MH-Ni蓄电池正负极阻抗分布的电化学研究

应用电流阶越法、线性电位扫描法及电化学交流阻抗法分析了MH-Ni蓄电池正负极的阻抗分布,考察了电极阻抗在放电过程中的变化,对比了正负极的各个阻抗参数,讨论了上述三种电化学方法在电极体系阻抗分析中的优点及缺陷。测试结果表明,在放电初期,负极的欧姆阻抗和电化学阻抗远大于正极,是电池欧姆阻抗的主要组成部分。随着放电程度的加深,负极的阻抗减小,正极的欧姆阻抗与电化学阻抗不断增大,最终接近或超过负极。正极的浓差极化远大于负极,且随放电深度的增大显著增加,是影响电池性能的主要因素。通过成品电极的阻抗分析为提高电池各项性能提供了有效途径。     

非晶态Mg0.7Ti0.225Al0.075Ni贮氢合金电极交流阻抗谱

测定了不同荷电状态的非晶态镁基贮氢合金电极的电化学交流阻抗谱(EIS),并分析得到该电极的等效电路图。结果表明:(1)随放电深度的增加,电荷传递阻抗R3先减小后增大;(2)Al元素部分取代含Ti的MgNi可以减小电荷传递电阻,改善电极的电化学反应性能。     

原电池变温阻抗分析

改变环境温度下分析了原电池的阻抗响应.基于低频扩散阻抗、高频区域半圆对应的线性极化电阻等随电池放电态的变化规律,分析了正、负极对原电池阻抗的贡献,指出了原电池放电性能改进的关键是提高正极性能.不同温度下测量的Nyquist图上,低频域的阻抗数据的斜率随放电态的变化规律不同:在280K,斜率随放电态增加而增大并接近1;在...     

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。     

碳纳米管掺杂的镁-二氧化锰纸电池研究

以一定量经过处理的碳纳米管掺杂在电解二氧化锰中作为正极材料,以镁为负极,真空包装制成可用多种液体激活的镁纸电池。利用SEM观测复合正极的形貌,计算机控制精密电池测试仪等设备对电池的电化学性能进行了测试。实验结果表明,掺杂碳纳米管能够明显提高镁电池的放电容量,添加3%,6%,9%,12%,15%碳纳米管镁电池的放电容量比不添加碳纳米管镁电池的放电容量分别增加了511%,1734%,3470%,1057%,850%。掺杂9%碳纳米管正极材料纸电池的放电性能最好;并且随着放电电流的增大,碳纳米管可以吸收更多的电解液参与反应,镁电池的放电性能呈现增大的趋势,最佳放电电流为0.6mA;当碳纳米管吸附的电解液达到饱和后,放电容量随放电电流的增大而减小。     

活性炭超级电容器电极的电化学行为

以商用活性炭为电极材料,组装成对称型超级电容器。采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法研究正负极的电化学行为。结果发现,正极电位范围占电容器总电压的61%以上,电阻占电容器总电阻的66%以上;在不同扫描速率下,负极电容特性稳定,比容量达到了264.2F/g,而正极则仅为114.3F/g;在低频区负极出现"电荷饱和",负极中储存的电容量可得到利用,而正极未出现"电荷饱和"现象;负极电极过程为阻挡层扩散控制,而正极为有限层扩散控制;负极自放电速率大于正极,超级电容器自放电速率由负极决定。     

针-板电极下针尖曲率和铝箔尺寸对放电机理的影响

为研究电力设备中不均匀电场下的气体间隙击穿现象,通过搭建局部放电ns级放电电流测试系统,研究了针-板电极下针尖曲率半径和铝箔尺寸变化对放电特性的影响。在无铝箔覆盖时,随着针尖曲率半径的增大,电流脉冲幅值增大,其上升沿、下降沿和脉宽都减小。正极性放电电流幅值大于负极性放电电流,其电流脉冲上升沿和下降沿都要小于负极性放电,这可以用流注理论很好地进行解释。随着铝箔面积的增大,电流脉冲幅值和上升沿都减小,下降沿和脉宽增大。然而负极性脉冲上升沿在铝箔直径为5mm时出现最小值。当介质表面有铝箔覆盖,针尖曲率较小时,放电情形类似于无铝箔覆盖的情况;而当针尖曲率较大时,负极性脉宽小于正极性脉宽,其电流幅值大于正极性脉冲。由此推测,在针尖曲率较大铝箔覆盖时放电机理发生了改变,产生了不同于流注放电的另一种放电。     

