镍钴铝三元锂电池容量“跳水”机理研究

对一款商用镍钴铝（LiNi0.8Co0.15Al0.05O2， NCA）/石墨锂电池进行固定节点老化实验，结合差分电压分析方法和电化学阻抗谱分析方法辨识出全生命周期内的老化模式，通过观察微观形貌对老化机理进行验证. 分析结果表明，该锂电池容量衰减过程存在2个阶段：第1阶段容量衰减较慢，该阶段的老化模式主要以负极活性材料损失和锂离子损失为主；第2阶段容量衰减剧烈，这是由于负极表面发生了析锂，直接消耗大量可循环锂造成锂离子损失增加，之后金属锂与电解液反应形成钝化层，增加电极在脱嵌锂过程中的机械应力，使得电极活性材料损失增加. 析锂副反应造成了容量“跳水”现象，后续钝化层的形成导致的活性材料损失加剧和析锂副反应的持续发生则是老化第2阶段容量快速衰减的原因.     

高氯酸锂与γ-丁内酯相互作用的拉曼光谱研究

锂电池电解质溶液的性质对锂电池的性能具有决定性的作用，是锂电池开发的关键技术之一．目前，关于锂电池电解质溶液的研究多以宏观性质为主，从分子水平的层次来考察离子与溶剂间的相互作用者甚少．γ－丁内酯（ＢＬ）具有中等的介电常数和较宽的液程，在锂电池生产中被广泛使用．但运用光谱技术研究高氯酸锂与ＢＬ之间的相互作用尚未见文献报道．本文在广泛的浓度范围内，利用拉曼光谱技术详细研究了ＬｉＣｌＯ４／ＢＬ溶液中的离子溶剂化和离子缔合．高氯酸锂和ＢＬ均按标准方法提纯．拉曼光谱用法国Ｊｏｂｉｎ－ＹｖｏｎＵ１０００拉曼…     

锂在苯碳黑中的电化学插入反应

利用循环伏安法对锂在苯碳黑中的插入过程进行了研究。结果表明,锂在苯碳黑中的首次插入过程伴随着一些不可逆反应,这些不可逆反应是由于电解质溶液中的溶剂化离子的插入引起的。在碳表面也存在的不可逆反应。随着具有石墨结构成分的增加,在碳中有了明显的锂插入反应。经1000℃以上温度处理过的碳黑锂的迁出电位在0.1左右,从而能代替锂作二次锂电池阳极材料。     

质子交换膜燃料电池膜电极关键材料研究进展

膜电极是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键技术部件,本文根据其构造综述了近几年国内外在膜材料、电极催化剂和气体扩散层方面的研究进展,包括Nafion改良膜、磺化聚芳烃（SPA/SPE）类膜、Pt改性催化剂、非贵金属催化剂以及气体扩散层。对各种材料进行了评价和比较,并指出今后应着眼于Nafion膜的简便改良方法、芳香烃聚合物共混膜的研制、含有Co、N等电极催化剂的研究以及具微孔层、表面较粗糙、疏水性较大的扩散层的研发。     

镁锂合金表面碳化物膜层制备及其耐腐蚀性能表征

将镁锂合金浸渍于高温的苯溶液中,使其发生反应并在基体上形成碳化物膜层,采用SEM、XRD等分析了膜层的组织和结构,利用失重法、析氢法和盐雾腐蚀等研究了膜层的耐腐蚀性能.结果表明,利用苯作为浸渍液时,合金表面生成的碳化物涂层比较稳定,不易被腐蚀,使镁锂合金的耐腐蚀性能明显提高.     

水电解池电极性能研究

采用表面处理的Nafion1135膜直接CCM法制作固体聚合物电解质(SPE)水电解池电极,研究催化剂层中Nafion含量对电极性能的影响及电极的寿命情况;制作大面积电极并对其性能进行测试.结果表明: 电极催化剂层中Nafion所占比例为25%时电极有最好的性能;所选方法制作的电极有着良好的寿命;通过对比大小面积电极的性能可知此种方法的放大性能良好.     

