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<正>靠"呼吸"氧气充放电中科院青能所在锂空气电池正极材料研究中取得新进展锂空气电池作为锂离子电池的理想替代者,受到了研究人员的广泛关注。近日,中科院青岛生物能源与过程研究所在锂空气电池研究方面取得突破,通过对催化剂的研究,大大提高了锂跟空气中氧气结合与分解的效率,从而提高电池充放电效率,有望成为未来电动汽车的理想电源。"对锂空气电池的研究应用前景是非常广阔的。"中科院青能所仿生能源与储能系统团队研究员崔光磊向记者介绍了他们的团队在锂空气电池研究方面的新进展。锂空气电池的理论比能量为5 200 Wh/kg,高出现有电池体系1到2个数量级,也就是说单位质量的电池放     

水系锂离子电池正极材料的研究现状及进展

水系锂离子电池有价格低廉、无毒无害、安全性能高、离子电导率高等优势,是更具前景的储能器件.正极材料的选择对水系锂离子电池循环性能的提高起到至关重要的作用.不同的制备和修饰方法也对正极材料以及电池性能有很大影响.合成成本低、无污染、稳定性好、放电电压高的正极材料对水系锂离子电池来说是必要的.总结了近年来水系锂离子电池正极材料的研究进展,发现了它存在的问题以及改善的方法,并对其未来发展提出了展望.     

水系M~+/Zn~(2+)(M=Li,Na,K）混合离子电池研究进展

水系电池以安全性好,成本低及环境友好等优点,使其在大规模领域中应用具有极大前景。然而,水系电池不仅要保持以上三个标准,还需保证电化学性能优异。过去几年,关于水系混合离子电池的正极材料以及锌电极等方面的研究已稍有成就。以锌为负极的水系混合离子电池与单一离子电池相比能量密度大,稳定性好。本文对不同种类的水系混合离子电池进行系统地阐述,对电极材料,电解质以及金属锌负极优化等方面进行评价和总结,最后展望水系混合离子电池的发展前景。     

新型锂离子电池的研究进展

综述了用石墨作阳极、聚吡咯作阴极制成的新型离子双嵌电池的特点和性能,其样品电池结构显示出良好的循环特性和相当高的理论能量密度。因锂阳离子(Li~+)和高氯酸根阴离子(ClO_4)同时参与电化学过程,故称这种新型无金属锂电源系统为“双离子”电池(dual—ion cells or"dion"cell)。     

钒电池充放电过程离子变化规律研究

采用电位滴定法测定了钒离子浓度,并与钒化学分析方法(GB)测定结果进行了对比.在此基础上.研究了钒电池在一定充电深度下充放电过程中正负极不同价态钒离子浓度变化规律.结果表明.在钒电池多次循环过程终态时.无论是充电状态.还是放电状态.正负极电解质中钒离子浓度变化规律一致.即正极V5 离子浓度随电池循环次数的增加而升高;负极V2 离子浓度随电池循环次数的增加而降低.并且这种失衡现象严重影响着电池的寿命和效率.因此,若想延长电池循环寿命.保证电池设计容量和效率,如何有效控制正负极电解质中V2 与V2 离子实际浓度与理论值相匹配是电池运行中的关键问题.     

中科院化物所研制出高比能全固态钠离子电池

钠资源丰富、成本低,所以钠离子电池被认为是大规模储能的理想器件。近日,中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅团队与中国科学技术大学教授余彦团队、中科院宁波材料技术与工程研究所研究员姚霞银团队合作,构筑了聚合物固态电解质和正极材料的一体化集成系统,有效降低了固固界面阻抗,显著提高了电子、离子和电荷的传输效率,研制出高比能、柔性的全固态钠电池。钠资源丰富、成本低,所以钠离子电池被认为是大规模储能的理想器件。传统的钠离子电池多采用液态电解质,容易出现漏液、燃烧等问题,而使用固态钠离子电解质取代易燃的有机液态电解液,可有效提高电池的安全性。但是,固态钠电池的发展也存在着问题:(1)固态电解质的离子电导率低;(2)固态电解质与电极间的界面接触差;(3)电极材料在脱嵌钠离子过程中的体积变化大,导致固态电池的内阻大、容量低、寿命短。     

