应用于氧化还原电池的Fe~(3+)/Fe~(2+)电解液研究

以Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)为正极电解液的氧化还原电池,用循环伏安、交流阻抗、充放电等方法研究了在硫酸体系中的电化学行为。结果显示,Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)反应是准可逆过程,当硫酸的浓度为0.50 mol/L时,峰电流最大,Fe(Ⅱ)扩散系数Dc为2.276×10-6cm2/s;在0.37 V下的电化学极化阻抗为2.238Ω/cm2;与锌溶液组成电池,在20 mA/cm2进行循环充放电,充电电压在1.65~1.72 V,放电电压在1.11~1.25 V,电流效率为80%~97%,电压效率为65%~75%,能持续稳定循环110次。     

Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)复合掺杂非晶态Ni(OH)_2的电极材料及性能

采用快速冷冻沉淀法首次成功制备出Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)复合掺杂非晶态Ni(OH)2粉体材料。通过XRD、SAED、SEM、IR、Raman光谱及DSC-TG等对样品粉体的结构形态进行表征和分析,同时将样品合成电极材料并组装成MH/Ni模拟电池进行电化学性能测试,结果表明,样品材料内部结构缺陷多、无序性强、材料微粒大小比较均匀,并具有较好的分散性,结合水含量较多。将复合掺杂Fe(Ⅲ)5%和Al(Ⅲ)8%的样品材料制备镍正极并组装成MH/Ni模拟电池,在以80 mA·g-1恒流充电5.5 h,40 mA·g-1恒流放电,终止电压1.0 V的充放电制度下,进行充放电性能、比容量及其循环性能等电化学性能的测试,放电平台平稳,工作电压高达1.30 V,放电比容量达到357.6 mAh·g-1,且在电极过程中材料的稳定性增强、电化学阻抗较小,循环可逆性较好。     

Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)复合掺杂非晶态Ni(OH)2的电极材料及性能

采用快速冷冻沉淀法首次成功制备出Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)复合掺杂非晶态Ni(OH)₂粉体材料。通过XRD、SAED、SEM、IR、Raman光谱及DSC-TG等对样品粉体的结构形态进行表征和分析,同时将样品合成电极材料并组装成MH/Ni模拟电池进行电化学性能测试,结果表明,样品材料内部结构缺陷多、无序性强、材料微粒大小比较均匀,并具有较好的分散性,结合水含量较多。将复合掺杂Fe(Ⅲ) 5%和Al(Ⅲ) 8%的样品材料制备镍正极并组装成MH/Ni模拟电池,在以80 mA·g^-1恒流充电5.5 h,40 mA·g^-1恒流放电,终止电压1.0 V的充放电制度下,进行充放电性能、比容量及其循环性能等电化学性能的测试,放电平台平稳,工作电压高达1.30 V,放电比容量达到357.6 mAh·g^-1,且在电极过程中材料的稳定性增强、电化学阻抗较小,循环可逆性较好。     

Electrode material and performance of amorphous Ni(OH)2 codoped by Fe(Ⅲ) and Al(Ⅲ)

采用快速冷冻沉淀法首次成功制备出Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)复合掺杂非晶态Ni(OH)₂粉体材料。通过XRD、SAED、SEM、IR、Raman光谱及DSC-TG等对样品粉体的结构形态进行表征和分析,同时将样品合成电极材料并组装成MH/Ni模拟电池进行电化学性能测试,结果表明,样品材料内部结构缺陷多、无序性强、材料微粒大小比较均匀,并具有较好的分散性,结合水含量较多。将复合掺杂Fe(Ⅲ) 5%和Al(Ⅲ) 8%的样品材料制备镍正极并组装成MH/Ni模拟电池,在以80 mA·g^-1恒流充电5.5 h,40 mA·g^-1恒流放电,终止电压1.0 V的充放电制度下,进行充放电性能、比容量及其循环性能等电化学性能的测试,放电平台平稳,工作电压高达1.30 V,放电比容量达到357.6 mAh·g^-1,且在电极过程中材料的稳定性增强、电化学阻抗较小,循环可逆性较好。     

