包裹沉淀法合成锂离子二次电池正极材料LiMn_2O_4

用包裹沉淀法合成了具有尖晶石结构的可用作锂离子二次电池正极材料的锂锰氧（ＬｉＭｎ２Ｏ４） 化合物．对材料进行了Ｘ射线衍射、循环伏安、充放电等测试,实验结果表明,所合成的材料具有标准尖晶石结构和较好的电化学可逆性能,该材料在ＥＣＤＭＣ（１∶１,体积比） ＋１ ｍｏｌ／ＬＬｉＰＦ６ 电解液中表现出较优良的充放电性能,其放电容量达１２０ ｍＡｈ／ｇ．     

可充镁电池正极材料MgTi2O5的研究

采用溶胶-凝胶法合成了MgTi_2O_5材料．粉末X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试表明,该材料结晶良好,粒径均匀．使用其作为镁电池的正极活性物质组成模拟电池,测试循环伏安(CV)、电化学阻抗(EIS)、循环充放电,结果表明,该正极材料具有较好的可逆充放电行为,反应历程涉及特性吸附,动力学性能有待改进．     

酚醛树脂碳化产物作为锂离子电池碳电极材料(Ⅱ)──锂离子电池充放电性能测试

测试分析了酚醛树脂碳化产物组装的锂离子充放电性能．实验结果表明，树脂碳化 产物作为锂离子电池碳电极材料时，其碳化处理温度有一个最佳温度范围，酚醛树脂碳化产物 的最佳温度在７００℃左右；树脂碳化产物的比表面积是影响电池充放电性能的重要因素，碳化 产物的比表面积越大，电池的充放电量就越高，电池充放电量与充放电电流密度成反比．     

酚醛树脂碳化产物作为锂离子电池碳电极材料(II)--锂离子电池充放电性能测试

测试分析了酚醛树脂碳化产物组装的锂离子充放电性能.实验结果表明,树脂碳化产物作为锂离子电池碳电极材料时,其碳化处理温度有一个最佳温度范围,酚醛树脂碳化产物的最佳温度在700℃左右;树脂碳化产物的比表面积是影响电池充放电性能的重要因素,碳化产物的比表面积越大,电池的充放电量就越高,电池充放电量与充放电电流密度成反比.     

溶剂组成圣经LiMn2O4正极材料电化学性能的影响

电解液的溶剂组成影响锂离子电池ＬｉＭｎ2 Ｏ4 正极材料的电化学性能 .电解液在电极表面的氧化作用、电解液对电极材料的溶解性和电解液的电导率大小都是影响ＬｉＭｎ2 Ｏ4 电极容量、寿命以及电池倍率充放电性能的重要因素 .本文研究了ＬｉＭｎ2 Ｏ4 正极材料在不同混合溶剂的电解液中的电化学性能 ,探讨了影响ＬｉＭｎ2 Ｏ4 正极材料性能的溶剂因素 .1　实　验使用高温固相合成方法自行制备ＬｉＭｎ2 Ｏ4 正极材料 ,晶胞参数ａ =0 .82 33ｎｍ ,微晶尺寸ｄ =5 3ｎｍ .实验室自制ＰＣ、ＥＣ、ＤＭＣ、ＤＥＣ、ＤＭＥ、ＤＥＥ五种溶剂 ,分别…     

酚醛树脂碳化产物作为锂离子电池碳电极材料（Ⅱ）：——锂离子电池充放电性能

测试分析了酚醛树脂碳化产物组装的锂离子充放电性能，实验结果表明，树脂碳化产物作为锂离子电池碳电极材料时，其碳化处理温度有一个最佳温范围，酚醛树脂碳化产物的最佳温度在７００℃左右，树脂碳化产物的比表面积是影响电池充放电性的重要因素，碳化产物的比表面积越大，电池的充放电量就越高，电池充放电量与充放电电流密度成反比。     

磷酸钒锂材料及全钒锂离子电池性能研究

采用溶胶凝胶、喷雾干燥、碳热还原法合成了球形Li3V2 (PO4)3材料. 与金属锂配对组成半电池时,Li3V2 (PO4)3在4 V和2 V附近都有明显的充放电电压平台,分别对应于V4+/V3+和V3+/V2+电对. 同时以Li3V2 (PO4)3作为正负极材料,组装成2 V级全钒锂离子电池. 对该电池在1.5～3.0 V范围内进行充放电测试,结果表明,该全钒锂离子电池具有优良的电化学性能. 全钒锂离子电池可能成为磷酸钒锂材料应用的新领域.     

Cu-MOF/rGO锂离子电池负极材料的制备及电化学性能

采用石墨烯掺杂的Cu-有机骨架化合物(Cu-MOF)复合材料(Cu-MOF/r GO)作为锂离子电池负极材料,研究其电化学性能.结果表明:在充放电电流密度为50 m A/g时,充放电循环50次后,材料的放电比容量可达到520m Ah/g.同时该材料也显示出较好的倍率性能和较高的库仑效率.Cu-MOF/r GO是一种具有前景的锂离子电池负极材料.     

