MCFC组装压力对隔膜性能的影响

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)首次启动的隔膜烧结中,组装压力对隔膜电化学性能有一定的影响,最佳值为2.4MPa.隔膜烧结初期的短期内,组装压力在一定的范围内对隔膜电化学性能无影响.在隔膜烧结初期,高温(650℃)下浸满电解质烧结的隔膜中的粉粒发生重排和滑移,隔膜的最大孔径(Dmax)逐步变小;在合适的组装压力下,隔膜的Dmax最大值和滑移速率分别小于和反向高于同温度常压下浸入少量(5%)电解质烧结的隔膜的相应值.组装压力促使隔膜粉粒重排和滑移的发生,但又抑制和减小隔膜内缺陷的发展.经过长时间烧结的隔膜,Dmax小于隔膜寿命极限值7.92μm,满足了电池长期性能稳定的需要.     

浸渍涂覆法制备熔喷非织造基隔膜

以熔喷非织造布为基材,在表面浸渍4%、6%和8%质量分数的纳米SiO2颗粒,再涂覆粘结剂聚偏氟乙烯,得到锂离子电池用非织造复合隔膜。对非织造复合隔膜的微孔结构、孔径、孔隙率、吸液性能及电化学性能等进行测试。非织造复合隔膜的孔径大于聚烯烃隔膜,但孔隙率、耐热性能更好,制备的电池的电化学性能更好。SiO2质量分数为6%的非织造复合隔膜、聚烯烃隔膜组装的电池以0.2 C在4.5~2.5 V充放电,首次放电比容量分别为175.7 m Ah/g、138.0 m Ah/g,循环30次的放电容量保持率分别为99.1%、97.9%。     

EVOH纤维制备MH-Ni电池隔膜初步研究

EVOH纤维具有较好的电化学稳定性和耐碱性,可应用在MH-Ni电池隔膜上.对EVOH制备MH-Ni电池隔膜进行了初步研究,通过控制纸页结构不同.测定隔膜的孔径、孔隙率、吸碱率和吸碱高度等几个重要性能的变化趋势.结果表明:随着纸页紧度的增加,最大孔径、平均孔径、孔隙率和吸碱率都会降低,而吸碱高度的变化不明显,始终保持在10mm/10 min左右.     

隔膜对18650型锂离子电池性能的影响

用4种隔膜制作了18650型锂离子电池,并测试了电池的安全性能(150℃热箱、冲击和过充实验)和电性能(倍率和循环性能).隔膜的孔隙率大、熔融温度高,电池的150℃热箱安全性能坚持时间就短,而2C,12V过充安全性能和倍率放电性能更好.孔隙率值合适(约45%)和孔径均匀的隔膜,能提高电池的循环性能.     

水基电解质隔膜流延法制备与性能研究

因为水基电解质隔膜流延法制备具有高效、低成本、低污染等优点，故提出了一种以流延机制备电解质隔膜工艺过程，主要针对以α-LiAlO2为粉料，蒸馏水和聚乙烯醇（PVA）的混合溶液为黏结剂，通过流延机流延制备大面积高强度环保型的水基电解质隔膜，并对隔膜和电池性能进行了测试。结果表明:所制备水基隔膜平均孔径为0.217 μm，孔隙率为61.63%，通过组装1.5 kW电堆进行实验验证，0.7 V恒电压下放电最大功率在1.718 kW，比设定值1.5 kW超过13%，功率稳定输出在1.5 kW运行超过了900 h。该研究为后期大功率熔融碳酸盐燃料电池研发奠定基础。     

气体扩散层对空气电极寿命的影响

以乙炔黑、60%PTFE乳液为原料,用辊压法制备空气电极的气体扩散层。研究了烧结与未烧结气体扩散层的性能参数及其对空气电极寿命的影响。用压汞分析法和SEM研究了气体扩散层的孔结构及形貌。结果表明:相对未烧结扩散层的空气电极,烧结扩散层的空气电极寿命更长,1 000 h寿命试验中无渗液现象,且性能较好。烧结提高了电极材料的疏水性和孔隙率。烧结后气体扩散层适宜的孔结构为:孔隙率约为70%,平均孔径约为70 nm。     

锌银电池隔膜的阻银迁移能力

研究了几种锌银电池隔膜的阻银迁移能力及装配电池后的循环性能.银迁移实验表明,隔膜阻银迁移能力的顺序为:银镁盐处理的水化纤维素膜>未经处理的水化纤维素膜>聚乙烯接枝膜;尼龙布>聚丙烯接枝膜.FAS-6隔膜不适合用作锌银电池的主隔膜.高温加速实验表明,在50℃下搁置对电池寿命的影响相当于常温(25 ℃)下搁置的3倍.     

