碱性铝电池阳极材料的研究进展

碱性铝电池作为一种新型高比能动力电池,近年来由于其优异的电化学性能正受到越来越多的关注。综述了多年来铝合金阳极材料在碱性溶液中活化机理的研究情况,元素合金化的作用以及析气缓蚀剂等的研究进展,并指出了铝合金阳极材料的发展方向。     

铝电池阳极材料的开发与应用

综合综述了近年来铝电池阳极材料的研究与应用进展，通过加入合金元素，实现铝电极的活化和提高耐腐蚀性能。铝电池阳极材料应用于铝－二氧化锰电池、铝－氧化银电池、铝空气电池、铝－过氧化氢电池等水溶液电解质电池和熔盐与常温有机熔盐电池。近年来通过开发各种新型的铝电极及相应电解质的添加剂，铝电池的研究取得了突破性的进展，开拓了铝应用电化学的新领域。     

金在碱性硫脲溶液中的阳极行为

采用三电极体系研究了金及其伴生元素银、铜、镍和铁在硫脲中的阳极行为,详细考察了金在碱性硫脲溶液中阳极极化的各种影响因素,并对碱性介质中硫脲的稳定剂进行了选择。结果表明,只要硫脲在碱性介质中稳定存在,碱性硫脲可以实现金的选择性溶解;阳极电位是影响碱性硫脲溶金的关键因素,过高的阳极电位和温度易于导致硫脲的不可逆分解,而产生钝化金表面的元素硫;亚硫酸钠可以有效地抑制碱性硫脲的不可逆分解,大大提高金在碱性     

原位析出法制备CoCu纳米颗粒均匀修饰PrSr(CoCu)0.2Mn0.8O4-δ陶瓷阳极材料

利用原位析法制备出CoCu合金(CCA)纳米颗粒均匀包覆的Ruddlesden-Popper(RP)型层状钙钛矿PrSr(CoCu)_(0.2)Mn_(0.8)O_(4-δ)(RP-PSCCM)材料,通过XRD和SEM两种表征方法证明该阳极的晶体结构和表面析出的颗粒情况.RP-PSCCM-CCA阳极材料的电导率、对称电池的极化阻抗及单电池的性能等测试结果表明,RP-PSCCM-CCA具有优异的催化活性.RP-PSCCM-CCA阳极材料拥有较低的活化能,在800℃时电导率达到0.55 S/cm,优于传统的钙钛矿阳极.在800℃下的H_2气氛中,RP-PSCCM-CCA-GDC/LSGM/RP-PSCCM-CCA-GDC对称电池的极化阻抗达到0.125Ω·cm~2,而RP-PSCCM-CCA-GDC/LSGM/LSCF-GDC单电池的最大功率密度也达到了696 mW/cm~2,远超过其他的钙钛矿阳极,特别是Cu基阳极材料.以C_3H_8为燃料时,单电池有着稳定的功率输出,表明RP-PSCCM-CCA是一种优异的抗积碳陶瓷阳极材料.     

添加元素对铝基牺牲阳极的影响

用电化学测试系统和XJP-6A金相显微镜、扫描电镜和能谱分析，研究添加元素RE．Cd，Sn，Mg等在Al-Zn-In系铝基牺牲阳极溶解过程中的作用以及合金微观组织结构对牺牲阳极性能的影响。研究结果表明，Al-Zn-In系牺牲阳极在人造海水中电化学性能良好。镁对舍RE铝基牺牲阳极性能有较大改善。随RE含最增加，铝台金晶粒变小，偏析相数量先增加后减少。偏析相主要为晶界析出物和弥散相。RE含量不同时，晶界析出物量不同，细化阳极晶粒最佳RE含量为0．5％．0．3％RE时阳极偏析相数量最多。     

Mn对铝-锰合金组织和锌电积过程锌成核的影响

为了研究Mn元素对铝合金阴极在电积锌过程中锌的成核机理的影响,利用废弃的1070铝阴极熔炼并制备了不同Mn元素含量的Al-Mn合金,并分析Mn元素添加对铝合金金相组织的影响。采用线性伏安扫描、恒电流极化和恒电位阶跃计时电流等手段研究1070纯铝和Al-Mn合金阴极在酸性硫酸锌体系中锌的成核机理,分析不同Mn元素含量对铝合金阴极的析氢和析锌动力学的影响规律;采用扫描电镜观察金属锌在阴极表面的初期形核规律。结果表明：一定范围内的Mn元素添加对铝合金组织具有细化作用;Mn元素添加能降低铝合金阴极的析氢过电位（最多高达120 mV）和锌析出过电位（最多为80 mV）,增大交换电流密度（最多增大4个数量级）,从而提高阴极的电催化活性,使锌更容易在阴极合金表面析出;在锌的初期成核过程中,Al-0.6%Mn阴极沉积锌速率最快;1070纯铝和Al-0.6%Mn阴极上锌的成核均遵循三维瞬时成核机理,但Al-0.6%Mn与理论瞬时成核的吻合度更高;从沉积机理来看,沉积锌的质量由形核速率和形核数密度两个方面决定。     

