对甲苯磺酸对钒电池负极液的影响

钒电池负极液的电极过程可逆性较差,导致放电过程在很大程度上受电化学步骤控制。借助循环伏安测试手段,考察了对甲苯磺酸的添加量、电解液的浓度和扫描速度等对负极液氧化还原峰电流和电势差的影响,得出添加质量分数0.15%对甲苯磺酸的负极液能提高电极过程的可逆性,提高电池能量效率。交流阻抗分析表明对甲苯磺酸对V3+/V2+电对有催化作用。同时,对甲苯磺酸的加入显著降低了负极液的粘度和电导率。     

MoO_2/GP-GP有机系电化学混合电容器的研究

以石墨烯(GP)为正极,MoO_2/石墨烯复合材料为负极组装有机系混合电容器,选定0.7~4.5 V为混合电容器的电压范围,对混合电容器的正负极质量比进行优化,实验结果表明,正负极质量比mGP/mMoO_2/GP为3.6时,电容器可以同时获得较高的能量密度和功率密度,表现出良好的整体性能。     

聚苯胺对DMcT氧化还原反应的电催化作用

采用循环伏安法和交流阻抗法研究了聚苯胺 (PAn)对 2 ,5 二巯基 1,3 ,4 噻二唑 (DMcT)氧化还原反应的电催化作用及其DMcT/PAn复合物的电化学性能。结果表明 ,PAn膜电极在含饱和DMcT电解质溶液中不仅可以形成DMcT/PAn复合物 ,而且复合物电极呈现的氧化还原的峰电位差较电极未修饰前明显减少。DMcT/PAn复合物电极和PAn电极在 1.0mol/LHCl溶液中呈现相似的复数平面图 ,但在开路电位下在高频段的半圆的直径前者大于后者 ,而在 1.0V电位下则前者小于后者。因此认为在DMcT/PAn复合物中 ,DMcT是主要的电活性物质 ,PAn则可以较大程度地提高复合物的导电性和电荷传递速度 ,对DMcT的氧化还原反应有显著的催化作用。     

H_2-Fe~(3+)/Fe~(2+)氧化还原液流电池初步研究

提出一种新型氧化还原液流电池:H2-Fe3+/Fe2+氧化还原液流电池。系统研究了Fe3+/Fe2+电对于未处理与热处理聚丙烯腈基石墨毡上的电化学性能及两种石墨毡组装电池充放电性能。实验结果表明:经热处理之后,石墨毡电化学反应活性面积变大,Fe3+/Fe2+电荷传递阻抗降低,从而降低了电池极化。以热处理石墨毡为电池正极,碳纸为负极组成电池,在50 m A/cm2充放电时,电压效率为87.43%,与用未处理石墨毡组装电池相比,电压效率提高11.82%,内阻降低50%。     

抗坏血酸还原氧化石墨烯制备硫-石墨烯复合物

利用环境友好的抗坏血酸常温下通过还原氧化石墨烯制备得硫-石墨烯复合材料,用于锂硫电池正极材料。用XRD、FES EM和电化学测试对复合材料进行结构、形貌和电化学性能分析。结果表明:抗坏血酸成功地还原出石墨烯。将不同抗坏血酸用量制备的复合物装配成扣式电池,当氧化石墨烯(GO)与抗坏血酸的质量比为1∶10时,性能较好,在0.2 mA/cm2电流密度下,1.5~3 V区间充放电,首次放电比容量为1 250.19 mAh/g,循环20次保持在1 216.76mAh/g,容量保持率为97.33%。     

氧化还原电池氨基磺酸铈电解液的性能研究

采用循环伏安和极化曲线方法对氨基磺酸体系中Ce3+/Ce4+电对在Pt电极上氧化反应的动力学进行了研究。极化曲线结果表明,在较高过电位下交换电流密度j0为5.95×10-4A/cm。循环伏安结果显示:Ce3+/Ce4+电对在Pt电极上的反应是准可逆过程,计算得到303 K时Ce3+的扩散系数D为5.93×10-6cm2/s。所加阳离子NH4+和K+能提高氨基磺酸铈电解液的电导率,并可改善以氨基磺酸铈作正极电解液的氧化还原电池的充放电循环性能。     

LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4在不同电解液中的电化学性能

利用溶胶凝胶法合成4.7 V高电压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,运用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构与形貌进行表征,并测试了其在1 mol/L LiPF6/(EC+DEC)、1 mol/L LiPF6/(EC+DEC+DMC)、1 mol/L LiPF6/(EC+EMC)三种电解液中的充放电性能。研究发现,不同成分的电解液显著影响LiNi0.5Mn1.5O4材料的电化学性能,其中在1 mol/L LiPF6/(EC+EMC)电解液中,材料具有相对好的循环性能,其最大放电比容量为92.4 mAh/g,50周循环后,比容量衰减为68.4 mAh/g,容量保持率为74%。循环伏安曲线(CV)结果表明,在4.7 V附近出现两对强氧化还原峰分别对应于Ni2+/Ni3+和Ni3+/Ni4+,在4.0 V出现的弱氧化还原峰则对应于Mn3+/Mn4+。相比于4.0 V低电压,在4.7 V高电压下LiNi0.5Mn1.5O4电极的SEI膜电阻增大而锂离子的脱嵌更容易进行。     

纳米二氧化锰超级电容器电极研究

采用液相法制得菊花状形貌的纳米MnO2电极材料,并组装成对称型超级电容器。采用0.8V电压,在不同电流密度下分别对超级电容器进行了恒电流充放电测试,旨在研究正负极对超级电容器充放电性能的影响。结果发现,正负极的电荷储存机制不同,其中正极对电容器电压的影响起主要作用,在0.43～0.49V(vsHg/HgO)以及0.40～0.33V(vsHg/HgO)范围内发生了电化学反应,而负极则表现稳定。随着电流密度的增大,正极电压范围从0.54V下降到0.52V;负极电压范围则从0.26V增加到0.28V;正、负极以及电容器电阻均有所下降,超级电容器从4.29Ω下降到2.80Ω,正极从0.94Ω下降到0.76Ω,负极从1.30Ω下降到0.97Ω。超级电容器及电极的自放电分两部分进行,在高电位范围内由紧密层电荷快速扩散的线性放电速率变化以及在低电位范围内由分散层扩散决定的慢速线性放电速率变化。     

深圳先进技术研究院研发出1种高效低成本锌离子混合超级电容器

正近日,中国科学院深圳先进技术研究院功能薄膜材料研究中心成功研发出了基于+2价锌离子为活性载流子的新型高效低成本混合超级电容器。通过对廉价的锌箔进行一体化设计,将该器件作为负极活性材料和集流体,以环保生物质活性炭为正极,溶有锌盐的有机溶剂为电解液,通过锌离子在负极的氧化/还原反应及阴离子在正极的吸附/脱吸附反应,实现电容器的可逆充放电。锌的储量丰富,离子为+2价,可使基于锌离子的混合超级电容器获得高     

全钒液流电池阳极电偶中VO2+氧化反应动力学研究

利用动电位极化和循环伏安法对全钒液流电池阳极VO2+/VO2+电偶的氧化反应的动力学行为进行了研究.动电位极化曲线的分析表明:在η＜0.130 V时电荷转移步骤为电极过程的控制步骤;在0.130 V＜η＜0.330 V时电极过程受电荷转移和扩散步骤混合控制;当η＞0.330 V时扩散步骤为电极过程的控制步骤.利用动电位极化和循环伏安法的实验结果计算出25℃时实验溶液中VO2+/VO2+氧化反应的相关参数:交换电流密度为5.34×10-5 A/cm2;平衡电极电位0.717 V;电荷传递电阻为462.8Ω·cm2;电荷传递系数0.57;VO2+的扩散系数3.52×10-11 cm/s;反应平衡常数6.71×10-7.分析VO2+的氧化反应历程,实验证明了VO2+的氧化反应为单电子不可逆反应,并具有随后可逆化学反应的电化学反应的特征.     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的研究概况(Ⅱ)