PVDF基锂电池隔膜结构与电化学性能研究

介绍了一种PVDF基隔膜,以丙酮为溶剂,聚偏氟乙烯为成膜物质,纳米SO2为填料,通过辊刮涂湿法制备的一种复合隔膜。采用扫描电镜观察其微观形貌,此隔膜为多孔结构,孔分布呈现三维空间结构,孔径约2 mm。比表面测试仪测试,此隔膜具备高孔隙率和比表面积,吸液率达到150%。EIS测试和电池倍率放电测试结果表明,采用此隔膜制成的锂离子电池表现出较低的阻抗和优良的电化学性能。     

快速充电型Cd-Ni电池的研究

介绍了采用烧结式镍正极与拉浆式镉负极匹配制备快速充电型Cd Ni电池的研究。通过对镉负极的改进和选择低电阻高透气率隔膜 ,提高了镉负极吸氧能力 ,降低了电池内阻 ,大大改善了电池的大电流过充能力 ,使半烧结式SC型Cd Ni电池 ,即使采用 1C充电 1 .75h ,电池也不鼓底、不泄气 ,最高充电电压控制在 1 .6 0V以下 ,同时电池还具有良好的大电流放电能力和循环寿命性能 ,其 1 0C放电 3min时的放电电压大于 1 .0 7V ,采用 1C充电1 .5h ,1 0C放电至 0 .8V的循环寿命性能明显优于常规Cd Ni电池。批量生产结果表明 ,改进的快充型Cd Ni电池重复性及稳定性均好 ,适合于大规模生产。     

甘氨酸-硝酸盐法制备Sm掺杂CeO2电解质及性能研究

甘氨酸-硝酸盐燃烧法合成Sm掺杂CeO2(SDC)电解质材料,通过XRD和扫描电子显微镜对不同甘氨酸与金属阳离子比例(G/N)制备粉末的结构和形貌进行了研究。比表面积测量结果显示,不同G/N比影响合成粉末的比表面积,导致粉末的烧结性能不同。G/N比为2合成的粉末在1300℃烧结2h可以达到97%的理论密度。合成不同含量Sm掺杂铈基氧化物SmxCe1-xOδ(x=0.125,0.15,0.175,0.20,0.225,)电解质材料,制备电解质支撑的单电池,电解质厚度为1mm,采用泥浆喷涂工艺在电解质上制备60%(质量百分数)NiO-SDC阳极层,在1300℃共烧结2h,Ag浆作为阴极组成单电池,以H2和空气为燃料和氧化气体电池性能测试显示,Sm0.175Ce0.825Od为电解质的单电池性能最好,800℃最大功率密度达283mW/cm2。     

考虑电池利用率的燃料电池控制策略

电池利用率作为燃料电池系统控制器设计中的关键因素,它的取值决定了燃料电池是否能够安全、高效地运行。在充分考虑合理的电池利用率取值区间以及固体氧化物燃料电池(Solid Ox-ide Fuel Cell,SOFC)发电系统的动态模型之后,提出了针对燃料处理单元与直流变换器的控制策略,使得即使负载发生突变,也能保证电池利用率在限定的范围内,并表现出良好的负荷跟踪特性。基于SOFC并网的前级直流系统仿真,验证了文中控制方法的正确性与有效性。     

燃料电池堆单片电压一致性研究进展

燃料电池堆单片电压一致性是电堆工作性能好坏的重要指标之一,单片电压一致性较高,电堆性能以及稳定性较好。由于操作参数、结构以及材料等因素影响,目前燃料电池堆单片电压一致性不是很理想,特别在大电流、水热分布不均、动载荷以及长时间运行时电压一致性明显变差。介绍了单片电压一致性的评价标准以及目前的研究进展,对燃料电池堆单片电压一致性的未来发展趋势进行了总结。     

染料敏化太阳电池纳米结构对输出特性的影响

根据电子在半导体中的扩散方程,对纳米TiO2染料光敏化太阳电池(DSSC)的输出特性(J-V)进行了研究。多孔薄膜TiO2孔隙率(P)直接影响敏化电极光吸收系数(a)以及电子扩散系数(D),将P与a及D的关系式代入扩散方程,得到了电极纳米结构(孔隙率)对电池输出特性(J-V)影响的计算模型。在光电极孔隙率的实验范围(0.41～0.71),进行了模型分析。研究表明,在孔隙率0.41～0.71的范围内,开路电压(VOC)随P值增大基本保持不变,而短路电流(ISC)则随P值增大而明显减小,因此电池的最大输出功率减小,为获得最大输出功率,P应该控制在0.41～0.5。数值模拟与实验数据进行比较,两者符合良好,从而验证了所建立的模型。