电解液对硫电极电化学性能的影响

采用恒流充放电、循环伏安等方法并结合电导率和粘度的测试,研究了电解液对硫电极电化学性能的影响。结果表明,在配制的电解液中,硫电极在2.3 V和2.0 V附近有两个放电电压平台,低电压平台的电位和电解液的粘度密切相关。当电解液为1 mol/L LiN(SO2CF3)2/1,3-二氧戊环(DOL) 乙二醇二甲醚(DME)(50∶50,体积比)时,在室温、0.4 mA/cm2的电流密度放电时,硫电极的首次放电比容量达1 050 mAh/g,第50次循环,放电比容量仍维持在600 mAh/g以上。     

电解质组成对锂-硫电池电化学性能的影响

采用恒流充放电、循环伏安等方法并结合电解质的电导率和粘度的测试,研究了电解质对硫电极电化学性能的影响。实验以LiClO4为电解质,选用1,3-二氧戊环(DOL)、乙二醇二甲醚(DME)、四氢呋喃(THF)三种有机溶剂,配制了三种电解质:1mol/LLiClO4/(DOL THF)(50∶50,体积比)、1mol/LLiClO4/(DME DOL)(50∶50,体积比)、1mol/LLiClO4/(DME THF)(50∶50,体积比)。比较了这三种电解质在锂-硫电池中的电化学性能,实验结果表明:在配制的电解质中,硫电极在2.3V和2.0V附近有两个放电电压平台,低电压平台的电位和电解质的粘度密切相关。使用1mol/LLiClO4/(DME THF)(50∶50,体积比)的电解质时,硫电极有很好的大电流性能,首放比容量高达860mAh/g,当放电电流密度为0.6mA/cm2时,硫电极的充放电效率超过了80%。     

粘合剂对于锂-硫电池正极性能的影响

选用LA132、海藻酸钠、β-环糊精和PVDF四种粘合剂应用于锂硫电池正极中,采用恒流充放电、交流阻抗和扫描电镜(SEM)等方法考察了不同粘合剂对锂硫电池电化学性能的影响。其中以海藻酸钠为粘合剂的正极循环性能和倍率性能最为优异,在电流密度100 m A/g下,115次循环后放电比容量为757 m Ah/g,容量保持率达70%。在1 000m A/g电流密度下,放电比容量达到600 m Ah/g。     

锂硫电池硫电极的研究现状

综述了锂硫电池硫电极材料研究现状;介绍了正极制备工艺(如粘结剂、导电剂、添加剂、硫颗粒的尺寸等)和电解液对硫电极电化学性能的影响;展望了硫电极材料的电化学性能改进方向。     

富硫共聚物的电化学性能研究

聚合物硫电极能够对多硫化物"穿梭效应"起到化学限域作用,明显改善锂硫电池硫电极的循环稳定性,但较差的导电性限制了其使用.通过扫描电镜分析不同涂覆厚度下的电极表面形貌;通过循环伏安(CV)和交流阻抗法(EIS)分析不同厚度聚合物硫电极的化学反应动力学和电池电化学性能;对比聚合物硫电极在不同涂覆厚度下,形成的不同硫负载量的锂硫电池硫电极的循环稳定性和倍率特性.实验结果表明涂覆厚度较小的富硫共聚物电极负载活性物质少,故电极内部电子能够快速转移到集流体并对外电路做功,在大电流充放电过程中,避免了电极的极化;相反,涂覆厚度较大的电极在小电流充放电过程中能存储更多电能,更适合做储能电池.     

