全沉积型铅酸液流电池石墨毡正极的性能

以石墨毡为电极材料,以甲基磺酸和甲基磺酸铅溶液为电解液组成全沉积型铅酸液流电池体系,研究了PbO₂/Pb（Ⅱ）电对在石墨毡电极上的电化学反应动力学特征和电极表面改性处理对PbO₂/Pb（Ⅱ）电对反应动力学行为的影响。结果表明:实验测得的PbO₂/Pb（Ⅱ）电对在石墨毡电极上的平衡电极电位值为1.25 V,与理论值接近,且电极反应在平衡状态下的动力学特性较好;循环伏安曲线的氧化峰与还原峰电位分别为1.54 V和1.238 V,表明石墨毡电极Pb（Ⅱ）与PbO₂之间的还原反应比氧化反应更容易;在浓酸、热、热与酸结合三种表面改性方法中,以浓甲基磺酸处理的石墨毡表面电化学活性最好。     

电化学氧化改性石墨毡电极对VO2+/VO+2电对的催化活性

采用循环伏安和恒流充放电试验研究了电化学氧化改性石墨毡对VO2 /VO 2电对的催化活性,并利用XPS、FT-IR、SEM、BET对改性前后石墨毡碳纤维表面O/C、官能团变化、形貌和比表面积进行比较.结果表明,电化学处理后,石墨毡表面的O/C比例由0.085增加至0.15,增加的主要是COOH官能团.石墨毡碳纤维表面被刻蚀,比表面积有所增大.采用改性的石墨毡作为电极组装的全钒液流电池在50mA/cm2电流密度下,电压效率达75.99%,电流效率达96.79%,经多次循环性能稳定.电极活性的提高归因于碳纤维表面COOH官能团数目的增加和比表面积的增大.     

钒液流电池用石墨毡电极的电化学修饰

研究了钒液流电池用石墨毡电极的电化学处理,结果发现,电化学处理能提高电极活性,30mA·cm-2电流密度下,电压效率可达90．96％,电流效率达92％．XPS分析表明,电化学处理后,石墨毡表面的O／C比例由0．085增加至0．15,且主要增加的是COOH官能团,与FT-IR分析结果一致．SEM表明碳纤维表面被刻蚀,BET测试结果表明比表面积有所增加．电极活性的提高归因于碳纤维表面COOH官能团数目的增加及比表面积的增大．     

液流电池用PAN碳毡材料的改性

液流电池是实现可再生能源大规模应用的新型绿色二次电池,其中电极材料的性能对于液流电池的实际应用具有重要意义。聚丙烯腈基(PAN)碳毡是液流电池的首选电极材料,为了进一步提高PAN碳毡电极材料的亲水性和电化学活性,近些年有关PAN碳毡的改性研究成为了热点。介绍了液流电池的工作原理及其电极材料,着重介绍了液流电池用改性PAN碳毡电极材料的研究现状,并展望了制备PAN碳毡电极材料的发展趋势。     

SnO2修饰石墨毡电极的制备及其性能表征

采用H₂O₂对石墨毡（GF）进行预处理,然后在其表面电沉积Sn,最后在120℃烘箱氧化24 h制备出SnO₂修饰的石墨毡电极。通过扫描电镜（SEM）对SnO₂修饰前后的石墨毡表面形貌进行表征,采用循环伏安法研究了SnO₂修饰后石墨毡电极的电化学性能。结果表明：SnO₂能够均匀地包覆在石墨毡表面;SnO₂修饰石墨毡后V⁴⁺/V⁵⁺电对的氧化峰的峰电流由0.0538 A增加到0.0708 A,与未处理石墨毡相比增加了31.5%,反应峰出峰持续时间提高,说明SnO₂对V⁴⁺/V⁵⁺电对电极过程具有一定的催化作用。析氧电位由1.382 V增加到了1.517 V,使电极在VOSO₄溶液中的电化学窗口变宽。     

使用炭毡化学传感器的开发

一、序言作为电极的炭材料,众所周知其氢和氧的过电压都比较大,且对各种溶剂稳定,故在各种各样化学物质的电极中用于进行氧化反应和还原反应的研究。在电化学测定中它们也被广泛使用。用炭作电极时把电极浸渍于电解液中测定电流及电位,在测定时是极有用的电极材料。然而,微小的炭纤维集合体(炭毡)电极,其表面积极大,达10～30m~2/g,可构成能测定溶液试料绝对量的检测电量型(电量测定法)的传感器。据报导把浸     

全钒液流电池用石墨-乙炔黑复合电极的研究

用循环伏安法研究了石墨及其与乙炔黑复合所制备的电极在5mol/L H₂SO₄+1mol/L VOSO4溶液中的循环伏安行为, 并用扫描电镜观察了复合材料的表面形貌. 循环伏安结果表明, 石墨对全钒液流电池的正极电对V(IV)/V(V)和负极电对V(II)/V(III)的氧化还原反应具有良好的可逆性, 但氧化还原电流较小; 乙炔黑能够明显提高二电对在石墨上的氧化还原电流. 扫描电镜观察表明, 细小的颗粒状乙炔黑能够均匀地覆盖在片状石墨的表面. 通过比较复合电极的循环伏安行为, 得到用作全钒液流电池的正负极材料的最佳乙炔黑与石墨质量比分别为15:85和4:96.     

