聚合物膜对锌空气电池空气扩散电极性能的影响

为了研究聚合物膜对空气扩散电极性能的影响，采用辊压法制备出空气扩散电极，并将选用的两种聚合物溶液涂覆于空气扩散电极的透气层，测试了空气扩散电极对氧气和水蒸气的选择性、吸水和失水性能以及用各种空气电极制作的锌空气电池的放电性能．研究结果表明，涂覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液的空气扩散电极对氧气和水蒸气的分离系数达到2.11；由涂覆一层聚二甲基硅氧烷膜透气层制成的空气扩散电极所装配的AA型锌空气电池不论在干燥环境和在潮湿环境中，都大大提高了电池的放电容量，锌电极的利用率明显提高．     

一种金属复合氧化物为催化剂的空气电极的研究

以一种金属复合氧化物为催化剂,以活性炭为载体,制备了空气电极.采用三电极体系测试了空气电极的阴极稳态极化曲线和200 mA/cm2电流密度下连续放电曲线.结果表明,在ω(NaOH)=30%的溶液、300 mA/cm2电流密度下,氧还原的过电位仅0.180 V;200 mA/cm2的电流密度下放电,寿命可长达6 000多小时.用此种空气电极作为阴极,可以大幅度提高锌-空气电池和铝-空气电池的电压.     

不同空气阴极表面结构之锌-空气燃料电池性能

本论文主要针对锌-空气燃料电池之空气阴极表面结构进行改善.锌-空气燃料电池主要以氢氧化钾为电解液,利用不同空气电极表面结构进行空气阴极性能与寿命研究.实验中进行了开回路电压性能测试与定电流放电测试,并讨论其两者电压-电流性能及功率密度差异,比较不同表面结构阴极的对电解液的抗蚀能力,针对放电完的电池电极进行材料分析.由实验结果得知,如此类似保护膜功用之电极表面结构在电池反应时,能够减少电解液本身以及阳极金属氧化物对空气电极表面的影响,提供较长时间稳定电流输出,大大地提升锌-空气燃料电池空气电极之使用寿命.     

扣式空气电池气相扩散理论分析

建立了扣式空气电池气相扩散的数学模拟空间和计算方法。表明氧在防水层扩散系数是保证足够大氧覆盖和浓度分布均一性的首要影响因素,然后考虑电极凹度和气孔半径对气相扩散影响,才有可能获得最大表面氧浓度和最好的极化性能。本文中提供理论计算方法对扣式空气电池的设计具有实用意义。     

碱性介质中空气电极性能改进的研究

考察了在空气电极的催化层中添加稀土氧化物La2O3对催化剂存在形态、空气电极性能的影响;并在碱性介质中以锌为负极组成碱性一次锌-空电池,考察了电池的放电性能.实验结果表明,La2O3作为空气层的添加剂可以提高催化剂对氧气还原的催化活性.在碱性介质中,La2O3是对空气电极具有较理想的助催化效果的添加剂.     

一种铝-空气燃料电池能量重整技术的研究

为探究4 mol/L氢氧化钾电解液中不同锌离子浓度对铝-空气燃料电池负极自腐蚀的影响，提高其放电性能，采用6061铝合金作为负极，氧化锌作为电解液添加剂，进行了析氢失重分析. 利用网包负极结构完成了能量的重新整合，并测试了电池的放电性能. 结果表明:当4 mol/L氢氧化钾电解液中含0.3 mol/L锌离子时，6061铝合金的抑氢效率最高，约为64.364%. 在该电解液下，使用网包负极结构的燃料电池以20 mA/cm2电流密度放电时的电极效率和比容量最高，分别约为41.633%和1240.665 A·h/kg，较优化前提升了64.440%. 燃料因腐蚀耗散的能量被存储于其表面的沉积锌中，并在负极网的辅助下转化成电能，达到了能量重整的目的，使电池性能得到了显著提升.      