单体锂离子电池充放电数值仿真与试验

基于锂离子电池生热模型和材料热物性参数,建立了锂离子电池充放电热行为热模型。进行了单体电池不同倍率放电及充放电循环下的瞬态热行为数值仿真。结合电池充放电过程温升曲线测试,验证了锂离子电池数值仿真模型。研究结果表明:单体电池最高温度位于正极柱,最低温度位于壳体顶部。随着电池放电倍率的增大,电池温度升高,单体温差增大。电池外壳材质对热模型传热效果具有一定的影响,锂离子电池电极连接部位温升显著。     

锂离子电池正极材料LiCu0.05Mn1.95O3.9F0.1的结构与电化学特性

以溶胶-凝胶法合成了阴阳离子复合掺杂尖晶石型锰酸锂正极材料LiCu0.05Mn1.95O3.9F0.1,XRD表征合成产物具有良好的尖晶石结构;SEM测试表明所合成产物的颗粒达到了亚微米级,且分布均匀,形貌较好.以该物质作为锂离子电池的正极材料组装成扣式电池,经充放电循环测试可知 LiCu0.05Mn1.95O3.9F0.1材料比LiMn2O4正极材料能够更好地抑制电池的可逆容量在充放电过程中的衰减,循环性能有了很大改善,表现出很好的电化学可逆特性.     

钒电池充放电测试系统及测试方法研究

为了检测钒电池的充放电性能,根据全钒液流电池的特点,标称出钒电池的额定参数。在不同电流密度下对单体钒电池进行充放电容量测试实验。比较了不同电流密度下的充电曲线,从理论上分析充电差异的原因,总结充电电流与钒电池容量的关系。实验表明,对钒电池进行充放电时采用的电流密度为60~80 m A/cm2之间的值,钒电池电学性能参数最佳。     

电导法测定298.15K时硫酸氧钒离子对解离常数

为优化钒电池电解液配比和设置合理的充放电制度,需弄清自由钒离子活度和离子对的解离常数及其热力学性质.研究了电导法测定在298.15 K时水溶液中VOSO4.3.53H2O(s)的电导率,利用Origin数据拟合求出极限摩尔电导;采用改进的Ostwald稀释定律和改进的Davies方程求解活度系数,进而求得溶液的真实离子强度;采用Fuoss方法求解硫酸氧钒离子对的解离常数.经过数据处理得到298.15 K时硫酸氧钒极限摩尔电导率Λ0为203.2520325 S.dm2.mol-1,硫酸氧钒离子对的解离常数Kd为0.001 961 62,为电池性能有关的热力学性质提供了基础数据.     

Influence of Cr3+ concentration on the electrochemical behavior of the anolyte for vanadium redox flow batteries

The composition of electrolyte affects to a great extent the electrochemical performance of vanadium redox flow batteries(VRB).The effects of Cr3+ concentration in the anolyte on the electrode process of V(V)/V(IV) couple have been investigated by cyclic voltammetry(CV) and electrochemical impedance spectroscopy(EIS).It was found that Cr3+ causes no side reactions,but affects the electrochemical performance of V(V)/V(IV) redox reaction,including the reaction activity,the reversibility of electrode reaction,the diffusivity of vanadium ions,the interface film impedance,and the electrode reaction impedance.The experimental results show that Cr3+ within a certain concentration range can improve the reversibility of electrode reaction and the diffusion of vanadium ions.With the Cr3+ concentration increasing from 0 to 0.30 g L-1,the reversibility of V(V)/V(IV) reaction increases,while the diffusion resistance decreases.Correspondingly,the diffusion coefficient of vanadium ions increases from(5.48-6.77) × 10-7 to(6.82-8.44) × 10-7 cm2 s-1,an increase of ～24%.However,the diffusion resistance increases and the diffusion coefficient decreases when Cr3+ concentration is over 0.30 g L-1,while the impedances of the interface,the film as well as the charge transfer increase continuously.As a result,Cr3+ with a certain concentration improves the diffusion and mass transfer process,but the resistances of the film,the interface,and the charge transfer rise.Furthermore,Cr3+ concentration of no more than 0.10 g L-1 has few effect on the electrode reaction process,and that of no more than 0.30 g L-1 is favorable to the diffusion of vanadium ions.     

全钒液流电池电极材料的研究进展

介绍了全钒液流电池的结构、原理、特点及其发展过程，对制约全钒液流电池发展的电极材料这一关键组成作了论述.从电极材料的对比分析、电极改性方法的介绍及其电化学性能的优化机制等方面，综述了钒电池电极材料的发展过程及现状.     