全钒液流电池阴极电解液稳定性

在钒硫酸溶液中加入添加剂,对钒电池阴极电解液的稳定性进行了研究。利用循环伏安法和交流阻抗法分别对含1%的草酸、草酸铵、乙二胺四乙酸、葡萄糖、D-果糖、α-乳糖的V（Ⅲ）硫酸溶液进行了分析测试。实验结果表明：添加上述添加剂后,溶液中V（Ⅲ）的溶解度和稳定性有所提高,羧酸类化合物比羟基类化合物的效果更加明显,更适合作为阴极电解液的添加剂。当采用1%草酸的1.8 mol· L^-1 V（Ⅲ）硫酸溶液作为阴极电解液和2 mol·L^-1 VOSO₄硫酸溶液作为阳极电解液组装钒电池时,电池的充放电性能表明此时钒硫酸溶液具有较高的单位体积电容量。     

锂离子电池用增强型凝胶聚合物电解质

用相转移法制备无纺布增强型聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物电解质,用扫描电子显微镜和循环伏安对所制聚合物膜性能进行表征,用充放电实验和交流阻抗测试聚合物电池的电化学性质。结果表明：无纺布增强后的聚合物电解质电化学稳定窗口超过5.0 V,室温离子电导率达到2.3 mS/cm,机械强度大幅度提高,以此制备的聚合物电池阻抗降低,充放电时界面阻抗稳定,循环性能得以提高。     

丁二腈作为电解液添加剂的研究

在1 mol/L 六氟磷酸锂/［碳酸乙烯酯（EC）+碳酸二甲酯（DMC）+碳酸甲乙酯（EMC）（体积比为1∶1∶1）］的电解液中加入添加剂丁二腈（SN）,用循环伏安（CV）、恒流充放电、电化学阻抗谱（EIS）等方法,研究了丁二腈对电解液的电化学窗口、电池的比容量、电池的首次充放电效率和电池的循环性能的影响。结果表明,在电解液中加入一定量的高纯度丁二腈,能提高电池的比容量、首次充放电效率和拓宽电解液的电化学稳定窗口,从而提高电解液的热稳定性,改善电解液的循环性能。     

沉淀法制备中温固体氧化物燃料电池电解质材料8YSZ

以Zr （NO3）4·5H2O与Y（NO3）3·6H2O为主要原料,以柠檬酸为缓冲溶液,采用沉淀法制备电解质用8YSZ粉体,利用涂覆法在水系流延技术制备的半电池上涂覆LSM阴极得到单电池.运用XRD、TEM、激光粒度仪、SEM和电化学工作站等测试手段对粉体的物相、结构和粒度分布及单电池的结构与电性能进行了表征.研究结果表明,分散均匀、颗粒尺寸为50～100 nm、立方相8YSZ电解质在1375℃烧成具有高致密度,单电池在750℃时,以氢气和3％水蒸汽为燃料气,空气为氧化气的条件下,获得了开路电压为1.13 V,最大功率为0.93 w/cm2,欧姆阻抗为0.19Ωcm2和极化阻抗为0.65 Ωcm2的电性能.     

丁二酸酐在锂离子电池电解液中的应用

在锂离子电池电解液1 mol/L六氟磷酸锂/碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯+碳酸甲乙酯（体积比为1∶1∶1）溶液中添加丁二酸酐作为提高电池充放电效率的添加剂。 采用恒流充放电测试、循环伏安曲线、线性伏安曲线和电化学阻抗谱等手段,研究了添加剂丁二酸酐对电解液电化学稳定窗口的影响,以及丁二酸酐与锰酸锂材料的相容性。结果表明：在电解液中添加2%（质量分数）的丁二酸酐,提高了LiMn2O4/Li电池常温和高温容量保持率。丁二酸酐可以优先于基础电解液发生少量氧化分解,从而降低了LiMn2O4/Li电池的极化。同时,丁二酸酐也可降低电池循环过程的阻抗。     

一种过锂三元复合正极材料的合成及表征

以碳酸锂、硫酸锰,硫酸镍和硫酸钴为原材料,碳酸氢铵为沉淀剂,氨水为pH调节剂,共沉淀法制备了三元复合材料Li1.2Mn0.5Ni0.1Co0.2O2。将制得的材料组装成锂离子电池进行电化学性能测试。研究表明该材料在2.5～4.6V的电压下充放电测试具有258mAh/g的高容量,循环性能好且粒径分布分布均匀,中位粒径D50=9.285μm,振实密度为1.65g/mL。     

