导电剂形貌对富锂正极材料性能发挥的影响

研究了纳米颗粒状的Super P、气相生长的碳纤维(VGCF)、片状的KS6和石墨烯四种不同的导电剂对富锂正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2(LR-MNC)的电化学性能发挥的影响。研究结果表明,当导电剂的添加量为10%(质量分数),以Super或VGCF的导电剂在活性材料的表面形成了完整的导电通路,电极的表面电阻最小,从而有利于电子的传输,因此,正极活性物质表现出优异的倍率放电性能和循环性能。其中,以Super P为导电剂的电极性能最优,3 C放电比容量为164.4 mAh/g,1 C循环100周,容量保持率为82.3%。而以片状的KS6或石墨烯单独作为导电剂,在电极中没有形成完整的导电通路,不利于正极活性物质的大倍率放电性能的发挥。     

碳纤维作为铅酸蓄电池正极添加剂

使用碳纤维作为铅酸蓄电池正极添加剂,对砂型膏和过渡型膏分别进行了研究,以自制的小型电池通过不同的电流恒流放电,考察碳纤维对铅酸蓄电池性能的影响。同时研究了在砂型膏中,碳纤维在正极活性物质中的最佳含量,以及使用碳纤维和硫酸钠作为复合正极添加剂时,硫酸钠在正极活性物质中的最佳含量。并对添加碳纤维的极板和没添加碳纤维的极板分别进行了交流阻抗的测试。实验结果表明:碳纤维的加入量为0.2%~0.3%(质量百分数)时,能提高电池正极活性物质利用率7%~15% ;使用碳纤维含量为0.2%,硫酸钠含量为2.0%的复合添加剂时,比只添加碳纤维的电池活性物质利用率提高4%~7% 。交流阻抗实验结果表明,碳纤维的加入能降低电池的内阻。     

Li/CF_x电池的制备及性能研究

以氟化石墨为正极活性物质、锂片为负极,制备成104860型软包装锂/氟化碳(Li/CF_x)电池。用差示扫描量热(DSC)、SEM测试对氟化石墨的热稳定性、形貌进行分析;研究正极组分配比、电解液类型及用量对Li/CFx电池性能的影响;考察Li/CF_x电池的倍率特性。氟化石墨具有良好的热稳定性,在500℃以上才开始分解,呈规整的层状结构,表面光滑、大小较均匀,有利于电子的传输。正极组分氟化石墨、导电剂和粘结剂质量比为87.0∶5.5∶7.5,电解液1 mol/L Li PF6/EC+DMC+EMC添加量为5 g/Ah的Li/CFx电池性能较好。以0.05 C、0.10 C、0.20 C和0.50 C的倍率放电至1.5 V,容量分别为2.56 Ah、2.48 Ah、2.46 Ah和2.36 Ah。     

硅酸/硅酸钠为粘结剂热电池正极薄膜的制备

以硅酸/硅酸钠混合物为粘结剂制备了热电池FeS_2正极薄膜,对FeS_2正极薄膜表面SEM分析可知使用硅酸/硅酸钠混合物为粘结剂起到了较好的粘接效果;通过改变正极薄膜中粘结剂的添加量、导电剂的添加量、FeS_2粉末的球磨时间等因素,对单体电池放电性能进行测试。结果表明,正极薄膜中添加15%质量分数的粘结剂,1%质量分数的碳纳米管导电剂,FeS_2粉末球磨24 h时FeS_2正极薄膜组成的单体电池放电效果最好。单体电池放电电压截止1.5 V时,单体电池中活性物质的比容量达到了310.47 mAh/g。     

LiSi/FeS_2热电池薄膜正极性能影响因素的研究

采用丝网印刷薄膜化工艺制备了FeS2薄膜正极,研究了薄膜正极中电解质添加量、导电剂添加量和测试温度对单体电池放电性能的影响。实验结果表明,薄膜正极中电解质和导电剂的最佳添加量分别为20%(质量分数)和3%(质量分数)。在最优工艺下,其单体电池以100和200 mA/cm2恒流放电的平台电压分别约为1.80和1.74 V,截止电压为1.5 V时的放电比容量分别为316.2和326.7 mAh/g。此外,测试温度是一个较为敏感的因素,热电池的放电平台电压随测试温度的升高而增大。     

天津大学成功研制出高比能量氟化石墨烯材料

<正>天津大学材料学院的研究团队日前通过水热剥离法成功制备出氟化石墨烯,并以其作为正极材料制成了高比能量锂电池。据介绍,在所有的锂电池正极材料中,氟化碳具有最高的质量比容量,因此以氟化碳为正极材料的锂—氟化碳电池具有比能量大、使用温度范围宽和工作电压平稳等独特的优点。检测结果显示,以氟化石墨烯为正极的锂电池比能量提高了近30%,同时还能够在3C的倍率下稳定放电,其比功率特性提高一个数量级,大大改善了锂电池的电化学性能。     

