影响热电池用矿物二硫化铁热稳定性的因素

研究了热电池正极材料常用的矿物二硫化铁粉末的特性。通过扫描电子显微镜法(SEM,Scanning Electron Microscope)形貌观察、等离子体能谱分析方法(ICP,Inductively Coupled Plasma)杂质成分分析、粒度分布测试、X射线衍射法(XRD,X-ray Diffraction)物相分析、热重分析法(TGA,Thermo Gravimetric Analysis)等分析测试手段,分别从矿物二硫化铁粉末中的杂质、粒度分布、以及矿源产地等几个方面出发,讨论了影响矿物二硫化铁粉末热稳定性的因素。结果得出影响矿物二硫化铁热稳定性的主要因素是可在酸中溶解的杂质;粒度分布对矿物二硫化铁粉末热稳定性的影响较小,是次要因素;不同矿源的二硫化铁矿石粉末并不能显著影响矿物二硫化铁的热稳定性,为次要因素。经酸液洗涤、纯化处理工艺后,矿物二硫化铁的热稳定性几乎提高了85℃,换言之,用该种工艺材料生产的热电池的工作温度区间拓宽了85℃,能有效地提高热电池的性能。     

锂硅/二硫化铁热电池放电特性研究

通过对锂硅/二硫化铁热电池进行恒温电性能测试,发现随着工作温度的不断升高,初始开路电压越来越高,电池内阻越来越小,因此放电电压随之增加;但电池的"热搁置寿命"却大幅缩短,表明热电池在激活后内部存在容量损耗。容量损耗不仅发生在空载阶段,在放电过程中也同样存在。500℃时热电池电容量可利用率可以表示为η=100%-2.31%t空载-2.27%t放电;其中t空载,t放电分别为空载时间和放电时间,单位为min。     

锂合金热电池内阻

热电池的内阻大小直接影响着电池的负载能力。热电池的内阻越小,其负载能力越强。依据热电池的具体特点,从它的内部结构、单体电池的厚度、正负极材料、工作温度等几个方面,研究影响热电池内阻的因素。     

海特锂/二硫化铁扣式电池成果通过鉴定

2008年7月30日,山东省科技厅委托枣庄市科技局组织专家对山东神工海特电子科技有限公司的《高能环保系列锂铁扣式电池》项目(科技部科技型中小企业技术创新基金无偿资助项目     

长寿命热电池发展中面临问题及对策

叙述了长寿命热电池发展中所面临的问题,这些问题是:(1)放电过程中阴极材料的热分解问题;(2)放电过程中电解质熔点的升高;(3)为了延长电池放电时间,必须进一步延长电池的热寿命.针对这些问题,提出了解决办法.     

FeS_2和CoS_2正极材料的自放电性能比较

FeS_2和CoS_2是锂系热电池最常用的两种正极材料。经X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)以及热重分析(TGA)表征发现:二者具有相同的立方晶体结构,CoS_2的热分解温度比FeS_2高100℃左右。以LiB合金为负极材料、LiF-LiCl-LiBr低温共熔盐为电解质,分别采用CoS_2和FeS_2作为正极材料制备热电池,在500℃的温度下进行恒流放电实验。结果发现:在放电初期LiB/FeS_2体系的工作电压高于LiB/CoS_2体系,但在工作一段时间后被LiB/CoS_2体系反超;随着工作时间的延长,热电池可释放的电容量逐渐减少,LiB/FeS_2体系容量衰减的速率比LiB/CoS_2体系快。将热电池空载不同时间后再进行恒流放电,发现热电池实际可释放的电容量与工作时间呈现一元线性关系,以此计算出LiB/FeS_2电池和LiB/CoS_2电池的容量衰减率分别为17.7和3.92 C/min。     

原料对LiCo0.05Mn1．95O4晶体结构及性能的影响

采用高温固相法,用不同的锂源（LiNO3、Li2CO3、LiOH·H2O）和不同锰源（CMD、MnCO3、Mn（Ac）2·4H2O、EMD）分别合成了LiCo0.05Mn1.95O4样品,并结合XRD、SEM和电化学性能测试等手段,研究了不同合成原料对锂离子电池正极材料LiCo0.05Mn1.95O4的晶体结构、外观形貌和电化学性能的影响。研究结果表明：LiOH·H2O和EMD是较好的合成LiCo0.05Mn1.96O4的材料。     

二硫化铁处理消除初始峰压的实验研究

对二硫化铁添加不同的添加剂和采用不同的处理方法,制取的热电池正极材料进行实验分析和电性能测试研究,提出了不同的添加剂和处理方法对消除热电池激活后初始电压尖峰的影响及其作用机理,得出了最佳的处理方法是添加Li2O干法一次高温锂化处理方法。     

丙二醇对胶体电解质电化学性能的影响

用循环伏安法和SEM研究丙二醇对纳米气相二氧化硅胶体电解质性能的影响。添加丙二醇有利于提高电解质的充放电性能,但添加量应不高于0.05%。当丙二醇的添加量为0.05%时,可使气相二氧化硅的最佳分散时间缩短77.7%,胶体电解质具有更好的循环性能,以10 m V/s的速度在-1.3~-0.7 V循环100次后,峰电流为未添加时的2.77倍。SEM测试结果显示:添加丙二醇的胶体凝胶结构比未添加的更多孔、疏松。     

Mn掺杂对LiFePO4材料电化学性能的影响

为改进锂离子电池正极材料LiFePO4的高倍率充放电性能,采用Mn对LiFePO4进行掺杂,研究了Mn掺杂量对LiFePO4性能的影响.通过对Li(MnyFe1-y)PO4(y=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1)材料的研究,我们发现LiMn0.2Fe0.8PO4与LiFePO4材料相比有更好的电化学性能,当采用160 mA/g的电流进行充放电时,比容量可达92 mAh/g.     