纳米炭在氧化还原液流电池中的应用（英文）

氧化还原液流电池(RFB)被认为是最高效的电网级大规模电化学储能技术,随着能源危机和环境污染的加剧,其引起广泛的关注。电荷传输性质是与储能装置的电化学性能有关的关键因素。通常通过调节材料形态和尺寸有效地减小离子的扩散距离,进而提高离子的扩散系数和电子的传递效率。纳米炭具有特殊的微结构和电子结构,并能呈现出众多奇异的物化特性,例如高离子电导、优异的导热性和出色的机械性能,其在电化学储能中起着不可或缺的作用。调控碳的微观结构是改善其电子和离子传输行为的有效策略。本文回顾了纳米炭在RFB中的功能,特别是着眼于电极(悬浮电极)和双极板(集电极)中使用的纳米炭材料的改性和设计,其可提高能量效率、功率密度和流动池的稳定性。希望对纳米炭材料在氧化还原液流电池中的应用进行更全面系统的介绍,可为高性能氧化还原液流电池的设计提供新的视角。     

电化学电容器中炭电极的研究及开发Ⅱ.炭电极

总结了各种炭材料作为电化学电容器电极材料的研究和开发现状，分析了炭材料的比表面积、孔分布、孔容、表面官能团、石墨微晶取向等特性，极化电极的制作工艺、电极密度、电极厚度、电极导电性以及附加准电容等电化学特性对电化学电容器性能的影响，着重介绍了近几年来用纳米碳管作电化学电容器极化电极所取得的进展，并展望了纳米碳管在这一领域应用的前景。     

钒液流电池碳毡电极的镍离子修饰

采用硝酸镍溶液对聚丙烯腈碳毡进行修饰处理,通过循环伏安法研究了修饰后材料在钒电池中的电化学性能。结果表明,处理后的碳毡具有较好的电化学性能,对于负电对具有电化学可逆性,适合用作钒液流电池的负极材料;处理后碳毡的耐腐蚀性也有明显的改善。SEM和EDS表明,处理后,镍离子与碳毡成功结合,成为碳纤维表面活性物质,显著的提高了碳毡的性能。     

以碳毡为电极的新全钒氧化还原流动电池

一种全钒氧化还原流动系统的结构和性能被描述。这种电池用硫酸氧钒溶于硫酸溶液中作为电解液,碳毡作电极材料,并用一种离子选择薄膜作为隔离层。工作参数,存贮寿命以及与其它电池系统特性的比较作了介绍。1kwh、15kwh或50kwh容量的电池生产成本被推算,这种电池在大电站的装置和机动车辆中的实际应用也被讨论。     

钒液流电池用碳纸电极改性的研究

采用红外光谱、单点比表面积检测手段研究了碳纸435℃热处理前后的表面结构和比表面积的变化. 并将这类碳纸用作全钒液流氧化还原电池电极材料, 对其电化学性能进行了研究. 结果表明：热处理10h的碳纸表面有-COOH官能团生成, 比表面积显著增大, 其电化学活性增强. 热处理后的碳纸作为电极组装成的电池在电流密度50mA/cm²时有良好的充放电性能, 平均电流和电压效率达到95%和89%.     

原位拉曼光谱在碱金属离子电池炭负极材料研究中的应用（英文）

拉曼散射仪是一种基于激光物理学的快速、无损、高分辨率的通用表征工具,已被证明是研究温度、应力、电化学反应等诱导的结构相变的一种有力工具。碱金属电池的原位拉曼表征可以追踪充放电过程中的电极材料变化和界面反应。炭材料因其良好的可逆性、优异的稳定性、低电化学平台和低成本,成为应用最广泛的锂离子电池负极材料。本文详细总结了原位拉曼谱图在碱金属离子电池炭负极材料研究中的应用,着重整理归纳了原位拉曼谱图在分析Li~+/Na~+/K~+在石墨、硬碳等炭材料储能机理中的应用,分析了尺寸效应、应力、掺杂、溶剂化共插层等对碱金属离子电池炭负极材料储能的影响。原位拉曼与原子力显微镜(AFM),X射线衍射(XRD)等高分辨率的原位表征联用以达到分析储能机理的目的,将会在储能领域中表现出广阔的应用前景。     

全钒氧化还原液流电池用电极材料的研究进展

全钒氧化还原液流电池系统作为电化学系统现已在国外得到了很好的发展.本文归纳了全钒氧化还原液流电池电极的功能和性能要求,介绍了电极材料的研究进展情况,并提出了当前最有应用前景的电极材料及其结构.     