ICP—AES法测定纯铝及其合金中杂质元素

纯铝及其合金在电缆、无线电元器件、航空材料和原子能材料等工业中有重要用途。因此,测定纯铝及其合金中杂质元素具有重要的意义。国家标准分析方法采用光度法分别测定铝中各种杂质元素,耗用试剂多,分析周期长。Ward等利用ICP-AES法分析了铝合金中的组成。 本文选用96—975型ICP光量计测定纯铝及其合金中B、Cd、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Si、Ti、V和Zn等11种杂质元素,定量测定下限可达0.00004—0.00164％,回收率为82—100％,相对标准偏差为±1.1—3.4％。     

含铝添加剂对炭素阳极空气/CO2反应活性的影响

铝电解用炭素阳极在电解生产过程中，除发生阳极反应外，还与空气及阳极反应产物CO2发生氧化反应，导致炭素阳极的过量消耗。为降低炭素阳极的过量消耗，制备了添加不同含铝添加剂(Al、Al4C3、AlF3和Al2O3)的炭素阳极试样，采用等温热重法测试其空气／CO2反应活性。结果表明，多种含铝添加剂可降低炭素阳极在450℃下的空气反应活性和970℃下的CO2反应活性，且随着添加剂Al4C3、AlF3和Al2O3，含量的提高出现最小活性值，但是各种添加剂都提高了阳极在550℃下的空气反应活性。     

Pb—Ag—Ca三元合金机械性能的研究

Ｐｂ－Ａｇ－Ｃａ三元合金是一种新型的阳极材料，它在锌电冶金中可以代替传统的Ｐｂ－Ａｇ二元合金阳极材料。该合金具低的银含量，稳定的机械性能，良好的耐腐蚀性及使用寿命长等优点。本研究了合金元素的对该合金系统机械性能及组织的影响。     

Zn元素对AP65镁阳极材料腐蚀速率的影响

经熔炼、均匀化处理制备了Mg-6%Al-5%Pb-Zn镁阳极材料。采用浸泡法、恒电流极化法和动电位扫描法研究不同Zn含量对AP65镁阳极腐蚀速率的影响。结果表明: 添加Zn元素后, AP65镁阳极激活时间变短、电化学活性增强、自腐蚀速率增大。APZ1.5阳极的腐蚀电流密度为0.020 mA/cm²。APZ1.0合金开路电位达-1.643 V(vs SCE), 腐蚀电流密度为0.018 mA/cm², 具有相对较好的综合性能。Zn元素的加入使AP65镁阳极开路电位发生明显改变, 但正向或负向移动趋势与Zn元素含量并不成线性对应关系。     

氧化锌作为锂离子电池负极材料的研究进展

氧化锌作为锂离子电池负极材料具有理论比容量高(978 mAh/g),来源广,环境友好和价格便宜等优势,是新一代高效环保的锂离子电池负极材料之一。然而氧化锌电极材料固有的电导率较低,不利于电池大电流充放电。并且在循环充放电过程中,易产生枝晶及周期性应力,导致材料体积膨胀或结构损坏,致使电池的循环性能衰减过快,容量保持率低。本文综述了改善氧化锌电化学性能的两种常用的策略：制备不同维度具有纳米结构的氧化锌电极材料;与碳材料、金属单质和金属氧化物等复合制备氧化锌复合电极,并对该类负极材料进一步研究、应用前景予以展望。     

锂离子电池负极材料的研究进展

锂离子电池因其较高的能量密度、良好的安全性能和优异的循环性能而受到广泛关注。目前,为了满足不断增长的储能应用需求,人们在开发具有更高电化学性能的锂离子电池负极材料方面做了大量的研究工作。本文根据锂离子电池负极材料在充放电过程中发生的电化学反应机制不同,分别详细介绍了嵌入型负极材料(石墨、TiO2、钛酸锂等)、转化型负极材料(Fe2O3、NiO等)和合金化负极材料(Si、Ge、P等)的电化学反应机制及其优缺点,重点阐述了不同负极材料的提高电化学性能方法和策略。该综述可为锂离子电池负极材料的构建和性能优化提供重要的参考价值。     

锂专刊高比能锂离子电池的预锂化技术研究进展

由于电动车和电子设备等技术的快速发展,高能量密度锂离子电池的需求不断增加。作为提高电池能量密度的重要措施之一,高比容量负极材料的应用也受到越来越多的关注。然而,高比容量负极材料与传统石墨基材料相比具有较大的初始不可逆容量和较低的循环稳定性,严重影响了电池的能量密度和使用寿命。因此,对于高容量负极的实际应用,迫切需要开发商业上可用的预锂化技术来补偿其初始及循环过程中的不可逆容量损失。本文从电池电极改进的角度系统地总结和分析了各种预锂化方法的优势和挑战,可为锂离子电池的预锂化技术开发和高比能量电池的性能优化提供重要的参考价值。     