磷酸铁锂晶体结构及其锂离子迁移方向研究

锂离子电池正极材料磷酸铁锂(Li Fe PO4)具有电化学性能良好、安全性能优异、潜在的成本低廉等突出优点,在近几年来成为研究的热点。Li Fe PO4本征的电导率和锂离子扩散系数低,使其高倍率、低温性能发挥受阻,成为Li Fe PO4的大规模应用的瓶颈。通过Rietveld精修方法获得磷酸铁锂的结构参数,通过对磷酸铁锂晶体结构的分析,首次给出了Li Fe PO4沿[001]和[010]方向上的截面投影图,提出设计合成减小b轴方向的尺度,扩大ac方向维度的二维片状结构的产物,有望提高磷酸铁锂中锂离子的扩散速度,提高磷酸铁锂材料的电导率、倍率性能及低温性能。     

LiSi-CoS2体系热电池的电化学特性

为了了解人工合成的多孔CoS2材料的电压、负载能力、内阻、比功率、比容量等电化学特性,以小组合LiSi-CoS2体系热电池的形式,在真实的热电池工作温度环境下放电,结合电子扫描分析(SEM)、比表面分析(BET)等手段进行了试验分析,同时与LiSi-FeS2体系作了比较;并根据-180目、-260目、-400目三种粒度CoS2材料的电化学特性对比结果分析了粒度对该材料电化学性能的影响。试验表明本试验采用的多孔结构CoS2材料总体电化学性能优于FeS2。内阻较低,负载能力强,大电流极化较小,变负载下输出电压精度高,因此该多孔结构CoS2材料很适合于高比功率热电池产品;比容量较大,活性物质利用率较高,适合高比能量、长寿命热电池;粒度对材料的电化学性能有一定程度的影响,-180目、-260目、-400目三种粒度相比,颗粒度小的CoS2电压坪阶、脉冲电压、比功率均较高,内阻较低,比容量略有差别,但对于本试验可以忽略。     

部分杂质对球形氢氧化镍结构及电性能的影响

许多文献介绍了化学组成和晶体结构对Ｎｉ（ＯＨ）２电性能的影响,而化学组分对组成Ｎｉ（ＯＨ）２晶体的亚晶定向生长结构以及枝晶结构对电性能的相互影响却很少涉及。本文主要探讨硫酸盐、碳酸盐及共沉淀法掺入的少量Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｄ等对氢氧化镍亚晶结构和电性能的影响,以及亚晶晶粒的大小及排列方式对氢氧化镍的结构和综合电性能的影响。     

钴酸锂晶体结构与能量关系的研究进展

在总结近十年来文献的基础上,详细阐述了定化学计量比的钴酸锂的两种物相HT-LiCoO_2和LT-LiCoO_2的晶体结构,依据Pauling 规则从配位多面体能量的角度分析了热力学相对稳定性,同时反映了理论界对此所持的异议,希望通过确定稳定相来确定合成何种物相可使锂离子蓄电池获得更长的使用寿命;介绍了钴酸锂在充放电过程中脱锂态产物晶体结构变化规律存在的较大争议,侧重介绍利用第一原理和从头计算的方法,从能量角度分析脱锂态钴酸锂的晶体结构,希望通过稳定层状结构来提高抗过充性和导电性能。     

元素掺杂对LiNiO2正极材料电化学性能的影响

综述了近年来通过元素掺杂改善正极材料电化学性能的研究成果,对不同的元素掺杂组合进行了比较,并结合层状结构的稳定性和锂离子脱嵌机理进行了讨论,认为在优化合成条件基础上,目前元素掺杂是提高锂离子蓄电池正极材料充放电循环性能、贮存性能及安全性能最有效的途径,不同元素的联合掺杂是当前研究的热点。在理论上得出目前效果理想的掺杂组合。     

锂化的氧化钒阴极材料研究

热电池用的一般阴极材料是二硫化铁 ,为了克服二硫化铁的热分解 ,我们开展了锂化的氧化钒阴极材料的研究 ,发现锂化的氧化钒阴极材料具有更高的电压和更好的热稳定性 ,但由于锂化的氧化钒阴极材料的库仑比容量比较低 ,影响热电池的后期放电电压。以锂化的氧化钒材料为主、添加一定比例二硫化铁的复合阴极材料 ,其综合性能优于锂化的氧化钒和二硫化铁这两种阴极材料 ,应用于长寿命热电池中 ,取得了比较好的效果。     

电极厚度对锂离子电池电化学性能的影响

考虑到电极结构参数对锂离子电池性能的重要影响,基于实验结果以及一维等温电化学模型研究了电极厚度对锂离子电池电化学性能的影响。制备了不同活性物质载量的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电极,研究了不同厚度的电极对其倍率性能、循环充放电性能和容量的影响。基于多孔电极理论建立了一维锂离子电池电化学模型。将不同厚度的电极的仿真放电曲线与实验结果进行对比,仿真结果显示,不同厚度电极区域的电解质盐浓度、活性粒子表面锂离子浓度、电解液电势和过电势都有着显著的不同,正是这些差异导致不同厚度的电极的倍率性能、容量衰退的差别。