合理设计多电子转移机制实现更好的水系锌-有机电池（英文）

由于环境相容性好、分子结构可定制和有机物资源丰富等优势,水系锌-有机物电池(AZOBs)成为构建新一代大规模储能系统的关键技术.然而,电导率差、有机物溶解和单一活性基团等问题严重限制了有机物正极材料的倍率性能、稳定性和比容量.因此,具备多氧化还原中心和稳定骨架的有机物正极材料对于实现高性能有机物正极材料至关重要.这些多官能团有机物可协同作用并激发基于多电子转移的氧化还原反应,进而促进H⁺/Zn²⁺共嵌以显著提升电池性能.本文探索了多官能团有机物电极的分子结构与其氧化还原反应机理之间的构效关系.本文综述了多官能团有机正极材料在提高氧化还原电位、比容量、动力学以及稳定性等方面面临的挑战和解决策略,为进一步开发先进AZOBs的关键正极材料提供了重要基础.     

锂离子电池钒系电极材料的研究进展

锂离子电池电极材料对锂离子电池性能提升起着关键作用.钒的价态较多,构成的钒系电极材料具有层状、尖晶石型、反尖晶石型等多种结构.该系列材料通常具有较高的理论比容量,且合成方式多样,性价比高,因此钒系化合物在锂离子电池电极材料的应用上受到了广泛关注,但目前尚缺少对钒系电极材料的系统性总结.本文综述了以钒的氧化物、无锂型金属离子钒酸盐、含锂型钒酸盐及钒磷酸根聚阴离子材料为主要体系的锂离子电池钒系电极材料,并对各体系的结构及电化学性能进行了总结,针对合成锂离子电池钒系电极材料的主要方法(如固相合成法、溶胶-凝胶法、水热法、碳热还原法、液相沉淀法等)进行概述及分析,还对通过纳米化、特殊形貌控制、复合改性等其他改性方式优化的钒系电极材料的性能进行了介绍,最后对钒系锂离子电池电极材料的研究方向和发展前景进行展望,希望对促进该类材料的研究与产业化应用能有所助益.     

CTAB作为钒电池电解液添加剂的研究

通过紫外-可见、扫描电镜、方波伏安、循环伏安、稳定性考察,研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为钒电池电解液的添加剂对电解液的稳定性和电化学活性的影响,并对其机理进行了探讨.研究结果表明:电解液中CTAB胶束的季铵头部基团与五价钒作用,阻止五价钒的进一步聚合,从而抑制了五价钒的结晶.同时,添加剂在电极和电解液界面上,形成稳定的半球状颗粒,起到胶束催化V(IV)/V(V)氧化还原电对的作用.交流阻抗、充放电测试表明添加CTAB的电解液大大减小电荷传递电阻,使双电层电容增大一倍,提高电解液的电化学反应活性,这与CTAB的胶束催化相吻合.     

氧官能团对活性炭超级电容器电容性能的影响（英文）

活性炭作为一种电极材料广泛应用于商业超级电容器中。炭材料表面的氧官能团是影响超级电容器电容性能的重要因素之一。通过(NH_4)_2S_2O_8温和的氧化过程在活性炭上引入氧官能团,并在不同温度下热处理样品来进一步除去氧官能团,同时又保留了活性炭原始的孔结构。结果表明,在水系电解液中,含氧官能团,特别是羧基和羰基,不仅加强了电解液在电极中的扩散,而且通过引入赝电容来提高电容。在300℃惰性气氛热处理后可以增加电极材料的电容和倍率性能。然而,不适量的氧官能团会堵塞活性炭的孔,导致其电化学性能差。在有机电解液中,含氧官能团会降低电极材料的电容,但在700℃惰性气氛热处理后可以有效提升材料的电容。研究结果揭示了氧官能团与电化学性能之间的关系,对于设计实际应用中的高性能超级电容器至关重要。     

超级电容器用新型微晶炭电极材料的研究进展

作为一种新型超级电容器电极材料，新型微晶炭含有大量类石墨微晶结构，在高比能量电容器上有着良好的应用前景。介绍了新型微晶炭作为超级电容器电极材料时的“电活化”现象以及影响微晶炭电化学电容性能的因素，指出选择理想微晶炭原料，探索最佳工艺参数，寻找合适活化电位是今后研究的重要方向。     

钒电池集流体用聚四氟乙烯导电塑料的制备与性能

报道了制备钒电池集流体用聚四氟乙烯导电塑料的制备方法,研究了不同种类和不同用量的炭系导电填料对聚四氟乙烯导电塑料性能的影响,探讨了导电填料层积复合法对样品的性能影响。研究结果表明,石墨填料是聚四氟乙烯导电塑料中较理想的导电填料;用量77%的石墨能够在样品中形成完整的导电网络,相应的体积电阻率为0.070Ω.cm,拉伸强度12MPa;层积复合法能够大幅度地提高样品的导电性;高温烧结工序能够提高样品的导电性能;样品具有良好的防渗漏、耐强酸腐蚀和电化学腐蚀性能;该材料可用作钒电池的集流体,有望在钒电池中得到应用。