空气电极催化层中导电炭材料的研究(II)

将气相生长碳纤维(VGCF)加入到锌空气电池空气电极催化层中,通过热压成型制备三相气体扩散电极。用电流-电位极化曲线研究了这种空气电极的性能及VGCF加入量对电极性能的影响。结果表明,添加一定量的VGCF,可以降低电极极化,提高空气电极性能。     

空气电极对锂空气电池放电性能的影响

研究了GNSs(石墨烯)、Super P炭黑、VGCF(气相沉积碳纤维)等三种具有不同形貌的碳基材料对锂空气电池放电容量的影响,并以Super P炭黑为碳基材料,分别考察了碳负载量和粘结剂含量对锂空气电池放电性能的影响。为了进一步研究限制锂空气电池放电性能的因素,采用水热法合成了具有高比表面积的空心刺球状α-MnO2,制备了SuperP/α-MnO2/PVDF复合空气电极,考察了锂空气电池放电过程中的速率控制步骤。     

锌空电池空气电极催化剂的研究进展

论述了目前碱性锌空气电池空气电极用催化剂的种类组成,结构特征,制备方法以及催化剂特点,分析了各种催化剂的优劣和目前存在的问题.对于一次电池空气电极而言,锰氧化物系列催化剂性能较佳,而钙钛矿系列催化剂更适用于二次空气电极.载体的选择和物质的导电性也关系到空气电极整体的阻抗的大小,也是影响空气电极性能的重要因素.     

金属-空气电池中空气电极的研究进展

介绍了清洁高效的金属空气电池的基本原理、结构以及特点.空气电极由防水透气层、活性催化层以及集流体组成,分别解释了它们的基本功能与原理.综述了近些年来空气电极的研究进展,并对不同的空气电极制备工艺及其性能进行了详细讨论.介绍了不同种类氧还原反应(ORR)催化剂的催化性能,展望了今后空气电极及其催化剂的发展方向.     

空气电极催化层中导电炭材料的研究(1)

选用一种新型炭黑材料Printex XE2-B作为锌空气电池空气电极的导电剂,同传统的乙炔黑作为空气电极的导电剂进行了比较.测试比表面积、电阻率、孔径分布情况、空气电极的极化曲线、放电性能.结果表明,采用PrintexXE2-B炭黑材料作为锌空气电池空气电极的导电剂,电池电性能得到提高.     

聚苯胺对MnO2空气电极性能影响的研究

研究了添加聚苯胺对MnO2空气电极性能的影响,并考察了含聚苯胺的空气电极在不同电解液中的性能变化。结果表明,在5 mol/L的氯化铵电解液中,聚苯胺的加入可大幅度提高空气电极性能,并得到聚苯胺与MnO2催化剂的最佳质量配比为0.3∶1。分析认为,聚苯胺与氧分子间存在的顺磁相互作用,使得O2在催化层中的含量增大,阻止了MnO2催化剂因转变成MnOOH而失活。在0.9 mol/L氯化钠电解液中,聚苯胺的导电性能下降,导致电极欧姆极化增大,性能降低,但加入少量的全氟磺酸可改善电极性能。     

涂布法制备自呼吸式双效空气电极

采用涂布法制备MH/空气二次电池用的双效空气电极.考察了该电极的电化学性能,组装了MH/空气二次电池并进行了研究.结果表明:制备的空气电极可实现自呼吸式充放电,在这种方式下,充电电压最低可达0.68 V,放电电压最高可达-0.17V,具有较好的双效性能;在92 h的循环实验中电极的性能稳定.钙钛矿型La0.6Ca0.4CoO3催化剂在该电极中载量为3 mg/cm2,具有较高的双效催化活性及稳定性.涂布法制备双效空气电极,可控性好,易于提高电极的性能.     

碳的孔分布对锂空气电池空气电极性能影响

碳的微观结构是限制锂空气电池空气电极性能的重要因素.选用五种具有不同微观结构参数的碳材料分别制备了空气电极,并测试了相应电池的放电比容量,采用扫描电镜对放电前后空气电极的表理形貌进行了观察,研究探讨了碳的微观结构对于空气电极放电性能的影响.结果表明,碳的孔分布是影响空气电极的重要因素,由具有相对最优孔径分布的碳材料制备的空气电极表现出相对最佳的电性能.     