水系锂电池电极材料进展

水系锂离子电池的优势在于:电解质的离子电导率比有机电解质高了2个数量级,电池的比功率可望得到较大提高;避免了苛刻的制造条件,价格低廉;安全性能高,环境友好。电极材料的选用则是决定水系锂离子电池性能的决定性因素,综述了水系锂电池的正负极材料,并对发展进行了展望。     

不同金属掺杂的五氧化二钒在水系锌离子电池中的应用

随着新能源的不断发展,对新型储能设备需求不断增加。可充电水系锌离子电池(ZIBs)因价格低廉、储量丰富和绿色环保等优点备受关注。五氧化二钒具有独特的层状结构,利于锌离子的嵌入/脱出。通过水热法制备V₂O₅、Ag_0.3V₂O₅(AVO)、Mg_0.25V₂O₅(MVO)并应用于水系锌离子电池中,XRD、SEM、TEM等测试分析了材料形貌和结构,金属Ag和Mg元素的掺杂有效改善了五氧化二钒纳米线形貌结构,并取得优异的电化学性能。深入探究电池内部反应机理,发现了Zn₂(V₃O₈)₂中间相形成对材料性能产生的影响。不同价态的离子掺杂对钒基氧化物形貌和电化学性能产生了不同的影响,体现的金属离子“支柱效应”显著改善了电池的容量和寿命。     

杂质离子对MH/Ni电池性能的影响

研究了电解液中CO32-、NO3-和Cl-杂质离子对MH/Ni电池性能的影响.结果表明:杂质离子会使MH/Ni电池的容量和放电平台降低,循环寿命缩短,储存后电压下降更快;杂质离子的影响,初期表现不明显,但在后期会使电池性能显著下降,其中NO3-对电池性能的影响最大.     

锂/钠离子电池材料的固体核磁共振谱研究进展

深入全面理解锂/钠离子电池材料的静态结构及演化过程是提升电池材料性能的关键因素,在材料结构的各种表征方法中,固体核磁共振波谱(SS NMR)技术是获取电池材料局域结构以及微观离子扩散动力学等定量信息的一个重要表征手段。到目前为止,人们通过SS NMR技术在获取与分析电池电极/电解质材料的离子占位,充放电过程中材料的结构演化以及微观离子扩散动力学过程如离子传输路径与离子扩散系数等信息上已取得重要的研究进展,进而为理解分析电极材料的储锂机制,电池材料的构效关系乃至电池的衰减机理等方面提供了重要实验数据。结合课题组的研究工作,综述了近三年来SS NMR技术在锂/钠离子电池电极和固体电解质材料研究以及核磁共振成像技术在电池领域的应用研究进展。     

储能钒液流电池研发热点及前景

介绍了全钒离子氧化还原液流电池(钒液流电池,VRB)的特点,它的关键材料,如电解液、集流体、电极材料以及隔膜等的研究现状和制约难点.对钒液流电池作为储能系统的发展作了分析;就钒液流电池的发展趋势进行了展望.     

黏结剂对硬碳负极材料性能的影响

硬碳作为钠离子电池负极材料,具有成本低、容量高和循环性能好等优势,黏结剂种类的选取对硬碳材料性能有很大的影响。选用油系聚偏氟乙烯(PVDF)黏结剂,以及水系海藻酸钠(SA)、聚丙烯酸钠(PAANa)和羧甲基纤维素(CMC)黏结剂,研究黏结剂种类对硬碳材料性能的影响。相比于油系黏结剂,水系黏结剂更适用于硬碳材料。SEM和极片电阻率结果显示,水系黏结剂的分散效果更好,制备的极片电阻率更低。电化学测试结果表明,水系黏结剂制备的电池电化学性能更优,首次库仑效率(ICE)均高于87%,而油性黏结剂PVDF制备的电池ICE仅有70.5%。SA和PAANa两种水系黏结剂制备的电池以1.0 C在0.01～2.50 V循环100次,可逆容量稳定在320 mAh/g左右,而CMC和PVDF制备的电池分别仅为270 mAh/g、260 mAh/g,且SA和PAANa制备的电池电化学阻抗最低。     

