影响贮氢电极性能因素的研究Ⅲ金属氧化物掺杂的影响

研究了Co2 O3、Cr2 O3、Fe3O4等金属氧化物的掺杂对MlNi4.0 Mn0 .5Co0 .4Al0 .1 (M 1:富镧混合稀土金属 )贮氢电极的活化、放电容量、自放电、循环寿命等性能的影响。研究结果表明 ,掺杂Co2 O3使电极放电容量增大 8.4 1% ;Cr2 O3使电极快速放电能力提高 13.4 % ;Fe3O4使电极电荷保持率增加 18.7% ;同时掺杂几种氧化物均使电极循环充放性能有所提高 ,并且对电极的活化次数、放电电位以及过电位等也有不同程度的影响。     

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。     

粘合剂对硫电极电化学性能的影响

采用恒流放电、循环伏安和交流阻抗等方法,研究了粘合剂聚环氧乙烷(PEO)和水溶性聚合物LA对硫电极电化学性能的影响.当电流密度为0.2 mA/cm2、电极厚度为70 μm时,LA-硫电极的放电比容量比PEO-硫电极高100 mAh/g,放电平台电压高近50 mV.随着放电电流密度或电极厚度的增加,PEO-硫电极极化的加剧程度比LA-硫电极的大;随着电解液的浸润、渗透,PEO-硫电极的阻抗增大,而LA-硫电极的阻抗逐渐减小并趋稳定,这是PEO-硫电极的放电性能不如LA-硫电极的主要原因.     

电极孔隙孔径对锂空气电池传质的影响

空气电极结构对锂空气电池的性能有重要影响。基于工作原理构建二维瞬态锂空气电池数值模型,对以碳纳米管复合二氧化锰为催化电极、四乙二醇二甲醚/双三氟甲烷磺酰亚胺锂为电解液的锂空气电池进行性能测试。实验初始放电电势为2.92 V,结束时的放电比容量为580 mAh/g,实验数据与模拟结果接近,误差小于5%。利用数值模型对不同电极孔隙率及孔径条件下电池放电过程中的氧气浓度分布、Li₂O₂分布、电池放电容量及过电势进行分析,发现电极孔隙率的提升可提高氧气在电极中的传输效率,增加电池的放电容量;提高电极的孔径对增加电池的放电容量也有一定的作用,但会提高电池的电压降。选择合理的孔径范围,有利于提升电池的放电性能。     

CoO对低钴贮氢电极电化学性能的影响

介绍了采用傅立叶红外光谱、X射线衍射、循环伏安、交流阻抗方法研究CoO对低钴贮氢合金电化学性能的影响。结果表明,随着活化次数的增加,放电中值电压逐渐增大,出现第二放电平台,使放电容量进一步提高。1C放电时,放电电压和放电容量分别提高170mV和10.5 mAh/g;10C放电时,高倍率放电性能提高21.7%。CV表明,随着扫速的加快,电极的氧化、还原峰位差逐渐加大,可逆性降低,反应向Co生成的方向进行;EIS表明,添加CoO降低了合金电极接触电阻和电荷传递阻抗,改善了电化学反应活性。     

磷酸作为VRLA电池电解液的添加剂

对磷酸作为VRLA电池电解液添加剂进行了初期容量和循环寿命试验研究.电解液中磷酸的添加,影响了电池正极的电极电位,从而影响了电池的放电容量;电解液中添加1.0%磷酸的电池的初期容量要比未添加磷酸的初期容量低19%左右,且随着磷酸添加量的增加,初期容量下降更多;放电电流越大,磷酸添加剂的影响越明显;电解液中磷酸的添加改善了电池的深循环寿命.电解液中添加1.0%磷酸的电池的循环寿命要比未添加磷酸的循环寿命提高30%左右.     