锂氟化碳电池正极水性聚合物粘结剂的研究

为提高锂氟化碳电池氟化碳正极比能量和在放电过程中的结构稳定性,采用丁苯橡胶、聚丙烯腈和聚丙烯酸基粘结剂等水系粘结剂制备新型氟化碳正极。采用差示扫描量热法(DSC)、循环伏安法(CV)、剥离强度、恒流放电等测试方法,对比研究了水性粘结剂和PVDF粘结剂对氟化碳正极结构稳定性和电性能的影响。结果表明聚丙烯酸基粘结剂具有良好的热稳定性和电化学稳定性,粘结力强,放电后极片结构稳定,不存在掉粉现象,制备的锂氟化碳电池比能量可达751 Wh/kg。     

钻井用Li-Si/LiNO_3-KNO_3-Ca(NO_3)_2/Cu_3V_2O_8热电池放电性能的研究

合成了Cu3V2O8(CVO)作为正极活性物质,并通过X射线衍射光谱法(XRD)对CVO进行表征;制备了Li NO3-KNO3-Ca(NO3)2电解质,并测试了其熔点。通过对Li-Si/Li NO3-KNO3-Ca(NO3)2/CVO单体热电池进行恒流放电测试,探究了导电剂CNT、电解质在正极材料中的添加量以及温度对放电性能的影响。结果表明,在正极中,CNT与电解质的适宜质量分数分别为5%、35%。单体电池的放电性能受温度的影响比较大,温度在250~280℃时,单体电池有较好的放电效果。     

锂氟化碳电池技术进展

1锂氟化碳电池的优势和特性 一次电池中理论比能量最大的就是锂氟化碳电池(约2 180Wh/kg),它也是首先作为商品的一种固体正极锂电池.锂氟化碳电池的正极材料——氟化石墨是最好的固体润滑剂和防水剂,在国防等领域有重要应用.氟化石墨比能量高、电压高、自放电低,特别适合长期工作于无人或封闭环境中的仪表电源.以氟化石墨为正极的锂氟化碳电池,是远程、无人监测、侦查装置的能源保障.由于其理论质量比能量较高,很容易做到小型化和轻型化,且其放电平台平稳(2.5～2.7V),工作温度范围广,自放电低,存储寿命长(＞10年),因此受到了极大的关注.     

氟化碳掺杂铬氧化物电池性能研究

将氟化碳材料掺杂到铬氧化物材料中制备成复合极片,以此极片为正极,锂金属为负极组装成锂铬氧化物电池,研究氟化碳对电池性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)观察粉体材料的形貌,采用X射线衍射光谱(XRD)测试粉体材料的结构;采用电化学工作站进行交流阻抗谱测试;采用蓝电测试平台测试氟化碳掺杂铬氧化物扣式电池和软包电池的放电特性,结果表明:两种物质混合后未发生化学反应,不影响铬基金属氧化物的放电特性;两种物质分别在各自的电压平台下工作;混合物的放电容量等于两个单物质放电容量的总和;氟化物与氧化物混合使用提升了电池的比能量.     

导电剂分布状态对锂离子电池性能的影响

通过添加表面活性剂KD-1,制备了均匀分布有Super-P炭黑/气相生长碳纤维(VGCF-H)复合导电剂的电极。导电剂的均匀分布可提高锂离子电池的循环性能和倍率性能。正极活性物质为尖晶石LiMn2O4的电池,以1.0C在3.30～4.35 V循环100次的容量保持率为94.5%;以0.2C充电、不同电流放电循环,第4次循环的2.0C放电比容量为0.2C时的70.3%。     

锂/氟化碳软包电池制备及电性能研究

用扫描电子显微镜法(SEM)观察氟化石墨的形貌,用差示扫描量热仪测试氟化石墨热稳定性,研究发现,氟化石墨具有较好的规则结构和热稳定性。用金属锂片作负极,氟化石墨作正极,LiPF_6/(EC+DMC+EMC)作电解液,制成104860型软包装锂/氟化碳(Li/CF_x)电池。正极氟化石墨、粘结剂及导电剂质量比为86.5∶5.5∶8.0,Li PF6/(EC+DMC+EMC)电解液浓度为1.2 mol/L,加注量为5.5 g/Ah。该电池经测试表现出良好的电性能。     

碳结构对铝离子二次电池电化学性能的影响

为了研究碳材料结构对铝离子二次电池充放电性能的影响,选取热解石墨、中间相炭微球、树脂碳三种不同碳材料作为正极,高纯铝箔作为负极,离子液([EMIM]Cl-AlCl3)作为电解液,进行恒流充放电性能研究。研究结果表明:不同结构的碳材料对铝离子二次电池的充放电性能有较大的影响。其中以含石墨化碳成分的热解石墨和中间相炭微球作为正极材料时,铝离子二次电池在低电流密度下(30 mA/g)具有较高的放电比容量(分别为75、68 mAh/g)和相对较好的库仑效率(分别为83%、82%)。而以硬碳为主要成分的树脂碳作为正极材料时,铝离子二次电池的放电比容量较低,在30mA/g的电流密度下放电比容量仅为58 mAh/g左右,且库仑效率极低,仅为45%。     