提高电池锌筒挤压模具性能的研究

近年来,随着锌锰电池从"低汞低铅低镉"向"无汞无铅无镉"的升级换代,针对电池锌筒挤压模具存在的问题和不足,经理论分析研究及相关实验,通过改进模具结构、优选模具材料、完善热处理及离子氮化工艺和过盈配合等方法,冲棒使用寿命达16万次/只以上,活塞垫头30万次/套以上,并解决了凹模合金脱套等问题。     

氟离子电池的研究进展与挑战

锂离子电池的能量密度提升空间有限,且受资源限制,因此开发其他电池体系成为研究热点。F^-的电负性高、半径小、质量轻,作为电子载体能够提供高能量密度,因此,基于F^-穿梭的氟离子电池受到人们的重视。综述近几年氟离子电池电解质和电极材料的研究进展,介绍固态氟离子电池和液态氟离子电池两类体系。从提高电解质离子电导率、改善电极/电解质界面结构、抑制电极材料溶解损失和调控电极材料结构与组成等方面,对高性能氟离子电池的发展进行展望。     

温度和浓度对钒电解液性能的影响

钒电池系统主要由隔膜、极板、电极、正负极电解液储液罐和循环泵等几部分构成。充放电过程中,正负极电解液中钒离子的价态发生变化,实现电能的存储和释放。对不同浓度的钒电解液在不同温度下的电化学循环伏安行为进行了研究。结果表明,在同一温度下,随着含钒离子浓度增大,参加电化学反应的离子数量增多,钒电池可以产生更大的输出电流。同时随着含钒离子浓度增加,电化学反应的可逆性变差,钒电池充放电循环过程的能量损失将会增加,这势必会降低电池的能量效率;对于同一浓度下的钒电解液,氧化反应和还原反应的峰值电流值随着温度的升高而增大。适当提高钒电解液温度,可提高全钒液流电池的输出电流。     

离子液体在锂离子电池电解液中的研究进展

锂离子电池作为新能源具有较大的发展潜力,离子液体具有热稳定性好、安全性好、电导率高、电化学窗口宽、蒸汽压低等特点,作为新一代功能化电解质材料在锂离子电池中的应用成为当前研究的热点。对离子液体在电池体系中的最新研究进展作了阐述,并对其应用前景进行了展望。     

高电压水系电解液最新研究进展

水溶液较窄的电化学窗口(1.23 V)是限制水系储能装置实现高电压高能量密度的主要瓶颈,综述了导致水系电解液面临的问题与挑战,并总结了当前提高水系电解液电池电压和性能的方法和各自特点。     

涂胶隔膜对锂离子电池性能的影响

以3 Ah软包装动力锂离子电池为研究对象,考察喷涂和辊涂水系涂胶(聚偏氟乙烯及其共聚物)隔膜对电池性能的影响。水系喷涂涂胶隔膜电池具有较低的分容内阻和脉冲充放电直流内阻(DCR)。以不低于2.00 C倍率在2.50～4.25 V充放电,与辊涂涂胶隔膜电池相比,喷涂涂胶隔膜电池的倍率充电恒流充入比高约1%,倍率放电容量比高约0.2%,-20℃放电容量与25℃的容量比低3%以上。25℃和45℃下循环1 000次,两种涂胶隔膜性能差异较小;在25℃循环超过1 000次,喷涂涂胶隔膜电池性能稍好,循环2 000次的容量保持率高约1.7%。     

V3+/V4+电解液的制备及溶解性研究

以V2O3和H2SO4为原料,通过煅烧-溶解的方法得到了钒氧化还原液流电池电解液.电位滴定测试表明该方法可以得到V3 和V4 离子浓度之比正好为1的钒氧化还原液流电池电解液.研究结果表明通过在煅烧物料中加入适量的Na2SO4可以提高电解液中V3 和总钒离子浓度;在电解液中加入硝酸钠可以提高电解液中钒离子的浓度,但它使V3 离子不稳定,而变为V4 离子.     

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中科院与江苏远宇合作投资新型锂电池项目江苏远宇电子集团常州中科来方能源科技有限公司建设的新型电池隔膜及锂离子动力与储能电池项目,在上周正式投产。该项目是远宇电子与中科院成都有机化学有限公司合作开展科技成果产业化的结晶。