基于锌空气电池锌电极放电容量的研究

提高锌电极放电容量是研究锌空气电池储能的重要项目。在不增加碳电极面积的前提下,通过改变锌电极的放电模式、更换放电过程中的电解液、掺混(碎海绵、电解锌)等方法提高锌电极的放电容量。实验表明:掺混碎海绵、间歇放电模式、定时更换电解液均可使锌电极放电效率增加;电解锌的掺入使单位碳电极面积下锌电极极限厚度增加,锌电极的极限添加量增加。研究结果表明:扩散是锌电极反应的重要步骤,间歇放电模式为反应产物扩散提供时间,掺入碎海绵、定时更换电解液为反应产物扩散提供场所;纯电解锌放电因颗粒小,电子传递环节多,放电功率低;电解锌与锌粉混合,在反应过程中大颗粒的锌粉与电解锌逐个激化,此起彼伏,达到一种间歇模式,同时电解锌在锌电极中起到活性因子和造孔剂的作用,提高了单位碳电极面积的锌电极厚度。     

六甲基二硅氮烷对LiMn_2O_4电极性能的影响

研究了六甲基二硅氮烷(HMDS)对电解液稳定性和锂离子电池循环性能的影响.加入0.1%的HMDS不会影响电池的首次放电容量,能抑制电解液中LiPF6的水解;常温下以1 C在3.0～4.2 V循环100次后,电池的容量保持率为92.4%.     

有机自由基聚合物PTMA电极的研究与制备

利用具有高电导率和高比表面积的碳黑Black Pearl-2000(BP)研制了聚(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-甲基丙烯酸酯-1-氮氧自由基)(PTMA)电极(PTMA-BP电极),并研究了PTMA的含量和电极的厚度对PTMA-BP电极电化学性能的影响。结果表明,厚度为20μm,PTMA含量22.5%的PTMA-BP电极具有最高的比容量(151 mAh/g)和最优的循环稳定性,500次充放电循环后的容量保持率大于88%;并且倍率性能优异,以50 C放电,电极的比容量为130mAh/g。提高PTMA的含量和增加电极的厚度,均加大电极极化。因此,提高PTMA在电极中的分布均匀性,增大实际反应面积,以及制备具有较薄结构的电极是研制PTMA电极的关键。     

化成添加剂对银电极贮存性能的影响

通过在化成电解液中添加Cl-制备银电极,并对银电极进行了老化实验、扫描电子显微镜法(SEM)、DSC、含量及放电容量等性能的测试。测试结果表明,在化成电解液中添加Cl-不仅可以提高银电极的充电容量,而且使银电极具有较高的稳定性,从而使银电极老化后保持了较高的放电容量,提高了银电极的贮存性能,进而延长了锌银贮备电池的贮存寿命。     

影响MH-Ni电池自放电因素的探讨

探讨了电池中的气氛、ＭＨ电极、隔膜材料、贮氢合金生产工艺和氢化物分解压对ＭＨ－Ｎｉ电池自放电的影响。试验发现隔膜材料对ＭＨ－Ｎｉ电池的自放电影响最大,选用丙烯酸改性的ＰＰ隔膜材料可抑制ＭＨ－Ｎｉ电池的自放电速率。其次是贮氢合金粉的生产工艺,热处理合金粉能提高ＭＨ－Ｎｉ电池的荷电保留,而非热处理合金中Ｍｎ和Ａｌ在高温下溶解于电解液中导致ＭＨ－Ｎｉ电池放电容量不可逆损失。ＭＨ－Ｎｉ电池中的气氛对电池自放电影响较小。在１０１３．２Ｐａ～１０１３２Ｐａ范围内ＭＨ－Ｎｉ电池自放电不受氢化物分解压的影响。贮氢合金中镧含量的提高可改善ＭＨ－Ｎｉ电池荷电保留。负极中添加钴化合物能增加ＭＨ－Ｎｉ电池自放电速率     

活性物质电性能快速测定方法的研究

在电池活性物质中掺入导电粘合剂后做成电极，进行恒电流充放电，得到的电容量能直接评价活性物质的电性能。已对ＭｎＯ２、Ｍ（ＯＨ）２、Ａｇ２Ｏ、ＡｇＮｉＯ２、ＣｕＯ和ＭＨ等活性物质的电性能作出快速评价。该测定方法具有简易。快速和直接的特点。     

快速充电高功率型锂离子电池的研制

研制了快速充电高功率型锂离子电池,对电极材料、电解液体系、电极体系的设计等进行了研究,测试了电池的快速充电、高倍率放电、快速充电高倍率放电循环和安全性能.电池的4.00C和6.00 C充电容量分别为1.00C时的93.6％和92.1％;4.00 C、10.00 C、15.00 C和20.00 C放电容量均为1.00C时...     