(接上期) 2 Li4Ti5O12合成 2.1 Li4Ti5O12合成方法 2.1.1 高温固相合成法(high temperature solid-state reac-tion)[21-23] T.F.Yi等人[21]用TiO2和Li2CO3直接混合后于800℃-12h-空气焙烧合成Li4Ti5O12为单一物相,a=0.358nm;0～2 V放电比容昔为197 mAh/g.同样H.Ge等人[22]也采用相同的原材料在甲醇介质中球磨形成浆料,于800℃-12 h-空气焙烧合成Li4Ti5O12在2.0～0.01 V,0.3mV/s进行循环伏安测试,有两对氧化还原峰存在:1.75 V/1.45 V和0.6V以下,未发现不可逆峰,前者归因于Ti4+/Ti3+的氧化还原反应,后者为Ti4+的多步反应.     

硒掺杂硫化聚苯胺的制备及性能研究

提高硫化聚合物正极的反应动力学,对实现这类材料的应用具有重要意义.通过加热硫硒固熔体和聚苯胺制备了硒掺杂的硫化聚苯胺(Se@SPANI).结果表明,硒掺杂显著降低了Se@SPANI的氧化还原过程中的超电势,加快了电化学反应速率.以0.5A/g电流密度进行充放电,Se@SPANI在酯类电解液中经100次循环后仍保持478...     

锌锰干电池的容量

通常认为锌锰干电池放电时正极和负极进行如下反应: 锌电极的氧化反应:Zn-2e+2NH-4Cl→Zn(NH_3)_2Cl_2+2H~+(1) 二氧化锰电极的还原反应: MnO_2+e+H~+→MnOOH (2) 电池的反应是: Zn+2NH_4Cl+2MnO_2→Zn(NH_3)_2Cl↓     

添加剂对全钒液流电池正极电解液的影响

研究了正极电解液添加剂尿素、乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸和K2SO4对全钒液流电池正极电解液荷电状态(SOC)及氧化还原电位的影响。研究结果表明,无机添加剂K2SO4和有机添加剂尿素、EDTA和柠檬酸的加入均使正极电解液的氧化还原电位负移,且EDTA和柠檬酸的加入使正极电解液的氧化还原电位的变化范围明显减小。加入EDTA和柠檬酸使正极电解液的SOC减小,SOC变化范围显著变窄;加入尿素和K2SO4使正极电解液的荷电状态变化范围变宽。对于有机添加剂,添加剂使正极电解液电位电极变化越大,其SOC变化也越大。有机添加剂对正极电解液氧化还原电位的影响是由于其能够和正极电解液中的五价钒离子发生氧化还原反应;K2SO4对正极电解液氧化还原电位的影响是由于其与五价钒离子发生络合反应。     

层层自组装石墨烯/聚苯胺纳米复合电极

采用循环伏安法电化学沉积聚苯胺和电化学还原氧化石墨烯,得到层层自组装石墨烯/聚苯胺复合材料.通过扫描电子显微镜、透射电镜对物相结构进行了表征,通过测试不同组装层数下石墨烯/聚苯胺纳米复合电极材料的比电容优化制备工艺,并利用电化学工作站测试其电化学性能.结果表明:制备的聚苯胺/石墨烯复合材料具有优异的赝电容性能,当电流密...     