Al-空气电池阴极材料的制备及电性能

以Co、Mn硝酸盐为原料,加入一定量微波吸波剂Vulcan XC-72,用微波进行热处理制备了纳米复合氧化物MnCo2O4阴极材料.用热重(TG)分析了形成过程;通过扫描电镜仪(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征得知产物结晶良好,纯度高,平均粒径约15 nm,且分布均匀;在室温下、空气气氛中,以6 mol/L KOH为电解液、三电极体系中测试了由产物所制备的空气扩散电极对氧还原反应的催化效果,极化曲线显示:在-0.2 V(vs.Hg/HgO)电位下,ORR电流密度达96 mA/cm2;对由产物所制备的空气电极及纯金属Al片所组装的Al-空气电池进行了放电性能测试,效果良好.     

复合导电剂对富锂固溶体材料性能的影响

研究导电炭黑Super-P和气相沉积碳纳米纤维(VGCF)组成的复合导电剂对富锂固溶体材料性能的影响。导电剂中添加VGCF,可在活性物质的二次颗粒表面形成三维导电网络。随着VGCF含量的增加,材料的倍率性能发生变化。以3 C在2.0~4.8 V放电,比容量随着VGCF含量的增加先增加、后减小,当VGCF含量为50%时为183.6 mAh/g,优于仅使用Super-P的164.4 m Ah/g和VGCF的155.4 mAh/g,对应的电极的电阻率最小,为38.692Ω·cm。     

空气电极催化层中导电炭材料的研究(I)

选用一种新型炭黑材料Printex XE2-B作为锌空气电池空气电极的导电剂,同传统的乙炔黑作为空气电极的导电剂进行了比较。测试比表面积、电阻率、孔径分布情况、空气电极的极化曲线、放电性能。结果表明,采用Printex XE2-B炭黑材料作为锌空气电池空气电极的导电剂,电池电性能得到提高。     

碱性电池中铁负极的研究现状

根据国内外铁．镍电池、铁．空气电池的研究现状,分析了现有铁负极存在的主要问题,阐述了近年来在提高铁电极性能方面的研究工作。提出通过在电解液中加入添加剂并采用掺杂化合物的烧结多孔铁电极以改善铁电极性能的有效措施。     

锌-空气电池催化电极的制备和研究

锌 空气电池性能稳定、比能量高、原材料来源广泛、成本低廉。合成了钙钛矿型的La0.6Ca0.4CoO3作为锌 空气电池氧气还原的催化剂,并对此催化剂作了红外光谱(IR),X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等结构测试。研究了催化剂合成对空气电极中氧气还原的影响。通过测定催化电极在碱性介质中的阴极极化曲线,并且组装成锌 空气电池进行放电性能测试,得出了具有最佳放电性能的催化电极组成。实验表明钙钛矿型的催化剂是一种良好的空气(氧)电极催化剂,能有效地促进阴极过程的氧气还原,提高锌 空气电池的性能,如放电容量。     

空气电池正极催化材料Mn-Co-O的研究

催化材料是空气电池性能提高的技术气电极性能曲线测试发现:用酸化后的Mn3CoO7为催化剂的空气电极极化程度最小,在200mA/cm2的电流密度下,极化电位仅为-0.152 2 V;以100mA/cm2恒流电解,电极寿命可达800h,说明酸化后的Mn3CoO7催化剂具有良好的综合电化学性能.     

