铅酸电池板栅的轻量化

铅酸电池板栅是铅酸电池的重要构件之一,对铅酸电池电化学性能和商业化应用均产生重要影响。板栅轻量化要求既能实现铅酸电池整体减重,又不能明显牺牲电池的充放电性能,甚至能同时增加电池的能量密度和寿命。非铅的轻质金属板栅、合金板栅及其相应的板栅结构设计等是实现铅酸电池板栅轻量化的几个重要方向。文章综述了这几个方向的研究现状,尤其是对板栅的选材、机械性能、耐腐蚀性能、电化学性能及板栅结构轻质化技术路线等方面的优势和不足进行了分析。最后,为促进新型轻量化板栅的研发,提出未来几个可能的研究方向。     

铅酸蓄电池的发展、现状及其应用

铅酸蓄电池(简称铅酸电池)从问世至今已有150多年的历史,因其价格低廉、技术成熟、性能可靠等优势,已成为目前化学电源中产量最大、应用最广的二次电池,长期以来被广泛应用于社会生产和生活的多种场合。本文介绍了铅酸电池的工作原理、发展历史、技术演化、结构组成和应用现状。在此基础上,展望了铅酸电池的未来发展方向和应用前景。     

铅酸电池多物理场建模与数值模拟

探索铅酸电池的放电机理, 建立物理化学模型以模拟电池放电过程. 依据电池实验数据对模型进行验证, 证明了模型模拟结果的准确性, 并使用模型经验参数的平均值验证了模型的普适性. 利用模型对已有电池的结构参数进行分析, 并依据模拟结果对电池结构提出改进意见, 给出了一款成本更低、体积更小、重量更轻但容量更大的新型电池设计方案. 利用物理化学模型和数值模拟技术进行新型电池的研发, 能够大大减少试验开发的成本, 缩短开发时间, 加快电池的发展进程.     

碳材料对铅酸蓄电池负极板在高倍率部分荷电状态下性能的影响

铅酸蓄电池被普遍认为是最实用的电化学储能设备之一,目前在混合动力汽车领域被广泛应用。文章主要介绍了铅酸蓄电池负极板硫酸铅聚积的机理、碳材料在铅酸蓄电池负极板中的作用以及对铅酸蓄电池性能的影响,并在此基础上展望了铅酸蓄电池未来的发展方向和前景。     

质子交换膜燃料电池气体扩散层制备过程材料表征和孔尺度模拟计算

为研究质子交换膜燃料电池（PEMFC）气体扩散层的制备方法对其结构和性能的影响,将聚丙烯腈基碳纤维原纸作为前驱体,以酚醛树脂作为粘结剂,采用热压、碳化、石墨化等工艺制成气体扩散层,考察在原纸浸渍的过程中,不同质量分数酚醛树脂乙醇溶液对气体扩散层结构和性能的影响。利用扫描电子显微镜、汞侵入法、四探针法等进行性能表征,并利用X射线断层扫描技术获得气体扩散层的三维结构,通过孔尺度模拟进行性能计算。结果表明,采用实验表征方法和模拟计算方法可以更加准确和清楚地对气体扩散层性能进行表征,在使用15%质量分数酚醛树脂乙醇溶液浸渍原纸时,可以得到与商用气体扩散层相等的78%孔隙率,同时将电阻率降低了30%左右。     

无钯化学镀制备导电Ni@Kevlar®复合织物及其电磁屏蔽性能

采用高性能Kevlar^?织物作为基体，使用无刻蚀、无钯、无锡的“溶胀-银”方法进行活化，通过化学镀工艺制备Ni@Kevlar^?织物。利用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)观察织物表面及纤维截面的微观形貌，探究不同时间下样品的质量增加率、增厚及面密度，并利用X射线光电子能谱仪(XPS)和广角X射线衍射仪(WXRD)测量表面成分及晶体结构，采用四探针测试仪和综合物理性能测量系统(PPMS)测量电、磁性能。结果表明，无刻蚀、无钯、无锡的“溶胀-银”活化处理能在织物表面产生大量的银催化靶点，经化学镀后可得到具有良好导电性和铁磁性的纯镍镀层。同轴法屏蔽效能测试结果表明，Ni@Kevlar^?织物在低频波段(0.1 MHz~ 1.5 GHz)的屏蔽值最高达70 dB，能屏蔽99.999 99%的电磁波，高频波段(2~18 GHz)达到25 dB，可满足生活生产的屏蔽需求。