不同锂离子正极材料掺杂对硫正极性能的影响

探讨了硫正极中掺入锂离子正极材料(磷酸铁锂LiFePO₄、三元材料NCM、富锂锰基材料LRMB)对锂硫电池性能的影响。研究发现,富锂锰基材料最有利于提高锂硫电池的电化学性能,并且其添加量为10%(质量分数)时,效果最好。通过一系列电化学性能测试发现,硫正极中掺杂锂离子正极材料能够调控活性硫的电化学行为,促进可溶性长链多硫化锂(Li₂S_x)向难溶性短链硫化锂(Li₂S)的转化,进而提高锂硫电池的电化学可逆性,降低电池的极化现象。这为提高锂硫电池的电化学性能提供了新的思路。     

聚合物电解液添加剂对锂硫电池性能的影响

采用聚乙二醇二甲醚(PEGDME)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚氧化乙烯(PEO)作为聚合物电解液添加剂,通过充放电测试研究了这些添加剂对锂硫电池电化学性能的影响。研究结果表明,添加2%(质量分数)电解液添加剂PVP能有效提高锂硫电池的循环性能和库仑效率,在电流密度为200 m A/g下,前50次的电池放电容量保持率由42.8%提高到50.8%,首次循环库仑效率由60.2%提高到95.3%。     

2-甲基噻吩对锂硫电池电化学性能的影响

通过充放电测试考察了电解液添加剂2-甲基噻吩的含量对锂硫电池电化学性能的影响。结果表明,添加2%(质量分数)的2-甲基噻吩能有效改善锂硫电池的循环性能和库仑效率,在电流密度为200 m A/g下,前50次的电池放电容量保持率由42.8%提高到49.6%,前50次的平均库仑效率由60%提高到75%。     

炭黑对锂空气电池气体扩散电极性能的影响

研究了BP2000、XC-72及乙炔黑等3种炭黑对锂空气电池气体扩散电极的电化学性能影响,测试了锂空气电池的放电性能,确定了电极用的最佳炭黑为乙炔黑.对电极上乙炔黑的含量及载量进行优化,当乙炔黑含量为80％、载量为1.0 mg时,以0.2 mA/cm2的电流放电至2.0V,炭黑的比容量可达2 531 mAh/g.SEM测试结果表明:反应产物在电极上的堆积是电池失效的主要原因.     

电极厚度对锂离子电池电化学性能的影响

考虑到电极结构参数对锂离子电池性能的重要影响,基于实验结果以及一维等温电化学模型研究了电极厚度对锂离子电池电化学性能的影响。制备了不同活性物质载量的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电极,研究了不同厚度的电极对其倍率性能、循环充放电性能和容量的影响。基于多孔电极理论建立了一维锂离子电池电化学模型。将不同厚度的电极的仿真放电曲线与实验结果进行对比,仿真结果显示,不同厚度电极区域的电解质盐浓度、活性粒子表面锂离子浓度、电解液电势和过电势都有着显著的不同,正是这些差异导致不同厚度的电极的倍率性能、容量衰退的差别。     

钠硫电池硫极预制结构对电性能退化的影响

讨论了3种不同硫极预制结构对钠硫电池充放电性能及电池退化性能的影响.实验表明;钠硫电池的充放电性能与硫极结构材料、纤维走向、材料与硫和多硫化钠的润湿性有关.采用石墨毡内村氧化铝纤维的硫极冷装结构,能缓和电极极化,提高电池充电性能,延长电池寿命.     

锌膏增稠剂对锌电极及锌-空气电池性能的影响

为了改善锌电极及锌-空气电池的性能,通过对比试验分析了羧甲基纤维素钠(CMC)和聚丙烯酸钠(PAAS)对锌电极电化学性能以及锌-空气电池放电性能的影响。结果表明:采用CMC与PAAS以一定比例混合用作锌膏增稠剂,使锌膏具有良好的电化学性能和电池放电性能。所装配的AA型锌-空气电池采用10Ω恒阻连续放电方式进行放电,终止电压为0.9V,电池的放电时间达到39h以上,在1.235V左右有一个平坦的放电平台,锌粉的利用率为83.1%,电池的放电容量达到4770mAh。     

刻蚀多壁碳纳米管/硫复合物的制备及性能

采用水热高温高压法用KOH刻蚀多壁碳纳米管(MWCNT),得到管长较短、管壁多孔的刻蚀MWCNT,用水热原位沉积法将刻蚀前后的MWCNT与硫复合。采用SEM、高角度环形暗场(HAADF)、XRD、比表面积分析、热重分析(TGA)、循环伏安和恒流充放电等方法对材料进行测试。刻蚀MWCNT与硫复合均匀,含硫量为80%的刻蚀MWCNT/S具有良好的电化学性能,在1.5~2.8 V充放电,0.1 C首次放电比容量为1 118.9 m Ah/g,0.2 C首次放电比容量为717.6 m Ah/g,50次循环后比容量仍保持在607.6 m Ah/g,循环稳定性良好,库仑效率可达90%。     