低温自蔓延燃烧合成Li1.2Fe0.2Mn0.6O2纳米颗粒及电化学性能

利用自蔓延燃烧在450℃低温下合成了Li1.2Fe0.2Mn0.6O2纳米颗粒(LFMO-450),借助XRD、SEM和TEM及恒流充放电测试研究了其晶体结构、微观形貌、超微结构和电化学性能.结果表明,样品LFMO-450具有良好的α-NaFeO2层状结构,为粒径分布于45～88 nm的纳米颗粒.恒流充放电测试结果表明,在室温及2.0～4.8 V充放电范围内,该样品在电流密度为0.1、0.2、0.5、1和2 C倍率时首次放电比容量分别为237.5、170.7、124.1、101.9和82.8 mA·h/g,表现出良好的倍率性能;在1 C倍率下,样品首次与循环60次后放电比容量分别为106.4和87.8 mA·h/g,容量保持率为82.5％,表现出良好的循环性能.     

PVA-CMC-KOH复合碱性固态电解质的制备及其在二次锌镍电池中的应用

采用聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)和KOH为原料,通过溶液浇铸方法制备了性能良好的碱性固态聚合物电解质.通过考察电解质含水量、电导率与各组分的关系,得到其最佳配比为m(PVA):m(CMC):m(KOH)=3:1:6.采用DTA和CV技术考察了样品的热稳定性和电化学稳定性.碱性固态电解质在66℃的地方开始脱去自由水,在90℃后脱去束缚水(羟基结合水),350℃发生羟基缩合,分子内脱水.组装碱性固态电解质二次碱性锌镍电池,以不同电流密度2～10 mA/cm2充放电,在电压为1.93～1.95 V出现充电平台,在电压1.78～1.45V出现放电平台.以5 mA/cm2电流密度进行充放电循环10次,充电效率第10次达到92%,表明电解质具有良好的性能.     

锂离子电池正极材料LiCo1／3Mn1／3Ni1／3O2的制备与性能研究

采用机械活化-高温固相法制备了锂离子电池正极材料LiCo1／3Mn1／3Ni1／3O2研究球磨方式与n（Li）／n（M）对合成产物结构与性能的影响。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和电化学性能测试对所得样品的结构、形貌及电化学性能进行了表征。研究结果表明,优化试验条件下制备得到的材料具有良好的循环性能,在电压范围2．7～4．2V内,充放电的电流值为20mA／g时,初始放电比容量为160mA·h／g,30次循环后容量保持率为96．98％。     

GO-PTAm:一种高性能锂离子电池正极材料

通过原子转移自由基聚合法（ATRP法）制备了聚（4-丙烯酰胺基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基）-氧化石墨烯（PTAm-GO）复合材料。采用红外、拉曼、X射线衍射、热重、电子顺磁共振等手段对复合材料进行了表征，将活性材料作为正极组装成扣式电池，测量扣式电池的循环伏安图、电化学阻抗谱和充放电循环容量。结果表明，PTAm-GO电极可以发生可逆的氧化还原反应，且具有比PTAm更低的电化学阻抗和高出约两倍的充放电容量，经过300次充放电循环后，电极比容量保持在138 mAh/g，容量保持率为96.5 %。这对有机电池的发展，特别是对氮氧化物自由基聚合物电极材料的研究具有重要的参考价值。     

稀土La(Ⅲ)掺杂非晶态氢氧化镍的电化学性能

采用微乳液快速冷冻沉淀法制备出稀土La(Ⅲ)掺杂非晶态Ni(OH)2粉体材料,对样品粉体的微结构及形态进行了表征分析,同时将样品作为活性物质合成电极材料,组装成碱性MH-Ni模拟电池,测试其电化学性能。结果表明,掺杂6%La(Ⅲ)样品材料微结构无序性强,质子缺陷较多。将所制备的样品在80 mA/g恒电流充电5.5 h,40 mA/g恒电流放电,终止电压为1.0 V的充放电制度下,其放电平台达到1.256 V,放电比容量为317.1 mAh/g,充放电循环30次放电比容量衰减仅为3.943%,具有较好的电化学稳定性和循环可逆性。     

钠离子电池Fe2O3/CNF负极材料的制备与研究

为了获得具有一定柔性和较好电化学性能的钠离子电池负极材料,采用静电纺丝和碳化工艺制备Fe2O3/碳纳米纤维(Fe2O3/CNF)纳米纤维膜,用于钠离子电池(SIBs)柔性负极材料.通过扫描电镜、TGA测试、元素分析、Raman测试、XRD测试、电池充放电性能测试研究碳化前后Fe2O3/CNF纳米纤维膜的形貌结构及电化学...     