热电池用FeS_2/电解质复合薄膜正极的制备及性能

采用超声喷涂技术及丝网印刷薄膜化工艺制备了FeS_2/电解质隔膜复合薄膜正极,研究了薄膜正极中电解质添加量、三种碳材料导电剂及导电剂的不同添加量对单体电池放电性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)对FeS_2正极在电解质隔膜上的表面形态进行了表征。实验结果表明,一体化薄膜正极中电解质添加量对正极材料的影响较小,含量为15%时较为适宜。一体化薄膜正极中乙炔黑、活性炭和CNTs的适宜添加量分别为3%,3%和1%。     

锌离子电池的性能影响因素研究

针对目前锌离子电池循环性能不好、容量下降机理不明确等问题,以超细锌粉为负极、硫酸锌为电解液、α-MnO_2为正极,系统研究了锌负极的缓蚀工艺、电解液浓度和导电剂种类及含量对锌离子电池放电性能的影响。锌负极析氢实验表明在2 mol/L的硫酸锌电解液中,采用单一缓蚀剂时,不同缓蚀剂对超细锌粉的缓释效果CTABBTAPVP,当CTAB的加入量为60 mg/L时,其缓蚀效果最好,缓蚀效率达到51%;电解液浓度实验表明硫酸锌电解液的浓度为2mol/L时电池的性能最佳;导电剂实验表明使用乙炔黑作导电剂,正极添加质量分数为40%MnO2,负极质量分数为25%Zn时电池的放电比容量最高可达613 mAh/g。     

氢镍电池闭口化成中的正极活化

采用BET ,DTA及XRD等手段研究了闭口化成条件下氢镍电池发泡式正极的活化。结果表明 ,以添加了氧化亚钴的球形氢氧化镍作为正极活性物质 ,在闭口化成条件下经适当活化可获得大于 90 %的正极活性物质利用率。添加了锌及镉和镁的球形氢氧化镍作为正极活性物质 ,可在较大的放电电流条件下获得高的电池容量。正极是通过CoO溶解 /沉积 /覆盖过程发挥其导电效果而活化的。     

亚氧化钛作为正极添加剂对极板及电池性能的影响

亚氧化钛是由Ti_nO_(2n-1)(1≤n≤20)组成的多种低价氧化钛混合多晶材料,具有良好的导电性和化学稳定性,是理想的电化学应用材料。本文通过在正极铅膏中加入质量分数不同的亚氧化钛,尝试改善铅蓄电池活性物质利用率、低温性能和高倍率放电容量。电化学测试结果显示,正极活性物质中加入亚氧化钛后,极板内阻降低,充放电性能有所提高,但在相同电位下,析氧量增加。电池测试结果显示,当正极活性物质中加入亚氧化钛的质量分数达到2%时,对电池性能改善作用不明显;当添加的亚氧化钛的质量分数为8%时,可以提高铅蓄电池正极活性物质利用率和高倍率放电性能,但100%DOD循环80次以后,亚氧化钛基本全部被氧化成不导电的二氧化钛。     

复合酸掺杂聚苯胺正极材料的制备及性能

以苯胺为单体,硫酸和磺基水杨酸进行复合掺杂,电化学聚合导电聚苯胺,采用正交设计优化聚苯胺正极材料的制备工艺。采用X射线衍射、傅里叶红外光谱对导电聚苯胺电极进行了研究与表征,结果表明大分子基团的加入进一步增大了聚苯胺分子链的离域程度,提高了导电性;采用扫描电镜,电化学测试以及组成电池放电对电极表征,结果表明聚苯胺正极的最佳制备工艺条件为添加12%(质量分数)的二氧化锰,导电剂使用碳纳米管,电极制作方式采用包网模式,压制电极的压力为12 MPa,与镁合金组成海水电池,以25 mA/cm2恒电流放电,比能量为108 mWh/g。聚苯胺与二氧化锰复合使得电极的放电性能得到显著提高,电极放电比能量与氯化银电极持平。     

导电纤维对正极放电性能的影响

研究了导电纤维添加剂对铅酸蓄电池正极放电性能的影响,在单片正极电池的容量受正极控制的条件下,以不同倍率恒流放电,测定了相同长度而不同含量导电纤维的单片正极的容量和能量.在正极中添加1～2 mm、1.0%的导电纤维时,比能(容)量提高38%(35.7%).应用图像分析仪测定了极板的平均孔径与孔表面积及其分布,微孔的比表面积、极板表面颗粒沉积的大小和致密程度可定性反映其组成的电池放电性能.     

干燥工艺和导电剂对镁空气电池放电性能影响

为研究正极干燥工艺和不同导电剂对正极电化学性能以及镁空气电池放电性能的影响。通过扫描电镜表征了正极材料的微观结构，采用电化学方法测试了极化曲线、电化学阻抗谱和空气电池放电性能。结果表明：以20 mA/cm2电流密度放电时，使用真空冻干法制备的正极PTFE呈网状均匀分布，电压平台最高为1.1 V且保持稳定；以碳纳米管作为导电剂时，正极呈“珍珠串”结构，增加了反应活性位点，电池放电性能最好。