锂硫二次电池研究进展

锂硫电池具有理论比容量高、价格低廉、环境友好等性质,是一种高性能的新型储能电池,在电动汽车及电子设备领域具有重要意义.然而,库伦效率低、循环性能差等问题导致锂硫电池还不能达到商业化应用的要求.本文从正极材料设计、电解液体系的优化、固态电解质的采用以及锂负极保护等方面全面总结了锂硫电池的最新研究进展,并对锂硫电池未来的发展方向进行展望.     

锂-氧气电池氧电极催化的研究进展

锂-氧气电池由于具有极高的理论比能量而受到广泛关注,被认为是最具发展前景的下一代高比能二次电池体系.然而,其复杂的反应历程及迟滞的多相反应动力学使其充放电过程的极化严重,造成能量效率低下、倍率性能和循环性能较差等诸多问题,制约了其商业化应用进程.催化是改善反应动力学的关键,因此,氧电极催化剂的设计与开发成为锂-氧气电池的核心问题和研究重点.结合本课题组在这一体系的系统性研究工作,本文综述了近几年来锂-氧气电池氧电极催化的研究进展,分析了各类氧电极催化剂的优缺点,并展望了未来氧电极催化剂的研究方向.     

气体多孔电极反应微观机理及宏观现象的研究

提出多孔电极研究的新思路、新方法，探索电极反应的微观机理及宏观现象，试图为制造高效多孔电极提供理论参考。通过锌空气电池实验对比了立式多孔碳电极相对于传统多孔碳电极在放电中的优点。通过实验观察了三相界面的形成形态随时间变化的3个宏观过程，根据3个宏观过程对应的电化学过程定义了电极反应中所形成的2种有代表性的三相界面。分析了电解液在多孔电极中运动的微观机理并得出理想突变界面是气体电极的最佳工作状态的结论。     

国外锂-空气电池研究的数据统计与情报分析

锂-空气电池具有诸多优点,特别是其极高的能量密度,引起了研究人员的广泛关注。但是,电极副反应、锂片腐蚀、电解液分解和挥发等问题都严重影响锂-空气电池的实际应用。通过对国外锂-空气电池的最新研究文献进行数据统计,分别从发表时间、作者署名机构、机构所属国家、发表文献类别、发表文献的刊物和文献主题内容方面进行分类和情报分析,以期为国内研究人员的研究工作提供一定的参考与帮助。     

锂-氧气电池锰氧化物电催化剂研究

制备了一系列锰系氧化物的纳米棒，作为锂空气电池中的催化剂，对其放电容量和循环性能进行了测试．结果表明高比表面的催化剂有利于Li2O2的分解，使电池的循环性能大大的提高．以刺球型γ-MnO2为催化剂的锂空气电池具有最高的可逆比容量，循环5圈后仍有2350mAh·g^-1，相对整个电极的比容量为1175mAh·g^-1，是常规锂电池的10倍．根据不同MnO2催化剂所表现出的不同催化性能，提出了可能的催化剂失效机理．     

氮化硼复合石墨毡及其氧还原电极的电化学性能研究

为了提升石墨毡作为氧还原电极的电化学性能,将五硼酸铵热解生成氮化硼原位复合至石墨毡碳纤维上,具体探究了不同比例氮化硼/石墨毡复合材料用作锂—空气电池的氧还原电极时的电化学性能,其中10%比例下氮化硼/石墨毡的电化学性能最佳,主要表现在首次深度放电容量较原始石墨毡提升了20%,首次放电充电的氧还原反应和氧析出反应极化降低了约0.3 V.该方案操作简便,成本低廉且绿色无污染,对锂空电池性能的提升有较好效果.     

2013-02 科技要闻

新型锂-空气电池关键材料研究获进展中国科学院长春应用化学研究所张新波等针对目前锂-空气电池用电解液在电池反应中均有不同程度的分解,造成不可逆产物的生成和自身的消耗,严重限制电池的循环寿命的难题,该团队基于对现有电解液分解机理的认识,首次将亚砜(DMSO)和砜(TMS)应用于锂-空气二次     

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.     