微包覆对贮氢电极性能及放电机理的影响

用交流阻抗法、恒电位阶跃法和模拟电池充放电实验,研究了贮氢合金表面微包覆处理前后在不同的放电时刻电极表面的电化学反应阻抗、氢在合金中的扩散系数和电极的放电性能。结果表明,在放电末期电极表面电化学阻抗的急剧增大是引起贮氢合金电极放电终止的主要因素;微包覆铜和钴可促进氢的扩散并显著降低电化学反应阻抗,推迟阻抗增大的时间,因而提高了电极的放电性能。     

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。     

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。     

贮氢负极的电化学交流阻抗特性研究

通过试验测得金属氢化物电极的电化学交流阻抗谱（ＥＩＳ），经过分析得到该电极的等效电路图。为了分析电极在不同状态下的阻抗及不同种类电极的阻抗，ＥＩＳ被用于其分析：（１）不同带电态的电极；（２）不同集流体电极；（３）不同化成态的电极。试验结果表明：（１）随放电深度的增加，电荷传递阻抗Ｒ７有先减小后增大的趋势，温伯格阻抗对应电导逐渐减小；对此进行了理论分析；（２）泡沫镍在电极中起到的集流作用不一定明显优于冲孔镍带，但可能由于镍的电催化作用，能减小电极反应的电子转移步骤阻抗；（３）以充放电方式的电化学化成主要是减小电荷转移阻抗，而对温伯格阻抗无明显影响。     

聚苯胺包覆对锂硫电池电化学性能的影响

采用充放电测试、交流阻抗测试等方法并结合粉末电导率测试,研究了水溶性聚苯胺包覆对硫正极电化学性能的影响。比较了不同包覆层厚度硫正极的放电性能,实验结果表明,水溶性聚苯胺包覆可以改善硫正极的导电性,提高硫正极的放电性能;同时聚苯胺网络对聚硫锂的溶解有抑制作用,提高硫正极的循环性能。聚苯胺质量分数为5.8%的活性物质制备的硫正极有较好的电化学性能,首次放电比容量达1356mAh/g,循环50次比容量保持为1000mAh/g。     

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     

MH-Ni电池充放电过程中交流阻抗谱的研究

利用交流阻抗法,对MHNi电池循环过程进行了跟踪研究,通过对交流阻抗谱的拟合解析,发现在循环过程中,电池多孔电极容抗效应CPE经历了先增大后减小的过程;欧姆阻抗在前150周期内变化不大,150周期以后显著增大。分析了这种现象产生的原因,认为电池充放电过程中正负极材料膨胀,挤压隔膜,逐渐使隔膜中的电解液减少,同时正负极材料的膨胀也导致了活性物质的粉化,造成其与导电基体间的接触电阻加大。为如何提高电池的寿命提供了实验依据     

铅酸电池正极有机添加剂

利用放电曲线和循环伏安方法研究了有机添加剂BD对铅酸电池容量及正、负极电化学性能的影响.实验结果表明BD可显著提高电池容量,并有利于电池正极性能的提高,但对负极有不良影响.在实际电池中这种影响可以不予考虑.     

AC/AgO新型复合电化学电容器研究

以活性碳(AC)为负极材料,氧化银(AgO)为正极材料,1.4g/mL的KOH水溶液为电解液,水化纤维素膜为隔膜制备了AC/AgO新型复合电化学电容器。通过交流阻抗、循环伏安、充放电循环等测试考核了其性能。实验表明,AC/AgO新型复合电化学电容器等效串联内阻较低,有效工作电压可达到1.5V以上,具有良好的大电流放电性能和良好的充放电循环性能,以及较好的荷电保持能力。AgO电极在5A/g的电流密度下单电极比电容量达145.2F/g。电容器经过5700次充放电循环后,容量衰减小于10%。     

金属-水固态贮备电池的研究

研究了一种固态贮备电池,采用含水的凝胶聚合物电解质膜作为正极活性物质,锂、镁等活泼金属作为负极.当用锂作为负极,LiClO4-聚甲基丙烯酸甲酯凝胶聚合物(PMMA)作为固体电解质时,最大放电电流密度为1.2 mA/cm2,以0.05 mA恒流放电时,3.0 V电压平台比容量为0.83 mAh/g;当使用镁作为负极,蒙脱石作为固体电解质时,以0.05 mA恒流放电,1.0 V以上放电比容量为6.00mAj/g.电池反应所引起的负极金属表面阻抗的增加,是放电容量减小的主要原因.