Janus CoSTe单层膜在Li- S电池中的应用研究

开发新的亲硫催化材料是解决锂硫电池正极多硫化锂存在的严重的穿梭效应和缓慢的动力学转化等问题的有效方案。构建了一种潜在的锂硫电池正极锚定材料—Janus过渡金属二硫属化物CoSTe单层膜,采用第一性原理计算发现多硫化物Li₂S_n团簇在CoSTe单层膜表面吸附能适中(0.88～2.85 eV),大于石墨烯表面和有机电解液中的吸附能,且高阶Li₂S_n团簇的表面吸附在一定范围内得到了优化;Li₂S_n团簇的分解不太容易自发地在CoSTe膜层上发生;Li₂S_n团簇在CoSTe单层膜表面的扩散有其微观上的“通道”;Li₂S的解离能优于石墨烯表面,CoSTe单层膜比石墨烯表面更利于硫还原反应的顺利进行;CoSTe单层膜的金属特性在吸附Li₂S_n团簇后得以保留。综上,理论上Janus CoSTe单层膜表面在锂硫电池电极中具备优异的电化学性能,具有开发应用的潜力和价值...     

对中学化学中几个问题的看法

一、铝为什么会受食盐的腐蚀?铝是一种活泼的金属,在空气中会迅速被氧化,生成一层具有保护作用的氧化膜。这氧化膜与金属铝同晶,都是面心立方密堆积。由于氧化膜的存在,使铝的还原电位从-1.66伏升高至+0.6伏。在氧化膜层中,氧离子的半径大于铝原子半径,这就使得在金属铝和氧化膜层之间能够形成一个理想的空隙。当介质中存有 Cl~-离子和晶体表面产生缺陷时,偶然出现在氧化膜层中的 Cl~-离子,将严重地破坏金属铝和氧化膜层之间的结晶连续性,这样,氧化膜则破裂,金属铝便进一步被氧化。这就是 Cl~-离子腐蚀铝的主要原因。     

C—S—H表面上吸附态Cl^-离子的分布特点

应用表面物理化学理论，分析了C—S—H在不同浓度、不同种类氯化物溶液中浸泡后ξ电位发生变化的原因，并在此基础上推测了被吸附的Cl^-离子在C—S—H表面上的分布状态。Cl^-离子似乎是C—S—H的特性吸附离子，只要C—S—H浸泡于氯化物溶液中，Cl^-离子将优先进入吸附层。吸附于C—X—H表面的Cl^-离子的总量包括吸附层中的Cl^-离子量和扩散层中的Cl^-离子量。随浸泡液中Cl^-离子浓度的增大，Cl^-离子不断进入吸附层，但吸附层的空间是有限的，吸附层中Cl^-离子增加的速度逐渐减慢。扩散层的Cl^-离子量取决于ξ电位的大小。在较高浓度的AlCl3溶液中浸泡的C-S—H对Cl^-离子的吸附量显著增大，由于此时双电层已显著变薄，因而不能忽略C—S—H表面长程范氏力对Cl^-离子的吸引作用。     

低合金钢渗镀复合处理层的摩擦学性能

为了进一步提高低合金钢表面硬度、改善其耐磨性能，利用等离子体渗氮和物理气象沉积TiN硬质膜技术在SCM415低合金钢表面形成渗镀复合处理强化层．表面Hv可达到2000，并且有良好的硬度梯度．利用金相、X射线衍射以及原子力显微镜研究复合处理层的微观组织和相结构，结果表明：TiN硬质膜与离子渗氮形成的化合物之间有非常好的界面结合，在干摩擦条件下磨损性能较低合金钢渗碳淬火、离子渗氮样品有显著改善     

基于相变材料的锂电池保温数值模拟

为保证锂电池在低温环境下的高效运行，利用ANSYS软件建立了锂电池相变材料三维热管理模型，用数值模拟的方法研究了基于相变材料的锂电池在低温环境下的保温性能以及静置后在放电过程中温度的变化。研究结果表明：在环境温度为-10℃、锂电池初始温度为25℃的情况下，包裹相变材料的锂电池温度维持在0℃以上的时间与没有任何保温处理的锂电池相比提高了130%，且保温时间随相变材料导热系数的降低而延长；在相同的包裹厚度（10 mm）下，包裹8 mm相变材料外加2 mm保温材料的锂电池的保温时间比只包裹10 mm相变材料的锂电池提高了20%。包裹相变材料的锂电池在-10℃的低温环境下放置一定的时长后仍能在适宜的工作温度下放电，但当放置时间过长导致锂电池的初始温度降至与环境温度一致后，包裹的相变材料反而会阻碍锂电池的启动。     