烧结式泡沫式基板对高倍率电池性能的影响

摘要：用烧结式正极镍基板制成的MH．Ni、Cd．Ni电池比用泡沫式基板制成的电池内阻小。10C电流放电,烧结式的电池放电平台高出25～50mV。电池放电后常温下储存较长时间,当电压低于1．0V时泡沫式基板制成的电池容量将不可逆衰减15％～25％,55℃高温下搁置更明显;烧结镍电极制成的电池无此现象。结果表明：造成容量不可逆衰减的原因是泡沫式基板依赖的钴导电网被破坏所致。     

硫形态对硫/碳复合材料性能的影响

以有机系介孔碳(SWOAC)作为载体,分别采用升华硫和化学沉淀法制备的单质硫与SWOAC复合,制备得硫/碳复合材料,用XRD、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、恒流充放电和循环伏安等测试对产物进行分析。以沉淀法制备的单质硫制得的复合材料,用氩气保护,在150℃下保持5 h、300℃下保持3 h后,电化学性能较好,以0.2 C在1.5~3.0 V循环,首次放电比容量为809.5 m Ah/g,循环20次保持在801.5 m Ah/g,容量衰减率为1%。     

碱性介质中泡沫镍镀锌电极电化学行为的研究

应用掠射式椭圆偏振技术 (掠射椭偏术 )和循环伏安法对以泡沫镍为基体的表面镀锌电极在碱性电解质 (KOH)中的电化学行为进行了研究。结果表明 :掠射椭偏术用于此类多孔电极体系的研究可以弥补反射式椭圆偏振技术的不足 ,显示出掠射式表面测试技术独特的优点 ;再者由于所研究的泡沫镍镀锌电极除具有较高的孔隙率和比表面外 ,还具有适当的活性 ,在电池充放电期间 ,负极上的锌能够得到充分的利用。而作为基体材料的镍在电解液中具有较高的稳定性 ,应用于碱性锌电池中不仅有利于改良电池的性能 ,而且作为蓄电池的负极材料有利于电极基体材料的回收和电极本身的再生。该研究结果为在碱性锌蓄电池中应用泡沫镍基材料制备锌负极和有效改善碱性锌电池的性能提供了依据。     

蒙脱石对介孔炭复合硫正极性能的影响

为了减少电解液中的活性多硫离子扩散,抑制“飞梭效应”,在介孔炭(MC)复合硫(MC/S)正极中添加蒙脱石,并进行充放电测试、循环伏安和交流阻抗谱分析.添加蒙脱石的电极第2次循环的放电容量保持率大于未添加蒙脱石的电极,加入蒙脱石有利于活性物质在介孔炭电极表面的均匀分布,但会增加电极阻抗.蒙脱石添加量为10％的电极性能较好,以10 mA/g的电流在1.5～3.0V充放电,首次放电比容量为1 387.0 mAh/g,第2次循环的放电容量保持率为90.5％.     

Cu-Sn-Sb三元复合电极的电化学性能研究

实验对比了分别以化学还原法、球磨法和机械合金法所制备的Sn-Sb、Cu-Sn及Cu-Sn-Sb三种材料的电化学性能,相比之下,Cu-Sn-Sb三元复合材料具有较优越的综合电化学性能。未经热处理电极的电化学性能较差,而电极经热处理改性后具有良好的循环性能,首次锂脱出容量为534mAh·g-1,电极循环80次后容量还能维持在207mAh·g-1。材料的嵌锂态阻抗谱研究表明,随着嵌锂电位的降低,活性物质颗粒表面的SEI膜呈增厚趋势,并且电极内电荷的转移也经历从容易到困难再变得容易的过程。