循环伏安法在铅酸蓄电池中的应用

给出循环伏安法的基本原理,即一个由氧化还原电极对组成的体系,若对它施加一个随时间作线性函数变化的电势,当高于该体系的平衡电势时,就产生氧化电流响应;当低于平衡电势时就产生还原电流响应。由于反应物质扩散缓慢,供不上反应的需要,或产物积叠,于是分别形成氧化和还原的电流峰及其对应的峰电势。阳极峰电流、阴极峰电流及阴阳极峰电势之间存在某种关系,利用这些关系及它们与扫描速度之间的关系,可以揭示出电极反应机理的信息。文中给出4个应用例子:1)正极板栅合金:纯Pb;Pb Sb;Pb Sn;2)负极添加剂的评估;3)正极添加剂的评估;4)前置的化学反应机理。     

基于电化学改性石墨电极构建钒/钛液流电池

在2.0 mol/L HClO_4溶液中通过恒电流阶跃方法制备了电化学改性石墨电极(MGE)。发现其在硫酸溶液中对V(Ⅳ)/V(Ⅴ)和Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)氧化还原反应具有良好的催化可逆性,并提出了受电位影响的电极表面含氧官能团电对与金属离子电对间的氧化还原协同作用机理。将V(Ⅳ)/V(Ⅴ)和Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)分别作为正、负极活性物质构建成氧化还原液流电池并评价其充放电性能。在10 mA/cm~2下恒流充放电,相应的电压效率为94.2%,能量效率达到91%,展示了基于MGE构建的钒/钛液流电池潜在的应用价值。     

氨氟化处理石墨毡对钒电池正极反应电催化性能的影响

在稀氨水、稀氢氟酸或氨水与氢氟酸共存(氨氟化)条件下对石墨毡(GF)进行了水热处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)方法对处理前后GF的表面形貌、化学性质及其电催化性能进行了表征。结果表明:不同条件的水热处理均有助于提高GF的比表面积和含O官能团数量,并且含N和F官能团的引入可显著提高GF对VO_2~+/VO_2~+电对的电催化活性。另外,GF电极先经稀氨水浸泡再加入氢氟酸处理后表现出了最好的性能,以其为正极时的电池,当电流密度为50 mA/cm~2时,表现出了较好的电化学性能和稳定性。     

PAn/V_2O_5复合物的制备及其嵌锂性能

利用苯胺与五氧化二钒干凝胶之间的氧化还原反应,制备了聚苯胺/五氧化二钒(PAn/V2O5)复合物,并采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、循环伏安和恒电流充放电研究了复合物的结构和嵌锂性能。结果表明:PAn/V2O5具有较规整的层间排列结构,嵌入的PAn取代了V2O5层间的部分水分子并在其间形成了V=O…HN氢键,从而使复合物的层间距增大,结构稳定性增强,明显地改善了复合物的嵌锂性能,有效地抑制了比容量的衰减。在电流密度为0.6 mA/cm2时,其首次放电比容量可达218 mAh/g。经10次循环充放电后,放电容量保持率仍为76%,而V2O5干凝胶的仅为31%。     

电压对锂离子电池高温存储产气的影响

研究了不同电压锂离子电池及其正、负极在70℃存储时的产气现象。研究表明,随着电池电压的降低,正极侧产气量逐渐降低,负极侧产气量逐渐增加,而且低电压(电压≤3.3 V)电池负极侧产气量远大于较高电压(电压≥3.5 V)电池负极侧产气量;较低电压(电压≤3.7 V)电池的正极侧产气量小于负极侧产气量。另外,对不同电压电池负极的XRD图谱进行了分析,结果说明3.3 V以下负极几乎处于完全脱锂状态。同时,采用气相色谱测试对不同电压电池负极的产气进行成分分析,说明负极产气是负极与电解液的还原反应产生的。结合不同电压电池负极高温产气量测量结果、XRD图谱分析结果和气相色谱分析结果,证明了:在70℃高温环境存储时,锂离子电池产气主要是由于负极在完全脱锂状态下SEI膜氧化分解后与电解液的反应造成的,产气量的变化跟负极嵌锂程度相关。