二草酸硼酸锂对钛酸锂负极电池高温性能的影响

研究二草酸硼酸锂(LiBOB)作为成膜添加剂对钛酸锂(Li4Ti5O12)/LiNi1/4Co1/2Mn1/4O2电池高温性能的影响。通过循环伏安扫描、X射线光电子能谱分析,考察LiBOB在Li4Ti5O12负极上的成膜情况,用电化学交流阻抗谱考察膜的热稳定性。添加剂LiBOB在钛酸锂负极的还原电位为1.75 V(vs.Li/Li+),优先于电解液在负极表面发生电化学反应形成固体电解质相界面(SEI)膜。该膜可降低电池的电荷转移阻抗,有利于提高电池的高温循环和高温储存性能。     

金属锂电极/聚合物电解质界面相容性研究进展

对聚合物电解质(PE)的研究主要包括两个方面:第一,在保持聚合物电解质机械强度的前提下提高其室温离子迁移性(包括离子电导率和锂离子迁移数);第二,改善聚合物电解质与电极,特别是与锂电极的界面相容性,即在降低锂电极/聚合物电解质(Li/PE)初始界面阻抗的同时增强其界面稳定性。改善Li/PE界面相容性对于锂聚合物蓄电池的商业化具有重要意义。综述了Li/PE界面研究特点及Li/PE界面研究的最新进展。     

Li^＋＋在Li4/3Ti5/3O4电极中嵌入过程的动力学研究

采用直接融盐法合成了尖晶石化合物Li4/3Ti5/3O4,采用X-射线衍射分析（XRD）和扫描电镜（SEM）对其进行物相分析。采用交流阻抗测试（EIS）研究了新鲜电极首次嵌锂过程中的电化学阻抗特征。通过选取适当的等效电路拟合实验所得的电化学阻抗谱数据,获得了首次嵌锂过程中固体电解质相界面膜（SEI）电阻、电荷传递电阻、Warburg扩散系数、累积电容和锂离子扩散系数随电极极化电位的变化规律。     

PEO-LiClO4-Li4Ti5O12复合聚合物电解质性能研究

选用钛酸锂(Li4Ti5O12)纳米粒子作为填料对聚环氧乙烷(PEO)基聚合物电解质进行改性。通过交流阻抗谱(EIS),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)等手段对材料进行了表征,考察了Li4Ti5O12对聚合物电解质电化学性能的影响。研究表明,Li4Ti5O12的加入减小了聚合物的结晶度,提高了聚合物电解质的电导率,增加了聚合物中得载流子数,PEO16/LiClO4/15%Li4Ti5O12体系30℃电导率达到5.31×10-5S/cm,并初步研究了以此膜为电解质的复合锂硫电池的性能。     

Li|SPE|Li体系阻抗谱分析

为了深入研究对称锂金属电极聚合物电池的界面特性,以PEO为基质,并复配少量纳米无机填料及低分子乙氧化物,制备了固态纳米复合聚合物电解质膜,组装成对称锂金属电极模拟电池,利用交流阻抗法进行测试,并设计出等效电路对测试数据进行拟合,通过数学推导确定了各元件在复数平面图上的对应位置.该等效电路对PEO基固态聚合物电解质体系具有非常好的拟合效果.     

碳酸乙烯亚乙酯对锂离子电池性能的影响

利用量子化学计算、循环伏安、电化学阻抗及充放电测试等方法,考察了电解液成膜添加剂碳酸乙烯亚乙酯(VEC)对锂离子电池性能的影响.量子化学计算结果表明:VEC具有较低的分子最低空轨道(LUMO)能量值.循环伏安及交流阻抗测试表明:碳酸乙烯亚乙酯的还原电位为1.2 V( vs.Li/Li+),优先于电解液在负极表面发生电化学反应形成电解质相界面(SEI)膜.该膜较稳定,可提高电池的循环性能,并抑制电池气胀.SEI膜阻抗较大,不利于电极的嵌脱锂反应,导致首次充放电容量及效率较低.     

LiODFB基电解液对锂离子电池性能的影响

通过循环伏安(CV)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)和恒电流充放电测试方法研究了二氟草酸硼酸锂(LiODFB)基电解液对Li/石墨半电池和镍锰酸锂(LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4)/石墨全电池性能的影响。结果表明,在首次循环过程中,Li ODFB约在1.5 V在石墨电极表面还原,形成初始固体电解质相界面膜(SEI),阻止电解液与石墨电极的直接接触,电解液在石墨电极表面的还原得以减少,从而在石墨电极表面形成了致密低阻抗的SEI膜,提高了Li/石墨半电池和LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/石墨全电池的循环性能。     

磷酸铁锂在饱和硝酸锂溶液中的交流阻抗研究

应用慢扫描循环伏安法研究磷酸铁锂化合物在水溶液体系中的电极过程,并通过交流阻抗法探讨了其在不同电位条件下的脱嵌锂过程.对不同频率区域的电化学行为进行分析表明,高频圆弧归属于体相电阻和电容;中低频区的半圆反映了Li 在电解液和活性物质界面发生的电荷转移;低频区部分的斜线说明了锂离子在电极材料内部的扩散行为.提出了等效电路模型,并以此对实验结果进行了拟合.在此基础上分析了磷酸铁锂在饱和硝酸锂溶液中的电极反应机理.研究表明,磷酸铁锂在水溶液体系中具有良好的电化学可逆性.     