碱性介质空气电极性能的改进

考察了在空气电极的催化层中添加稀土氧化物La2O3对催化剂存在形态、空气电极性能的影响;并在碱性介质中以锌为负极组成碱性一次锌-空气电池,考察了电池的放电性能。实验结果表明,La2O3作为催化层的添加剂可以提高催化剂对氧气还原的催化活性。在碱性介质中,La2O3是对空气电极具有较理想的助催化效果的添加剂。     

空气电极摆放方式对锌空气电池性能的影响

对比相同的空气电极在同样的锌空电池系统中采用不同摆放方式后产生的不同的放电特性,分析空气电极的摆放方式对电池放电性能的影响,进而分析锌空电池反应界面的特征。实验结果表明:随着空气电极暴露于空气中面积的增加,锌空电池的功率逐渐增加,锌空电池放电功率与空气电极暴露面积成非正比线性关系。进一步的实验表明:当空气电极全部被水淹时,反应效率为零;锌空电池的空气电极反应区域是暴露于空气中的部分,水淹部分不参加反应。水线位置的反应效率最大,占总功率的80%以上,并且电池的反应功率随着电极暴露于空气中面积的增大而增大,这是由于在水线位置氧气分子可以迅速地得到电解质中的电子。     

MH-空气蓄电池的研制

设计制备了双效空气电极,考察了添加剂对贮氢合金(MH)电极性能的影响并优化制备了MH电极,组装了MH-空气蓄电池。采用半电池的方式分别考察了双效空气电极及MH电极的性能。采用循环充放电实验考察了MH-空气蓄电池的稳定性,并对蓄电池放电的比功率及比能量进行了测试。结果表明,所制备的空气电极具有较好的双效功能,可实现自呼吸式充放电;优化条件下,即添加剂组分羟基镍粉与聚四氟乙烯(PTFE)的比例为7∶3时,制备的MH电极具有良好的充放电性能及稳定性;所组装的MH-空气蓄电池在20周期循环充放电测试中,显示了较好的运行稳定性并可实现自呼吸式充放电。在较大电流密度时,空气的传质对蓄电池性能有较大影响。以贵金属为双效电催化剂研制的MH-空气蓄电池,其峰值比功率可达70mW·cm-2。该电池在1C放电时,电池平台电压达到0.67V。在0.2C放电时,MH-空气蓄电池的比能量为130Wh·kg-1,显示了较高的比能量优势。     

PTFE含量及热处理对铝空气电池正极性能的影响

研究了铝空气电池空气电极正极中的PTFE含量及煅烧热处理对其使用寿命、放电电压和功率密度的影响.研究表明,PTFE含量过低时电极使用寿命较差,过高时电极放电电压及功率密度较低.催化层中的PTFE含量为25％,防水层中PTFE含量为60％时,空气电极的综合性能最佳.160 mA/cm2电流密度下放电中压达到1.16 V,...     

Co(Ⅱ)Schiff碱络合物对空气电极性能的影响

分别采用浸泡法和直接混合法将富氧材料Co(Ⅱ)Schiff碱络合物担载在空气电极中,通过测量电极的阴极极化曲线,研究了不同担载方法对空气电极性能的影响,并考察了电极性能与Co(Ⅱ)Schiff碱络合物溶液浸泡浓度的相互关系。结果表明,把Co(Ⅱ)Schiff碱络合物用二甲基亚砜溶剂溶解后,在该溶液中浸泡防水膜,使Co(Ⅱ)Schiff碱络合物以分子形式担载到空气电极的防水膜中,由于Schiff碱络合物对氧气的可逆吸附作用,加速了氧在空气电极中的传质速度,使空气电极的性能大幅度提高。采用浸泡法,Co(Ⅱ)Schiff碱络合物浸泡溶液的浓度对电极性能有显著影响。只有当浸泡溶液浓度较低时,通过浸泡法担载到防水膜中的Schiff碱络合物以分子形式吸附在具有多孔结构的防水膜的微孔孔壁上,且并不堵塞微孔时,才能大幅度改善空气电极的性能。     

铝-空气电池钙钛矿型氧电极的研究

制备La0.6Ca0.4CoO3钙钛矿型氧化物作为铝-空气电池氧气还原的催化剂,并对此催化剂做了X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)等结构测试.研究掺杂不同化合物对氧电极性能的影响.测定催化电极在6 mol/L KOH中的阴极极化曲线,并且组装成铝-空气电池,来考察电极的电化学性能.结果表明:钙钛矿型氧化物La0.6Ca0.4CoO3掺杂金属氧化物即混合催化剂是一种良好的催化剂,有利于促进阴极的氧气还原,改善电极的电化学性能.