造孔剂含量对固体氧化物燃料电池阳极的结构与电性能的影响

通过向阳极添加造孔剂（PMMA）改善阳极的微观结构,研究不同含量的造孔剂（PMMA）对阳极的显微结构、电性能的影响。利用SEM、电化学1二作站等测试手段对单电池的结构和电性能进行了表征。研究结果表明,添加7wt．％的PMMA造孔剂制备的单电池,阳极的孔隙率高,阳极中的气孔分布均匀,结构规整,降低了燃料气的传输阻力,提高了三相反应界面,获得了良好的电性能。以H2＋3％H：0为燃料气,在750℃下单电池的开路电压（OCV）为1．08V、最大功率密度为0．82W／cm2、欧姆阻抗为0．20Ω·cm2、两极阻抗为0．53Ω·cm2。     

生物-共沉淀法合成高性能磷酸铁锂介孔复合材料

本文利用生物-共沉淀新方法合成磷酸铁锂材料.以微生物为模板与金属离子和磷酸根通过矿化反应和共沉淀反应,形成沉淀物.经热处理后得到具有介孔结构的LiFePO4/C复合材料,其介孔尺寸在3～25nm之间;合成材料在0.1C时其初次放电比容量达到150mAh/g;高倍率下具有良好的循环性能,经过100次充放电循环后,其比容量保持率高达95％;充放电平台稳定,其电压稳定在3.4V左右;循环伏安测试结果显示,电池反应在3.4V左右极化现象不明显.合成材料其电化学性能的提高主要是由于其介孔结构和原位复合碳的存在,从而可显著提高锂离子的传导率和电子的电导率.本方法对制备高性能锂离子电池正极材料具有重要的应用价值.     

锂离子电池正极材料Li3V2[(PO4)1-xFx]3/C的合成及性能表征

以LiH2PO4、LiF和V2O5为原料,蔗糖为还原剂,用碳热还原法合成了Li3V2[(PO4)1-xFx]3/C(x=0、0.02、0.05、0.08、0.10和0.15),并用X射线衍射、Fourier变换红外光谱、循环伏安、交流阻抗谱和恒流充放电技术研究了F-掺杂对材料结构和电化学性能的影响.结果表明:F-掺杂Li3V2(PO4)3/C与纯Li3V2(PO4)3/C均为单斜结构,但少量的F-掺杂可提高电极反应可逆程度和电导率,降低电荷传递阻抗;在所得的F-掺杂材料中,Li3V2[(PO4)0.95F0.05]3/C具有较好的电化学性能.在3.0～4.2V (vs.Li/Li+)循环时,电极的0.5C放电容量为124.4 mA·h/g,50次循环后容量保持率为98.5％,15C下的放电容量为84.7mA·h/g,50次循环后容量保持率为97.4％,而Li3V2(PO4)3/C的仅为59.2 mA·h/g和89.0％.     

铝集流体表面处理对锂离子电池性能的影响

以铝箔为基材,在磷酸–硫酸混合溶液中采用直流阳极氧化法进行表面处理,使铝箔表面形成多孔氧化铝结构。采用粘附力测试、扫描电镜、循环伏安、电化学阻抗谱、恒流充放电等方法,对铝箔表面结构及以其作为正极集流体的锂离子电池充放电性能进行考察。结果表明,经过阳极氧化处理的铝箔表面形成孔径为1~5μm的多孔氧化铝层,使活性材料的粘附力提高了23%,在1 mol/L LiP F6的碳酸甲乙酯和碳酸乙烯酯电解液体系中的耐腐蚀性能得到明显提升。未处理铝箔的腐蚀电流密度峰值为0.267 mA/cm2,阳极氧化处理后降至0.022 m A/cm2。经过200次充放电循环后,0.5 C、1 C和5 C倍率下采用经阳极氧化处理铝箔的锂离子电池比容量比采用未处理铝箔的电池比容量分别高2.85%、4.42%和10.56%。