球形Si/carbongel@void@C复合材料的制备及电化学性能

商业用锂离子电池负极为石墨材料,理论容量较低,不能满足现代社会对锂电池高能量密度的要求.硅因具备高的理论容量、合适的电极电位以及地球丰度高等优势,是新一代锂电池负极材料的候选者.但作为锂电负极,硅在脱嵌锂过程中会发生巨大的体积膨胀,且本征电导率较低,限制了其实际应用.利用柠檬酸盐对L-赖氨酸体系改性,强化Fe3+配体的...     

Anode effects in electrowinning

In traditional electrowinning operations, metal particles from commercial insoluble anodes flake off the immersed surfaces under high current densities and thus become occluded on the adjacent cathode surface thereby impairing the cathode product quality and market grade. This results in an undersirable physical appearance of the cathode due to irregular protrusions which impede subsequent material handling operations such as packaging, weighing and shipping. The paper serves to highlight the existing problems inherent with permanent anodes and suggests possible areas for further research and development studies.At present, permanent anodes are employed in the worldwide electrolytic industry for the recovery of base metals such as copper, nickel, cobalt, and zinc while smaller scale operations exist to recover precious metals such as gold and silver from leach solutions. The coupling of solvent extraction with electrowinning technology (SX-EW) is now a widespread practice. Unfortunately, the usage of permanent anodes has the disadvantages of ongoing maintenance costs to clean the anode surfaces and refurbish the wetted area, results in lower anode useful life, the expense of anode replacement, lower current efficiency, higher power consumption as compared to electrorefining, and inferior cathode quality which becomes contaminated due to deterioration of the metal or metal alloy used to fabricate the insoluble anodes.Apart from improvements in productivity and cathode product quality, and lower labour requirements, the driving force to remedy present electrowinning performance is mainly a reduction in energy. Another associated problem area is the usage of mother blanks fabricated from either aluminum, copper, titanium, or stainless steel as employed to enable full deposit stripping. It is recognized that the construction of the different hanger bars used to support both permanent anodes and mother blanks presents another problem area for study which is addressed within the paper. The writers advocate investigations to improve non-ferrous metal stripping practice, increase current efficiency and extend the useful life of permanent electrodes. The anticipated improvement in full plate cathode chemical and physical quality will benefit downstream operations such as copper wirerod production and subsequent fine wire drawing.     

金属-有机框架在锂离子电池电极材料中的应用

锂离子电池具有能量密度高、无记忆效应、低成本、寿命长等优点,被认为是便携式电子设备和电动汽车最有前途的储能技术．金属-有机框架(MOFs)具有超高孔隙率、功能多样性、结构可控及易制备等独特优点,被广泛应用在异相催化、电化学储存与转化、气体吸附和分离等领域中．对MOFs直接作为锂离子电池负极材料及正极材料的研究进展进行了阐述,重点总结了MOFs衍生材料(多孔碳材料、单一金属氧化物、多组分金属氧化物、磷化物等)应用于锂离子电池电极材料中的合成方法、结构及电化学性能．最后对MOFs及其衍生材料在锂离子电池正极和负极材料的发展方向进行了展望,为新型电极材料的下一步开发方向提供一定的思路和建议．     

用于煤矿机车蓄电池的智能充电机设计

介绍了铅酸蓄电池的一种快速充电方式:变电流脉冲充电,并基于DSP技术设计了一种开关电源式的煤矿机车蓄电池充电装置,分析了它的主功率变换部分的原理,给出了充电机的硬件结构和控制方式。实验结果表明:变电流脉冲充电能有效消除大电流充电下电池的极化现象,使得充电速度加快,充电效率增加,同时电池析气量少,温升较低。     

铅酸蓄电池板栅材料的研究进展

综述了国内外铅酸蓄电池板栅材料的研究进展,主要介绍了铅锑合金、铅钙合金、铅石墨和铅石墨烯合金、铅稀土合金,以及轻型复合材料作蓄电池板栅的相关研究成果。结果表明,含镉或含砷的铅锑合金作板栅将受到限制,铅钙合金需要进一步探索除锡、铝添加剂外第五种廉价合金剂来改善其性能。新型铅石墨烯合金、铅石墨合金、铅稀土合金展现了优良的性能,需作更进一步研究。轻型铝基板栅材料具有很大的研究价值,如何提高镀层与铝基体的结合力是难点。     

矿用特殊型铅酸蓄电池的充电技术

介绍了矿用特殊型铅酸蓄电池的工作原理、充电方法,分析了影响蓄电池充电质量的主要因素,阐述了充电过程中的关键环节,进而达到保持蓄电池容量,延长蓄电池使用寿命的目的。