电池循环衰减中的熵变和焓变研究

针对商业化的圆柱型18650锂离子电池,对其在循环衰减后的熵变及焓变进行研究,发现电池的熵变和焓变均随电池的容量保持率发生显著变化,特别是在电池发生主要脱嵌锂反应的荷电态区间内熵变和焓变显著,且存在一定的规律性。从容量及电压微分曲线及正极和负极的晶体结构等方面分析了产生这些差异的原因。     

Fe(acac)3/phen/O2体系中苯甲醇的选择氧化

研究了Fe(acac)3/phen/O2在碱(K2CO3和NaOH)体系下对苯甲醇的选择氧化反应.循环伏安实验证实,Fe(acac)3通过碱调节其氧化还原电势可直接活化氧.     

异型直接乙醇燃料电池的制备及电性能研究

针对阳极板和阴极管制备的直接乙醇燃料电池(DEFC)存在的不足,采用管状阳极、管状阴极和Nafion117膜组装了异型DEFC。采用循环伏安特性曲线及交流阻抗等手段对组装的DEFC进行了电化学性能测试。考察了温度、乙醇浓度等对电性能的影响,并进行了电池稳定性测试。实验结果表明:电池操作温度及乙醇溶液浓度对电池性能影响较大,较高的温度比较有利于电池性能的提高,乙醇浓度在1mol/L的情况下效果最好;氧气流量对电池性能影响不大,但适当提高氧气流量对电池性能有利;通过电池的交流阻抗及稳定性测试,在1h内电池放电稳定性良好,15℃和60℃情况下,电流密度分别为42mA/cm~2和27mA/cm~2。在60℃,电解质为0.5mol/L硫酸和1mol/L乙醇溶液,氧气流量为100mL/min的情况下,电池的功率密度可达9.5mW/cm~2。     

基于PDEC的生物油在线提质工艺优化与机理研究1

构建了等离子体前置放电增强催化的反应系统,依托该系统开展了HZSM-5在线提质生物油的研究,采用响应面法分析了反应温度、催化剂填装高度和放电功率等对精制生物油产率的影响规律;并在最佳工艺下引入Ti/HZSM-5进行生物油提质,探讨催化反应机理。结果表明,各因素对产率影响显著,且相互之间存在交互作用;当反应温度为400℃,催化剂填装高度为20 mm,放电功率为30 W时,精制生物油产率达到18.1%,与预测值18.5%较为接近。采用Ti/HZSM-5催化时裂解脱氧性能明显增强,产率下降至16.0%,但烃类含量和组成得到明显提高和改善,多环芳香烃降至6.33%,C_(14)及以上的大分子烃类仅为2.81%。前置放电为后续催化反应提供了物料基础,且活性物质的冲击既增强了催化剂活性,又改变了反应物的吸附行为,而Ti离子与活性物质的相互作用促进了碳正离子反应的进行,并在"烃池"机理的作用下,形成以单环芳香烃为主的产物。     

不同钛源改性HZSM-5耦合低温等离子体放电催化生物油提质反应的性能

以不同Ti源(金红石型TiO2、锐钛型TiO2、中间价态钛氧化物及常规TiO2)对HZSM-5分子筛进行改性,并采用XRD、BET、Py-IR、FT-IR、TG-DTG和TEM方法对改性催化剂进行表征;利用改性催化剂耦合低温等离子体放电(Cold Plasma Discharge, CPD)进行在线催化生物油提质反应,以光学发射光谱(Optical Emission Spectroscopy, OES)在线监测反应中产生的活性自由基,分析催化剂改性对精制生物油产率、燃料品位和化学组成的影响。结果表明：在CPD诱导下,锐钛型TiO2和中间价态钛氧化物改性催化剂性能较高,产生更多活性自由基,生物油产率和高位热值提高,产物中烃质量分数提高,结焦率降低;金红石型TiO2改性催化剂性能变差;常规TiO2改性催化剂酸性增强,但与CPD无协同作用,催化剂性能变化不明显。     

钛酸锂材料表面改性研究

进行了钛酸锂表面改性方面的工作,针对钛酸锂材料碱性高的问题,通过酸处理后,考察了不同p H值条件下的钛酸锂,并通过扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)、循环伏安法(CV)等进行了分析,采用软包装505456电池测评,电池在产气方面得到较大程度的降低和抑制。     

不同老化状态三元锂离子动力电池热特性

为认知电池在老化过程中的产热特性，研究了不同健康状态的18650型三元锂离子电池多个测试条件下的电池产热过程和温升情况，分析了各状态下不同放电深度(DOD)时电池直流内阻和熵变系数，计算了电池可逆与不可逆产热功率，总结了不同老化状态电池放电产热中热量构成。结果表明放电过程中产生的热量主要是不可逆热量。随电池老化程度增加，不可逆产热量增大。各状态下可逆产热均在50%DOD时达到最大。随着老化程度加深，直流内阻增加，大倍率放电时产热增加明显，低温放电性能变差。     

磷酸铁锂电池储能电站消防排水水质分析及工程对策

以磷酸铁锂电池为储能介质的化学储能电站火灾风险高，采用消防水对其灭火时会有大量的消防废水排出。磷酸铁锂电池由电解质锂盐、电解液等组成，成分复杂，目前缺乏消防排水的水质研究，在实际工程中对消防排水的出路存在争议。针对不同新旧程度、不同充电程度的100 Ah容量磷酸铁锂电池开展燃烧及灭火实验，收集其消防排水并检测，检测表明：消防排水为中性液体；排水中重金属(铜、锌、镍、镉、铅、锰等)、砷、总氮、氨氮未超过相关排放标准；排水中氟离子、总磷、COD数值较高。将实验数据和工程设计参数对比：磷酸铁锂电池储能电站火灾消防排水具有大部分污染物指标低于相关排放标准，部分指标偏高但污染物总量相对不大等特点，在火灾状态应急外排不会造成较大的环境污染；对于建设于环保要求较高区域的储能电站，建议将废水收集后自然风干或外运处理。