环保新能源——锌-空气电池

机械式锌-空气电池是属一次电池。它是以空气中的氧(O_2)当作阴极活性物,锌(Zn)当作阳极活性物的电池。氧本身不能直接作为电极,必须先溶解在电解液(KOH)中,借扩散机制然后吸附在多孔性碳电极表面上,在碳电极表面发生电化学反应,产生电流,氧气的消耗则来自空气中的氧气,因此,     

苯甲酸锂、对本二酸锂及均苯三甲酸锂的电化学性能

与传统的锂离子电池（LIBs）无机材料相比,有机电极材料因具有理论容量高、可再生、成本低、环境友好等优点已成为LIBs电极材料的热门研究方向. 然而有机材料易溶解在有机电解液中,阻碍有机电极材料的进一步市场化.本文通过含不同数量羧酸的苯甲酸、对苯二甲酸、均苯三甲酸分别与氢氧化锂进行简单中和反应生成相应的苯甲酸锂、对苯二甲酸锂、均苯三甲酸锂,作为有机负极嵌锂材料,并研究不同数量的羧基锂基团对这三种电极材料电化学性能的影响.研究结果显示苯甲酸锂、对苯二甲酸锂、均苯三甲酸锂电极材料在0.1C电流倍率下首次放电容量分别为~250、~340、~268 mAh g-1,50次循环后,其放电容量分别为~75、~100、~60 mAh g-1,表明对苯二甲酸锂电极材料循环前后放电容量最高.通过溶解性实验表明对苯二甲酸锂是最难溶解在有机电解液中.对苯二甲酸锂能够通过O-LiO-键作用形成二维大分子链的结构,能有效抑制溶解.从以上实验结果看出,对苯二甲酸锂电极材料是最有希望的LIBs有机负极材料.     

Metal–air batteries: A review on current status and future applications

Metal–air batteries (MABs) have been paid much more attention owing to their greater energy density than the most advanced lithium-ion batteries (LIBs). Rechargeable MABs are considered as promising candidates for the next-generation of energy storage techniques for applications ranging from large-scale energy storage systems to electric vehicles and portable devices. However, there are still numerous scientific problems that must be overcome before their commercial application. With the aim of providing a comprehensive understanding of this new electrochemical system particularly Li–air batteries, this review paper provides an overview of the current status including corresponding strategies from the perspective of various battery components, including air cathode, metal anode and electrolyte. In addition, other promising MABs such as Zn–air, Mg–air and Al–air batteries are also introduced briefly for comparison. Finally, the applications and prospects of these four types of MABs are discussed and some perspectives for this research field are also provided.     

Fluoro-Compounds in Electrolytes for Energy Storage Devices

1 Results Electrochemical energy storage devices such as lithium-ion batteries[1-2] and double-layer capacitors[3-4] have attracted a great deal of attention because of their potential application to electric hybrid vehicles. They utilize nonaqueous electrolyte solutions comprising from organic solvents and lithium or quaternary ammonium salts with fluorine-containing anions. This is because the relatively large anions with electron-withdrawing atoms enable ionic dissociation in dipolar aprotic solvents...     

基于MAX11068芯片的锂离子电池管理系统的设计

锂离子电池的发展有助于缓解能源短缺,降低环境和空气污染问题。针对目前锂离子动力电池的发展,提出了一种基于MAX11068芯片的锂离子电池管理系统的设计方案。系统按模块可以分为电压采集和均衡模块,MCU及外围模块,温度采集模块,电流采集模块,通信模块。该锂离子电池管理系统的设计方案具体分析了各个模块的设计功能,单体电池间的均衡原理,实现了对锂离子电池的电压、电流等信息的实时监测,系统测试结果表明整个电池可以高效可靠的运行。     

Experimental study on heat generation and dissipation performance of PEV Lithium-ion battery

Based on the lithium-ion battery pure electric vehicle (PEV) application, two capacity types of batteries are applied in thermal characteristic experiments. With the experimental comparison method, battery thermal characteristics and heat generation mechanism are studied. Experiments of batteries in cases of different dimensions, batteries with different air cooling velocity and two capacity types of batteries in free convection environment are put forward. Battery heat generation performance, heat dissipation performance and comparison of different capacity types' batteries are researched and summarized. Conclusions of battery heat generation and dissipation in PEV applications, important battery thermal management factors and suggestions are put forward.     