AB5型贮氢合金电极充放电过程研究

利用排水集气法、交流阻抗测试技术、充放电曲线研究了AB5贮氢合金电极的充放电过程。结果表明:在实验选择的充放制度下,充电倍率对贮氢电极的充电电位、充电效率及放电倍率对放电性能有明显的影响;在放电过程中,贮氢电极表面电化学反应阻抗随放电深度增加而减小,当放电深度大于80%时电化学反应阻抗又增大。     

MH-Ni电池低温放电性能的改进

M H-N i电池较差的低温放电性能是影响其扩大应用领域的重要因素之一。分析了M H-Ni电池低温性能较差的原因;从贮氢电极原材料的选择,镍电极、电解液和隔膜的改进以及电极和电池设计等方面综述了提高M H-N i电池低温放电性能的方法。     

MH-Ni电池失效的电化学分析

通过对失效MH Ni电池的解剖 ,用电化学方法研究分析了贮氢合金表面处理对充放电循环寿命终止时MH Ni电池负极的充放电性能和极化性能的影响。负极充放电曲线表明未处理贮氢合金电极的表面已严重氧化 ,其极化电阻大约是处理贮氢合金电极的 3～ 4倍。而经表面处理的贮氢合金电极仍具有良好的充放电性能和小的极化电阻。说明表面处理抑制了充放电循环过程中贮氢合金表面的氧化     

AA型密封MH-Ni电池内阻特性研究

研究了ＡＡ型密封ＭＨ－Ｎｉ电池在充放电过程及循环寿命测试实验中的内阻及内压变化情况。实验结果表明,在充放电过程中,内阻变化受正负极活性物质氧化态／还原态的转化反应影响,充电过程还与内压有关;在循环寿命测试实验中,由于正极膨胀及电解液的减少,内阻增大,导致电池容量衰减,性能降低。因此,减小正极膨胀和保持电解液量是降低内阻、提高电池性能、延长电池循环寿命的有效方法。     

电动自行车电池开路电压与放电容量的关系

介绍了电动自行车用6DZM10阀控铅蓄电池的容量试验、过放电试验和寿命试验。试验结果表明:电池的开路电压与放电容量之间,并不像开口式富液铅蓄电池那样很容易观察到简单的线性关系。这是由于铅蓄电池的开路电压与电动势,只跟电极表面附近液层中的电解液密度有关,而与整体电解液的量无关;但6DZM10电池的放电容量,不仅跟电解液的密度和电池中参与电极反应的电解液以及活性物质的量有关,而且还深受反应粒子的扩散过程迟缓性的影响。这种影响在电池使用和寿命试验过程中,随着失水过程的出现而越来越严重。因而不能像开口式富液铅蓄电池那样,用开路电压来推断6DZM10电池的放电容量或荷电态。     

影响MH/Ni电池正极放电容量的因素

综述了影响MH/Ni电池正极放电容量的各种因素,如集流体、电解液、隔膜、活性物质、添加剂、导电剂、粘结剂、成型压力、化成工艺等.各种因素中,正极性能好坏的决定因素是氢氧化镍的性质.现已普遍采用高活性的球形氢氧化镍;其次是添加剂,钴、稀土、锌、锰等元素的合理添加,能够有效提高氢氧化镍比容量,增大电极反应的可逆性和电池的其它性能,其中钴元素的掺杂方式对正极放电容量的影响极大.此外,集流体、隔膜、导电剂、粘结剂、制片工艺和化成制度也影响MH/Ni电池正极的放电容量.     

大容量方形MH/Ni电池的研制

报导了大容量MH/Ni电池的研制。通过改进、调整烧结镍电极及涂膏金属氢化物电极生产工艺参数 ,提高了电极基板孔率及活性物质利用率 ,使烧结镍电极体积比容量达到 5 40mAh/cm3 ,金属氢化物电极体积比容量达到 115 0mAh/cm3 。选择耐高温抗氧化的聚丙烯接枝复合膜及多元组分电解液 ,解决了大容量MH/Ni电池充电末期反应热效应明显、充电效率低的难题 ,电池的高、低温及自放电性能得到明显改善