硅酸钠对空气电池中镁阳极腐蚀行为及放电性能的影响研究

镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一,利用镁和空气中的氧分别作为负极和正极的活性反应物可构筑镁空气电池,抑制强活泼性的镁在放电过程中的自腐蚀是提高镁空气电池放电效率的主要手段.本工作研究电解质添加剂硅酸钠对空气电池中镁阳极腐蚀行为及放电性能的影响.动电位极化、电化学阻抗技术,结合浸泡腐蚀形貌观察、X线能谱分析的研究结果表明,Na_2SiO_3可与镁反应生成硅酸镁保护膜,在3.5%的NaCl电解质溶液中,当其添加浓度达到0.01 mol/L时可获得89.44%的缓蚀效率,浓度继续增大,缓蚀效率不再显著增加.恒电流极化腐蚀形貌的观察以及镁空气电池的放电曲线测试表明Na_2SiO_3抑制了镁在NaCl溶液中的自腐蚀,2 mA/cm~2以及4 mA/cm~2放电电流密度下,0.01 mol/L Na_2SiO_3添加剂可使得放电平台时间分别比空白电解质中增加约11 h和6 h,电池放电效率得到明显提高.     

碱性锌系列二次电池中无汞多孔锌电极

研究添加少量Bi_2O_3、乙炔黑(AB)对多孔锌电极在碱性溶液中的阳极行为,电结晶形态及自放电速率的影响,得出采用复合添加剂对改善锌电极的性能具有显著的效果,在电流密度为100～400mA/cm~2下,放电性能优于含HgO锌电极,且适于在强电流密度放电,同时,用微电极技术研究,发现添加Bi_2O_3可提高成核速率,改变沉积形态,实验表明,添加Bi_2O_3可减少电极的变形,提高循环寿命;能有效地减缓电极的钝化,防止单电池的反极现象并可抑制因添加AB而引起析氢速率加快的作用。因此,对二次电池特别储备电池具有明显优点和实用价值。     

圆柱形锌空电池的锌电极性能研究

为了提高锌空气电池的锌电极利用率，将固化胶A与保水剂B按一定质量比配比将锌粉粘结成型，按照AA型(普通5号电池)的外形尺寸组装成电池，用恒阻(10n)连续放电，截止到终止电压0.9V，放电时间达到27h，锌电极利用率达到59.9％，是同型号的普通锌锰电池规定放电时间的2倍以上，试验得到当固化胶A占锌粉的质量分数为1.5％，保水剂B占1％时，电池性能最好。     

一种微型锌/空气电池的开发

针对微型自治系统的应用要求,提出了一种具有层状锌电极/碱性电解液/空气阴极结构的微型平板锌空气电池.设计了一种具有高密度微小柱体结构的三维锌电极来获得高空隙率,从而提供最佳的性能.针对所开发的微型电池,根据锌在电解液中的电化学反应原理和电池中的传质过程,综合考虑了质量和电荷守恒定律、液相中的欧姆定律、固相中的电流传输(Buter-Volmer方程),以及锌分解的析出/分解速率和动力学速率,建立了理论模型,在此基础上模拟并讨论了微型电池的性能.采用四掩模工艺制造了原型微型电池.初步试验结果表明,这种微型电池能够提供的最大功率为5 mW,在2 h内可以稳定提供的平均功率为100ìW.尽管这种微型电池的制造工艺仍然有待进一步优化,但是初步的试验结果已经表明,电池的结构设计和计算机建模结果是令人满意的,这种锌空气电池的概念用于微型自治系统是可行的.     

充电电压对铅蓄电池及其电极性能的影响

对铅蓄电池进行不同充电电压的充放循环试验,测量了循环寿命期间单电极电流与电位的变化关系,分析了电极的极化性能、充电特性及正极电位对板栅腐蚀及电池寿命的影响,并讨论了优化的充电方武。     

超级电池负极材料的电化学行为

利用循环伏安、阴极极化等测试手段研究超级电池负极中活性炭(AC)电极在铅酸电池测试环境中的电化学行为,比较AC电极与Pb电极在相同电位区间下的极化特性,考察-0.9～-0.4 V(vs.SCE)电位范围内AC及Pb并联电极的电化学特性,并对循环后并联电极中的AC电极进行电子能谱(EDX)分析。研究结果表明:活性炭在-0.9～-0.4 V电位范围内表现出双电层电容特性;在10 mV/s扫描速度下析氢电流随着硫酸浓度的增大而增大,比容量在硫酸浓度为3 mol/L时最大;在浓度为5 mol/L的硫酸中,活性炭的比容量随着扫描速度的增大而减小;在相同电位下,AC电极的析氢较Pb电极的析氢严重;AC与Pb的并联电极既表现出Pb电极的法拉第电池特性,又表现出AC电极的双电层电容与析氢特性。     