二氟磷酸锂对MCMB负极性能的影响

采用恒流充放电、电化学阻抗谱(EIS)、SEM及X射线光电子能谱(XPS)等方法,研究无机锂盐二氟磷酸锂(LiPO2F2)对锂离子电池负极材料中间相碳微球(MCMB)性能的影响。当电解液中LiPO2F2的含量为1.0%时,MCMB/Li电池在1.50~0.01 V以0.2 C放电、1.0 C充电循环100次,容量保持率为96.9%,比未添加LiPO2F2电解液的电池提高了22.0%。主要原因是LiPO2F2的加入有利于电极表面形成更稳定、致密的固体电解质相界面(SEI)膜,降低电极界面阻抗。     

Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_2的界面电化学行为

对Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2材料首次充放电曲线的分析表明:充电4.5 V处的平台对应于材料结构的转变,活性组分Li2MnO3在4.5 V处释放出氧气的同时脱出Li+,生成较高的容量;在嵌锂过程时,由于氧空缺造成结构的重排,产生不可逆容量损失。循环伏安与电化学阻抗谱测试结果表明:材料结构在4.4 V后发生改变,进行重排;从SEM图可观察到电极材料的表面覆盖有一层厚厚的膜,原因是形成了一层固态钝化物膜;容量微分(dQ/dU)曲线分析结果与循环伏安曲线一致,说明富锂材料在首次循环时遵循氧脱出机理。     

掺Cr尖晶石LiCrxMn2-xO4材料EIS研究

用溶胶-凝胶法合成了尖晶石LiCrxMn2-xO4(x=0.05,0.1,0.2,0.3,0.4)正极材料,通过恒流充放电和电化学阻抗谱研究了Cr掺杂改性LiMn2O4的电化学性能。结果表明,Cr掺杂可提高LiMn2O4的循环稳定性,当Cr掺杂量为0.2时,LiCr0.2Mn1.8O4具有最高比容量110 mAh/g,循环50次后其容量几乎没有下降。LiCr0.1Mn1.9O4正极在首次充电过程中,当电极电位在3.85~4.15V之外时其EIS谱高频区的半圆和中频区的圆弧发生融合;等效电路的拟合研究发现,随着电极电位的升高,RSEI逐渐增大,表明充电过程中尖晶石LiCr0.1Mn1.9O4正极上SEI膜的厚度是随极化电位的升高而变厚;Re随电极极化电位的升高总体上是减小;而Rct随电极电位升高或降低表现为先减小,后增大。     

阀控铅酸蓄电池板栅合金的电化学性能研究

系统地研究了不同板栅合金的耐腐蚀性、析气性能、表面腐蚀层阻抗等电化学性能。研究结果表明降低钙的含量,提高锡含量能使合金的耐蚀性能提高,但锡的加入会降低析氢过电位,过高的锡含量将加大电极的析氢电流,从而有可能增加电池的自放电。板栅合金的交流阻抗谱有阻抗半圆旋转现象,根据测试数据分析得出半导体等效电路比较符合具有半导体性氧化物层的板栅合金的实际情况。交流阻抗的测试结果表明锡的加入能改善钝化层的导电性。     

五氧化二钒薄膜/电解液界面电化学研究

以晶态V2O5(c-V2O5)为原料,采用熔融淬冷法成功制取了V2O5薄膜电极,研究了该电极电化学阻抗谱(EIS)的基本形状及其随电位的变化,并用等效电路拟合了不同电位下的EIS,同时系统地测试分析了与电极材料性质和电极荷电状态相联系的一些参数。对引起这些界面参数变化的可能原因进行了解释。     

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。     

液态金属电池的温度特性

作为一类高温电池,液态金属电池的工作温度在300℃~700℃之间,工作温度对于电池性能具有重要影响。该文探究了工作温度对液态金属电池开路电压、充放电性能和电池内阻的影响。首先,建立双极化等效电路模型;运用静置法得到不同工作温度下的开路电压,并通过吉布斯—亥姆霍兹方程和能斯特方程计算相关电化学—热力学参数;运用电池循环测试得到不同工作温度下的循环性能指标;利用脉冲测试数据辨识不同工作温度下的内阻参数,从电池反应界面演变、电极反应、传质过程等方面分析工作温度和荷电状态对内阻的影响;仿真结果表明,考虑温度特性的双极化模型的相对电压误差在±0.03V以内,能较好地反映液态金属电池的动态特性。     

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。     

锂离子蓄电池电镀锡阳极的电化学阻抗谱

测试了锂离子蓄电池电镀锡阳极在不同充电(合金化)状态和不同充放电循环次数后的电化学阻抗谱。首次充电过程SEI膜电阻R_(sei)基本不随充电状态的变化而改变;而电荷传递电阻R_(ct)的值很快减小。随着循环次数的增加,SEI膜电阻R_(sei)和电荷传递电阻R_(ct)的值都增大,电极阻抗的增大导致循环性能下降,电化学阻抗谱测试结果与充放电循环测试结果一致。     

交流阻抗谱法研究燃料电池的极化阻力

电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)是用于研究燃料电池电性能的一种重要手段,因其包含了大量的电池极化阻力等方面的信息。通过对电化学阻抗谱的分析可以得到电池的欧姆极化电阻、电化学极化电阻和浓差极化电阻等数据。分析了固体氧化物燃料电池常见的各种形状的交流阻抗谱,给出了各自的等效电路,并通过对等效电路的拟合求得了电池的极化电阻。与文献中普遍采用的直接读图法相比,拟合法得到的电池极化电阻数据更准确、更合理。