G/N比影响合成粉末的比表面积,导致粉末的烧结性能不同。G/N比为2合成的粉末在1300℃烧结2h可以达到97%的理论密度。合成不同含量Sm掺杂铈基氧化物SmxCe1-xOδ(x=0.125,0.15,0.175,0.20,0.225,)电解质材料,制备电解质支撑的单电池,电解质厚度为1mm,采用泥浆喷涂工艺在电解质上制备60%(质量百分数)NiO-SDC阳极层,在1300℃共烧结2h,Ag浆作为阴极组成单电池,以H2和空气为燃料和氧化气体电池性能测试显示,Sm0.175Ce0.825Od为电解质的单电池性能最好,800℃最大功率密度达283mW/cm2。     

云冶创能铝空气电池关键技术获评云南“十大科技进展”

正云冶创能自主研发的铝空气电池具有能量密度高、不依赖电网充电、搁置寿命长、原料来源广泛等特点,在备用电源、孤岛电源、海岛军防、应急救灾及动力领域具有无可比拟的应用优势。云冶创能通过自主研发突破铝空气电池关键材料及其制备技术,填补了云南省在这一领域的空白,低成本空气电极寿命达到7000小时,达到国际领先水平;采用水电铝生产的低成本特种铝合金阳极性能可与美铝的高纯铝媲美;采用国际领先的电解液技术,实现了废电解液综合回收制备高附加值超细氧化铝、阻燃剂等多     

管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池的研制

制备了一种新型的直接甲醇燃料电池,即管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池,采用弯曲热压法制备出管状膜电极。将管状膜电极固定在一个具有导电性能的多孔管上,制作出管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池。燃料的供给根据使用目的不同,既可以用泵连续输送,作为固定电源,也可以采用间歇式补充甲醇溶液,作为便携式电源。同时对影响电池性能的因素,如阴极催化剂的用量,甲醇的浓度和甲醇的温度等进行了考察。阴极表面催化剂的用量可以显著地影响电池的功率密度,甲醇溶液的温度也是影响电池性能的一个关键因素。在阳极催化剂的用量为2mg/cm2Pt-Ru,阴极催化剂用量为3mg/cm2Pt,甲醇溶液浓度为4mol/L,温度为80℃时,采用空气自呼吸方式,电池的功率密度达到10mW/cm2。在管的内部一次加入4mol/L的甲醇溶液,在没有任何外围设备时,常温常压下工作,一个10cm2的管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池可以稳定提供40mW功率的时间超过5h。     

高温锂离子电池用混盐电解液体系

正极电解质相界面(CEI)膜会影响锂离子电池的高温性能。商用电解液在高温下的热稳定性差,形成的CEI膜不够稳定,易导致电池失效。以热稳定性及成膜性能良好的双三氟磺酰亚胺锂(LiTFSI)和二氟草酸硼酸锂(LiODFB)为锂盐,EC+EMC(体积比3∶7)为溶剂,构建电解液体系,考察制备的LiCoO₂/Li半电池的电化学性能。在70℃下,LiCoO₂/Li半电池在0.5 mol/L LiTFSI+0.5 mol/L LiODFB基电解液体系下,以1.0 C在2.7～4.2 V循环,首次放电比容量为131.2 mAh/g,循环100次的容量保持率为90.8%。这得益于电解液体系生成了均匀、致密且具有良好离子电导率的CEI膜。     

锌空气电池技术进展

1概述 锌空气电池又称锌氧电池,是金属空气电池的一种.锌空气电池负极采用了锌合金,正极材料则是空气中的氧.在储存时一般保持密封,所以基本上没有自放电.电池外表面为镍金属外壳,是具有良好的防腐性的导体.阳极是起催化作用的碳,可从空气中吸收氧;阴极是锌粉和电解液的混合物,成糊状;电解液是高浓度的氢氧化钾水溶液:隔离层用于隔离两极间固体粉粒的移动:绝缘和密封衬垫为尼龙材料(图1).     

大功率铝空气电池堆结构设计综述

大功率铝空气电池作为目前金属空气电池的研究热点之一,其箱体结构设计的实用、可靠和安全更有利于其在电动汽车和军事作战等领域的广泛应用。介绍了大功率铝空气电池的工作原理、系统组成,从尺寸和外形、加工工艺方面详细介绍了电池堆结构设计,指出其采用基于机械可充和电解液循环的特性条件下设计铝空气电池箱体结构,使电池能够在更换铝阳极的方法下持续供电,并通过电解液循环维持电池放电的稳定性,实现了使用的安全性和可靠性。     

锂空气电池复合电解质电化学性能研究

采用LiPF_6与EC/EMC/DMC作为锂空气电池电解质主体,并分别加入LiTFSI和LiBF_4锂盐制成复合电解质材料,组装成锂空气电池,通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等方式研究复合电解质的电化学性能。结果表明,LiPF_6+LiBF_4与EC/EMC/DMC体系复合电解质表现出较优的电化学性能,在0.10 mA/cm~2电流密度下电池首次放电比容量为3 163 mAh/g,能量密度7.98 m Wh/cm~2。     

直接甲醇燃料电池性能研究

以自制的PtRuMo/C和Pt/C分别为阳极、阴极催化剂制备了膜电极,考察了单电池在常压下的性能,分析了影响电池性能的因素。研究结果显示以氧气为氧化剂在常压、室温工作,50mA/cm~2时,稳定输出电压0.237V;以空气为氧化剂时,在常压、室温工作,输出电流密度40mA/cm~2时稳定的输出比功率为8mW/cm~2。适宜的操作条件:甲醇浓度为2.5mol/L,甲醇流量为1.04mol/L,氧气流量范围60￣100SCCM,空气流量范围为125￣200SCCM。电池性能的初步分析显示,催化层中存在较高的质子传递电阻,使得电池在大电流放电时性能下降较快,限制了比功率的提高。     

流动碱性电解质直接硼氢化物燃料电池

介绍了Ag(Ⅰ)单晶还原法.应用此法制备的Ag/C催化剂的电催化活性,与Ag2O还原法相比,显著增强.以Ag(Ⅰ)单晶还原法制备的Ag/C为阴极催化剂.以担载在高比表面VulcanXC-72R碳上的Au为阳极催化剂,组装了一种流动碱性电解质直接硼氢化钠-空气燃料电池.电池阳极极化程度较小,受温度影响不大,电池极化主要受阴极极化的影响.在25℃和70℃条件下.电池输出比功率分别达17、58 mW/cm2.     

铝-空气电池的研究进展

对铝-空气电池阳极的合金化与热处理、电解液及添加剂、空气电极氧还原机理与催化剂等方面的研究进展进行了综述。