碱性锌氧燃料电池性能的实验研究

对以KOH溶液为电解液的碱性锌氧燃料电池进行了实验研究,探究了电解液中KOH的质量分数和电解液的用量（液面高度）对电池放电特性的影响．实验发现,用40ml质量分数为40％左右的KOH电解液最有利于延长电池的放电时间,改善电池的性能．     

锌–空气电池抑制阳极钝化的研究进展

锌–空气电池凭借其高能量密度、电极材料资源丰富、生产成本低、储存寿命长、绿色环保无污染等优点而被广泛研究，但由于锌阳极在循环过程中存在锌枝晶生长、钝化等问题，导致锌–空气电池的实际能量密度低于理论容量密度，严重制约了其发展与应用。本文根据锌–空气电池的锌阳极工作原理和钝化机理，从电解液优化、锌阳极结构设计和表面改性等方面分析提出解决锌阳极钝化的措施，并提出了关于这些问题未来的研究方向，最后对锌–空气电池的未来发展做出展望。     

微纳结构硅在锂离子电池中的研究现状

近年来,随着人们对能量需求的日益增大,已商业化应用的石墨电极已经很难满足高性能电子产品对高能量密度的需求,因此发展高能量密度的锂离子电池显得尤为重要。在已研究的先进材料中,硅已被证明存在巨大的储能潜力,其理论比容量（约4 200 mA·h·g^-1）远高于已商业化应用的石墨类电极材料。对锂离子电池中硅电极材料的微纳结构、制备方法、电化学性能及相关机理进行了总结,目的是研究不同结构的硅电极材料对电池性能的影响,以找到性能较为优异的硅电极结构。结果表明,在已被研究的硅基复合材料中,核壳结构和多壁纳米管结构硅电极材料在电化学性能方面均体现出了明显的优势。最后简要分析了硅基电极材料发展中存在的问题,并对其研究前景进行了展望。     

Two-and three-electrode impedance spectroscopic studies of graphite electrode in the first lithiation

The first lithiation of graphite electrode was investigated by electrochemical impedance spectroscopy （EIS） and scanning electron microscope （SEM） in a two-electrode button cell and a three-electrode glass cell. The results demonstrate that the study of the variation of EIS feature of the graphite electrode in the two-electrode button cell with electrode polarization potential decreasing in the first lithiation cannot be used to investigate the formation mechanism of the solid electrolyte interphase （SEI） film. However, the formation and growth process of the SEI film can be acquired by investigating the variation of EIS features of the graphite electrode in the three-electrode glass cell with the decrease of electrode polarization potential in the first lithiation. Moreover, the results also point out that the SEI film on graphite electrode is mainly formed between 1.0 and 0.6 V in the first lithiation.     

磷酸铁锂动力电池阻抗谱参数分析

以电动汽车用动力锂离子电池为测试对象,通过等效电路拟合实际测量的电化学阻抗曲线来分析电池电极系统的动力学过程,并选取等效电路模型在不同荷电状态下的参数分析不同交流阻抗组份及阻抗特性对电池充放电特性的影响。 结果表明:基于阻抗谱测试得到的等效电路模型参数有利于得出更高精度的电池电荷转移阻抗以及扩散阻抗,并且较好地区分电化学极化和浓差极化,可以用于分析不同温度和不同荷电状态的电池充放电性能。      

基于尼龙6和聚偏氟乙烯复合隔膜的凝胶聚合物电解质

通过连续静电纺丝法制备了具有三明治结构的尼龙6(PA6)/聚偏氟乙烯(PVDF)/尼龙6三层复合膜,并将其用作锂离子电池凝胶聚合物隔膜.通过扫描电子显微镜(SEM)观察到该隔膜由无序的纳米纤维交织而成,具有大量的相互贯通的3D孔道.用差示扫描量热法(DSC)分析了隔膜的热稳定性,其特殊的多孔三明治结构及2种材料的搭配可...