中国钒资源全生命周期动态物质流分析

 钒在钢铁、化工和航空航天等领域的广泛应用持续推动钒物质流动和供需格局的变化，特别是电池应用的商业化将影响未来能源转型及新能源存储领域的长期发展。为揭示中国钒物质流的变化和未来供需格局，构建了钒的全生命周期物质流分析框架，核算了2000-2019年中国钒的流量、存量和供需情况。研究显示：（1）中国是钒生产和消费大国，含钒钢铁、合金（钒铁合金）是金属钒的主要消费领域，消费占比稳定在85%以上，储能电池作为钒的前沿应用，占钒消费总量的比例也在不断增加；（2）2000-2019年中国是钒初级产品净进口国（5362 t），也是钒制品净出口国（8284 t），全钒液流电池处于出口状态，钒储能技术研究将迎来高峰；（3）2010-2019年钒在用存量增加了5倍，达到120万t，其中电池在用存量增加了24倍，钒开始向电池等新兴行业发展；（4）2000-2019年钒报废量为8.1万t，仅有1.8万t被回收（回收率为23%），提高钒的循环利用可以减少钒原矿资源的开采及其产生的环境影响。     

三乙醇胺对全钒液流电池正极电解液的影响

通过热稳定性考察、紫外-可见吸收光谱、循环伏安和充放电测试,研究了三乙醇胺作为全钒液流电池正极电解液添加剂对电化学活性和5价钒电解液热稳定性的影响.实验结果表明,三乙醇胺对电解液的热稳定性有较大的提高,5价钒离子浓度在50℃下保存12h后仍有1.08mol/L,高于空白电解液的0.16mol/L.由可紫外-可见吸收光谱可知,三乙醇胺的加入没有改变钒的成键方式.同时,三乙醇胺对正极电解液的电化学活性和可逆性也有提高,有更高的峰电流和更小的峰电位差,组装的电池前30个循环平均能量效率可达80.4%,高于空白电池的1.4%.     

C_(1-x)M_x(M=Al,Si,x=0.1～0.3)复合材料的电化学嵌锂特性

用机械球磨法制备的C／Al、C／Si复合材料可作为镀离子电池的负极活性物质．研究结果表明，C_（0．7）Al_（0．3）和C_（0．8）Si_（0．2）（原子比）分别可以放出406mAh／g、和1039mAh／g的容量，远超过了原料碳的容量284mAh／g．经10次充放电循环、C_（0．7），Al_（0．3）放电容量衰退至251mAh／g．经20次充放电循环后C_（0．8）Si_（0．2）放电容量仍保持为749mAh／g．容量衰退主要是复合材料中包嵌入Al和Si部分容量衰退较快所致．     

电动汽车锂电池组的新型双向均衡法

由于电池制造工艺的制约导致生产出的电池间存在一定的离散性,多次充放电后不一致性更加严重,因此有必要对电动汽车电池组进行均衡.在分析了锂电池间不一致性的基础上建立了双向均衡结构,采用粒子滤波PF(Particle Filter)法估算电池初始剩余电量SOC(State Of Charge),提出了先让高SOC电池放电和先给低SOC电池充电的均衡法.该方法相比传统基于充电电压的均衡法能更精确的反映电池能量状态.实验结果表明,对于要求低能耗的系统采用先让高SOC电池放电均衡至±2%平均SOC界限范围;对于要求均衡结果一致性较高的系统采用先给低SOC电池充电均衡至±1%平均SOC界限范围.该均衡方法有效改善了电池组间的不一致性,对于提高电动汽车锂离子电池的使用寿命和续航里程具有实际意义.     

Simulation study of discharge processes in thunderstorm

The discharge characteristics in thunderstorm have been calculated by using a numerical cloud model. The results indicate that discharge processes occur when simulated thunderstorm developed at the stage of 30-45 min and initial locations of discharge mainly distributes between 4.4-4.8 km and 6.4-6.8 km above the ground (corresponding to ambient temperature of - 10℃ and -25℃. In simulated thunderstorm with a tripole electric structure, 10% of discharges occur between upper positive charge area and middle negative charge area and propagate upwards (from middle negative charge area to upper positive charge area); while, 90% of discharges occur between lower positive charge area and middle negative charge area and propagate downwards (from negative charge area to lower positive charge area). There is a positive correlation between updraft and discharge. The occurrence of discharge process needs hydrometer with a specified concentration and size in cloud (corresponding to ≥ 5 mm/h for precipitation on the ground). The maximum value of precipitation lags the peak of discharge number by a period of about several minutes. The discharge and its variation in thunderstorm are an important factor for monitoring and forecasting thunderstorm.     

Photoconductivity of fullerene derivatives

Two fullerene derivatives (compounds 1 and 2) have been synthesized. Their redox properties have been measured by cyclic voltammetry. The photoconductivities of poly(N_vinylcarbazo_le) (PVK) doped with fullerene and with their derivatives have been studied to explore the possible relationship between the reductibility of fullerenes and the photoconductivity of fullerenes_doped PVK. The charge generation efficiencies of PVK doped with fullerene and with its derivatives have changed remarkably: the diversity of charge generation efficiency is obvious in different doping systems. The result indicates that there is charge transfer between fullerenes and PVK.