Effect of Polyaniline on Electrochemical Performance of LiFePO_4

1 Introduction LiFePO4 has received much attention as a kind of next-generation cathode materials for lithium ion batteries. To improve its electrochemical performance, researchers have been working to overcome two major disadvantages of LiFePO4 such as the low electrical conductivity and the small Li-ion diffusivity. The latter can be solved by reducing the particle size while the former can be improved by coating a layer of carbon on the surface of LiFePO4 particles[1]. More researchers have carried o...     

锂离子电池负极材料Li2.5Cu0.5N的Li脱嵌性质

使用基于平面波展开的第一原理赝势法,计算了锂离子电池非碳基负极材料Li2.5Cu0.5N在各种脱锂量下的Li脱嵌形成能以及相应的体积变化,讨论了脱锂前后材料的电荷密度,电子状态密度等电子性质.计算表明,Li2.5Cu0.5N晶体中LiN层的锂的脱出能要比LiCu层的锂小得多,即LiN层中的锂更容易脱嵌.结果还表明,各种脱锂量的Li脱嵌能大致在-2.72～-4.08 eV/Li之间.当脱锂量小于30%,材料的体积变化较小,随着脱锂量的增大,材料的体积变化较大.     

Separators for Lithium Ion Batteries

1 Results A separator for rechargeable batteries is a microporous membrane placed between electrodes of opposite polarity, keeping them apart to prevent electrical short circuits and at the same time allowing rapid transport of lithium ions that are needed to complete the circuit during the passage of current in an electrochemical cell, and thus plays a key role in determining the performance of the lithium ion battery. Here provides a comprehensive overview of various types of separators for lithium io...     

电极添加剂Nanfion乳液对离子膜燃料电池放电性能的影响

离子交换膜燃料电池作为一种理想的氢能发电装置 ,是目前氢能研究开发的热点。用实验方法研究了电极添加剂Nafion乳液对离子交换膜燃料电池电化学性能的影响。实验结果表明 ,在电极中加入适量的Nafion乳液可以显著地提高电极的电催化反应活性。当电极中Nafion乳液的含量为 3%～ 5 %时 ,燃料电池的放电电压和电流密度都处于高峰值状态。实验结果还发现 ,用不同方法配制的Nafion乳液对燃料电池放电性能的影响也有一定的差异     

软包装锂离子电池性能研究

研究了以塑料包装取代金属外壳所实现的新型软包装锂离子电池的电化学性能.从软包装锂离子电池的倍率放电性能、电池的高低温放电能力和充放电循环稳定性等方面的研究表明,软包装锂离子电池具有良好电化学性能.软包装锂离子电池既不同于金属外壳锂离子电池,也不同于聚合物锂离子电池,是锂离子电池的一种新型设计.     

锂离子电池正极材料安全性能——过充性能

锂离子电池由于安全性问题,使大容量电池的应用受到限制,比如用作电动汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）的动力电源.以不同正极材料组装成AA型锂离子电池,研究其过充性能.试验结果表明尖晶石型LiMn2O4作为锂离子电池正极材料,耐过充性较好;新型包埋镍酸锂梯度正极材料有很好的耐过充性能.     

锂离子电池正极材料安全性能——热稳定性

锂离子电池由于安全性问题，使大容量电池的应用受到限制，比如用作电动汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）的动力电源。以不同正极材料组装成AA型锂离子电池，研究其热稳定性。试验结果表明尖晶石型LiMn2O4作为锂离子电池正极材料，热稳定性最好；新型包埋镍酸锂梯度正极材料有高的比能量和优良的循环性。     

聚合物锂离子二次电池

聚合物锂离子二次电池是一种新型锂离子电池，既具有锂离子电池的优点又具有易于薄型化和改变形状的特点，符合便携式电器小型化趋势的要求，已成为电池研究开发的又一热点，本从贝尔塑料锂离子电池出发，着重综述了凝胶电解质锂离子电池应用研究现状。