金属钴超细粉的化学镀合成及其微波性能研究

以CoSO_4·7H_2O、NaH_2PO_2 H_2O等为原料,在[Co~(2+)]=0．30 mol/L,[Co~(2+)]：[NaH_2PO_2·H_2O]=1：8(摩尔比),pH=9．8,T=90℃,[Co~(2+)]：[Na_3Cit]=2：1(摩尔比),DBS用量为0．5%(质量分数)的条件下,采用化学镀工艺制备了金属钴超细粉体。采用XRD、SEM对其相成分、显微结构进行了研究。采用波导法,对超细钴粉的复介电常数、复磁导率在8．2～12．4GHz下的变化规律进行了研究。结果表明,金属钴超细粉体的粒径在0．5～1．0μm左右,呈片状和圆球状。所制备金属钴粉的介电损耗值较小,在0左右波动,其磁损耗在1．3左右变化。     

PVP溶胶-凝胶法制备锂稳定Na-β-Al2O3纳米粉体

作为钠硫电池陶瓷电解质的核心材料, Na-β-Al₂O₃粉体对钠硫电池的性能影响很大。实验以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为络合剂, 合成了纳米Na-β-Al₂O₃粉体。结果表明, 以PVP络合的前驱体形成Na-β-Al₂O₃相的温度低至900?℃, 相比于传统固相合成法及其他化学合成法有显著的降低, 可有效抑制传统制备Na-β-Al₂O₃粉体方法中由于高温而导致Na₂O组份的挥发, 从而避免Na-β-Al₂O₃性能的下降。X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对粉体的分析表明, 所获得的粉体为纯相的Na-β-Al₂O₃, 粉体粒径60~70 nm, 分散性好。高分散性的纳米粉体有助于制备高致密度的Na-β-Al₂O₃陶瓷。这种粉体制备烧结的Na-β-Al₂O₃陶瓷的电导率在350℃可达0.22 S/cm。     

工作温度对钠-氯化镍电池正极结构及电化学性能的影响

钠-氯化镍电池是一种中温电池, 研究温度对电池性能的影响具有重要意义。本工作研究了工作温度对含硫电池和不含硫电池的正极结构和电化学性能的影响。研究发现, 无论电池的正极中是否含有单质硫, 适当地降低电池工作温度都能提高电池的循环性能。降低电池工作温度能降低颗粒的表面活性, 减缓金属镍颗粒的团聚长大, 进而提高电池循环性能。但当工作温度进一步降低时, 电化学反应速率、Na⁺迁移速率和熔融金属钠与β″-Al₂O₃的润湿性也会随之变差, 电池性能反而会下降。无论电池正极中是否含硫, 钠-氯化镍电池最佳的工作温度约为260℃。     

储能钠硫电池的工程化研究进展与展望——提高电池安全性的材料与结构设计

钠硫电池作为一种重要的储能技术,已在全球储能市场拥有GW·h级的装机容量,然而其安全问题一直倍受关注,成为制约其产业大规模发展的一大要素.本文首先介绍储能钠硫电池的结构、工作原理及其工程化发展现状,再针对高温钠硫电池应用中存在的安全隐患问题,从电池的电芯层面到模组层面,提出提高钠硫电池安全性能的解决策略.着重综述了基于固体电解质增韧、降低固体电解质局部电流密度、增强封接材料的热机械稳定性、电芯外壳防腐蚀、电池保温箱热管理与火源阻隔等安全策略的材料和结构设计方面的研发进展,最后对高安全性钠硫电池未来在低温化和液流化的研发方向作出设想和展望.     

钛掺杂对质子导体BaCe0.8Y0.2O3-δ稳定性以及电性能的影响

采用固相反应法成功制备具有不同Ti掺杂量的BaCe0.8–xY0.2TixO3–δ(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)纯相粉体,进一步通过20 h的球磨处理获得了具有理想粒径分布的陶瓷粉体。在1600℃进行烧结,获得了显微结构较理想的致密陶瓷。陶瓷的阻抗谱分析结果表明：Ti的掺杂并没有明显影响BaCe0.8Y0.2O3–δ的导电性,并且即使0.05的Ti掺杂量也使BaCe0.8Y0.2O3–δ在94%N2+3%CO2+3%H2O气氛中的化学稳定性得到了显著的提高,证明Ti是BaCe0.8Y0.2O3–δ体系一种理想的掺杂剂。     

钠电池用梯度封接材料制备与性能

基于粉末叠层-共烧法设计并制备了α-Al₂O₃与Na-β-Al₂O₃相梯度变化的陶瓷基功能材料(FGM), 用于钠电池中绝缘陶瓷α-Al₂O₃和Na-β-Al₂O₃之间的封接。所设计的相变化率分别为20wt%、10wt%和5wt%。研究结果表明: 二维生长的Na-β-Al₂O₃晶粒对梯度复合陶瓷的致密度有一定的影响。对沿梯度变化方向不同位置FGM的成分分析表明, 由于FGM中Na、Li成分的扩散, 消除了梯度过渡层间的界面。20wt%、10wt%和5wt%梯度变化的FGM的抗折强度分别为: (130(2)、(180(3)和(225(2) MPa。经过长时间350℃保温以及多次热循环, 梯度材料的机械性能没有明显退化, 表现出良好的机械热稳定性和抗热震性。     

CeO2纳米晶的添加对锂硫电池电化学性能的影响

以Ce(OH)₄为原料, 采用热分解法制备得到粒径小于10 nm的CeO₂纳米晶。制备得到的CeO₂纳米晶表面存在丰富的羟基和硝基, 作为硫正极添加剂, 一方面可以有效吸附硫和多硫化锂, 抑制多硫化锂在电解液中的溶解和穿梭效应的发生, 进而提高电池的循环性能。同时, 可以改善电极和电解液之间的接触性, 提高活性物质利用率。其中, 含有5wt%的CeO₂纳米晶的锂硫电池在0.1C和0.5C(1C=1675 mA/g)的充放电倍率下, 100周之后放电比容量分别达750 mAh/g和598 mAh/g, 远高于不含有CeO₂纳米晶的523 mAh/g和395 mAh/g, 同时, 循环前后的电池阻抗也明显降低。     

管式ZEBRA电池的长循环性能与电压弛豫曲线分析北大核心CSCD

管式ZEBRA电池(也称钠-金属氯化物电池)在电网储能、备用电源和极端环境等领域具有广阔的应用前景,已处于商业化示范应用发展阶段。然而,进一步提高其长循环性能仍是下一代ZEBRA电池的研发重点。判断ZEBRA电池的健康状态对于预测其循环稳定性至关重要。我们结合管式电芯的阴极颗粒特征、长循环性能曲线与放电电压弛豫曲线进行了分析,得到ZEBRA电池将经历前期活化、中期性能稳定和后期性能老化等三个不同的性能阶段。通过观察ZEBRA电池的电压弛豫曲线的变化,可以较好地判断电池性能所处的阶段,从而获取电池的健康状态。并以此判断为基础,通过改变阴极的组成可达到减少电池活化时间,保持电池长循环稳定性的目的。