铝电池的开发与应用进展

金属铝是一种很高的能量载体,是开发电池的理想电极材料·铝一直没有成功地应用于电化学能量储存和转换技术,是由于金属铝表面有一层保护膜,导致电极电位显著低于理论值且电压行为明显滞后,而在活化状态下铝的抗腐蚀性下降·这些问题限制了铝电池的早期开发应用·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,开拓了铝的应用电化学的新领域·综合评述了近年来铝在电化学能源技术方面的研究和应用的新进展·内容按电解质体系分为水溶液电解质电池、铝空气电池和熔盐及常温有机熔盐电解质电池等·     

低压环境下18650型锂离子电池热失控特性

针对航空货运锂离子电池的特殊环境,以及运输过程中热失控安全问题,自主设计搭建锂离子电池热失控实验平台,在康定机场（4290m,60kPa）高高原航空安全实验室开展实验。主要研究热失控过程中不同荷电量锂离子电池温度变化、氧消耗量、CO和CO2生成量以及开路电压变化情况。通过低压环境下锂离子电池热失控的研究,为航空货运锂离子电池的安全性提供了一定的理论支持。     

Progress in electrode materials for the industrialization of sodium-ion batteries

In recent years, sodium-ion batteries(SIBs) have received renewed attention due to the continued rise in lithium prices. SIBs are promising to replace lithium-ion batteries under various application scenarios, such as large-scale energy storage systems and low-speed electric vehicles. As the core of SIBs, electrode materials are the key factor demining the electrochemical performance. Key drawback, including cycle stability, air stability and energy density, are refraining the development of SIB...     

原电池发展概况

Zn-MnO_2电池仍然是主要的商品电池,提高MnO_2的质量是改进Zn-MnO_2电池质量的关键之一。锂电池是近十多年中发展起来的高能电池,其中Li-MnO_2和Li-(CF_x)_n是两个比较好的系列。固体电解质电池有许多优点,可能是今后发展的一个方向。文中也谈到了银电池、热电池、空气电池。总的趋势是向着能密度高、体积小、容量大、无污染、易贮存等方向努力。     

室内空气质量监测系统设计

室内空气质量监测系统以STC89C52单片机为主控器,对甲醛、二氧化碳、一氧化碳、可吸入颗粒、温度、湿度信号进行采集和显示,通过键盘设置报警值,配有蜂鸣报警电路和外扩存储电路,系统通过USB接口与上位机进行通讯,实现对检测数据的历史查询和实时监测.系统由电池供电,具有便携式特点,功能实用,方便人们生活,提升生活质量.     

电梯轿厢无随行电缆非接触供电系统设计

电梯轿厢随行电缆有碍美观且需要定期维护,为了摆脱对随行电缆的依赖,设计了一种新颖的电梯轿厢无随行电缆非接触供电系统,采用高频松耦合变压器实现电能的非接触传输.电梯轿厢升降运动时利用蓄电池的储能供电,非接触供电系统处于关闭状态;在每个楼层平层静止时,系统收到电梯平层信号,系统启动供电并对蓄电池充电.这种供电方式可以提高供电效率,减少高频电磁污染.分析了松耦合变压器的等效电路模型,研究了工作气隙、工作频率、补偿电容等对供电效率的影响.根据系统要求设计了简单高效的大功率开关电源充电器,稳压效果好,可靠性高.