铝-空气电池的研究进展

铝-空气电池以轻质金属铝作为阳极活性物质,以空气中的氧气作为阴极活性物质,具有容量大、比能量高、成本低、无污染等优点,被认为是未来很有发展潜力和应用前景的电池。铝-空气电池的研究工作可分为铝阳极、空气电极和电池结构等,从这几个方面对国内外的铝-空气电池研究现状进行介绍,并对铝-空气电池的未来研究方向进行展望。     

碱性铝-空气电池用铝合金阳极的研究进展

近年来,通过研制各种新型铝合金阳极及相应电解质的添加剂,使铝-空气电池的研究取得了很大的进展.从铝阳极的反应活化、钝化机理、添加合金元素的影响和缓蚀剂等方面,综述了近几十年来,国内外碱性铝-空气电池合金阳极材料的发展和应用概况.     

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。     

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。     

铝 空气电池铝合金阳极的研究进展

从铝活化-钝化机理、添加合金元素(镓、铟、镁、锡、锰、铋及铅等)对铝阳极性能的影响等方面,综述了铝-空气电池铝合金阳极的发展、研究及应用概况。     

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。     

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。     

空气电极催化剂的掺杂改性

研究了在空气电极的催化层中添加其它化合物对锰系催化剂的影响,并在碱性介质中以金属铝为阳极组成碱性铝-空气电池,考察了电池的放电性能.实验结果表明,NiSO4和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,是空气电极较理想的添加剂,并通过正交实验得出高性能催化剂的最佳制备条件.     

锂离子电池正极材料表面包覆改性研究进展

锂离子电池正极材料是锂离子电池发展的关键。对锂离子电池正极材料进行表面包覆是改善其电化学性能的有效方法。文章综述了国内外锂离子电池正极材料进行表面包覆的研究现状,并提出了对将来研究方向的一些看法和建议。     

退役动力电池材料再生利用综述

随着新能源汽车产业的快速发展,动力电池退役量呈现爆炸式增长的态势.退役动力电池再生利用是缓解退役潮压力、解决产业链"最后一公里"难题的重要手段.综述国内外退役动力电池正极、负极和电解液再生利用的主要技术路线、产业化现状及应用前景,并对关键技术和未来发展方向进行分析.     

非碳类新型锂离子蓄电池负极材料研究进展

锂离子蓄电池性能的提高与负极材料的发展有很大关系。综述了近年来在非碳类锂离子蓄电池负极材料方面所取得的一些研究进展,分别对过渡金属氧化物、锂合金、锂过渡金属氮化物、金属硫化物及其它锂离子蓄电池非碳类负极材料各自的特点及其在合成、结构、电化学性能方面的研究近况进行了分析和总结,重点探讨了过渡金属氧化物的发展过程、充放电的特性、反应机理及影响其反应的各因素,并对其存在的问题进行了分析。最后对非碳类锂离子蓄电池负极材料今后可能的发展方向进行了探讨。     

转化型过渡金属氧化物负极材料的研究进展

综述了近年来过渡金属氧化物 MxOy （M＝ Fe,Ni,Co,Cu）作为锂离子电池负极材料在锂离子电池中的应用。我们分别将过渡金属氧化物的两种形态（粉体和薄膜）,与电化学性能之间的关联性进行了总结和探讨,并对过渡金属氧化物作为锂离子电池负极材料的发展前景进行了展望。     

铝/空气电池进展(上)

本文论述了铝/空气电池的工作原理、优势、应用以及包括负极材料、正极材料和电解液等方面的研究进展,最后论述该种电池的发展前景。     

锂离子电池负极材料Sn-Co合金的研究进展

从理论计算和实验研究两个方面综述了Sn—Co合金作为锂电池负极材料的发展现状。在理论方面采用Material Studio4.1软件研究了Sn—Co合金各种稳定相结构的物理性质和电化学性质。在实验方面综合介绍并比较了电化学沉积、机械球磨、固相还原和溶剂热法等几种薄膜制备方法的优缺点。并指出了Sn-Co合金负极材料存在的问题及发展前景。     

锂离子电池锡基负极材料研究现状

金属锡比目前广泛使用的碳具有高得多的理论嵌锂比容量,很有希望成为锂离子电池新一代负极材料。综述了近年来锂离子电池锡基负极材料的研究进展,介绍了可作为锂离子电池负极的几种锡基材料的制备方法及性能,并讨论了它们的优缺点。     

钛铌氧族化合物钠离子电池负极材料研究进展

钠离子电池与锂离子电池的储能机理十分相似。由于钠离子电池具有成本低和钠资源丰富等优势,引起了人们的广泛关注,随着研究的进一步深入,有望在未来取代锂离子电池被广泛应用。为获得高性能钠离子电池,研究和开发比容量高、倍率性能好和循环性能优异的储钠电极材料势在必行。作为嵌入型负极材料的钛铌氧族化合物（TNO,包括TiNb₂O₇和Ti₂Nb₂O₉等）具有良好的钠储存能力,近年来得到了研究人员的关注并取得了一定进展。综述了TNO作为钠离子电池负极材料最新研究进展,简述了TNO材料的研究历史,分析了材料结构,介绍了TNO在钠离子电池方面取得的成果,探讨了研究过程中该材料存在的问题及改良方法,促进钠离子电池负极材料的开发。     

锂离子电池合金负极材料的研究进展

综述了锂离子电池合金负极材料的研究进展,包括铝基、锡基以及硅基合金负极材料;对合金负极材料研发中存在的问题和贮锂机制进行了分析.活性粒子纳米化、多重缓冲结构和多组分复合方式是合金负极材料的发展方向.