乙醇对钒电池电解液传质过程的机理研究

以五氧化二钒、硫酸等为原料,用化学合成法制备了用于钒电池的电解液。研究了在支持电解质硫酸浓度为2 mol/L的情况下,不同钒离子浓度的正极电解液的电化学性质,钒离子浓度为2 mol/L和3 mol/L的正极电解液中添加乙醇和KHSO4做循环伏安测试。实验结果表明:不添加任何添加剂时,电活性物质V4+为2.5 mol/L时电化学活性最好,电流密度最大;V4+浓度小于2.5 mol/L时,添加剂的加入不会对电化学反应产生不利影响;浓度大于2.5 mol/L时,醇类等具有络合效应添加剂的加入会降低电解液的电化学活性,而不具有络合效应的添加剂则影响较小。     

氯代磷酸酯作为锂离子电池电解液阻燃添加剂的性能研究

为了提高锂离子电池电解液的热稳定性,使用氯代磷酸酯磷酸三（1-氯2-丙基）酯TCPP和磷酸三（2-氯乙基）酯TCEP作为锂离子电池电解液阻燃添加剂,研究其对锂离子电池电解液热稳定性和电化学性能的影响．循环性能测试、循环伏安法、交流阻抗等电化学分析表明：TCEP和TCPP与正极材料LiNi0.8Co0.2O2有很好的相容性,有良好的电化学稳定性;而对负极石墨材料则有一定的剥离现象发生．微量量热实验表明TCEP和TCPP的加入能提高电解液的热稳定性．     

有机弱酸添加剂稳定全钒液流电池正极电解液的微观机制

正极电解液是全钒氧化还原液流电池的重要组成部分,对电池性能有直接影响.随着温度升高,电解液中的五价钒离子以五氧化二钒形式生成沉淀,导致电池性能变差.使用少量添加剂可以提高正极电解液稳定性,但其微观机制尚未明确.使用密度泛函理论方法探讨了草酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐等有机弱酸盐添加剂对正极电解液稳定性的影响,尝试从分子水平理解添加剂提高钒电池效率的微观机制.研究发现:草酸盐、醋酸盐和柠檬酸盐等添加剂可与电解液中的五价钒物种发生反应,其反应势垒低于形成五氧化二钒的势垒,减少了五氧化二钒的生成概率,从而提高了正极电解液的稳定性.     

一种新型锂离子二次电池用有机电解液的性能研究

为了提高锂离子二次电池的笔容量和循环寿命,研究者们越来越重视有机电解液的使用及选择.实验选择了EC和DMC二元体系,将其以不同体积配比用于锂离子二次扣式电池中(正极材料为LiCoO2,负极材料为CMS,电解质盐为LiPF6)以研究电解液的电化学性能.通过实验,发现此种电解液的最佳配比为EC∶DMC=3∶7(1 mol/L LiPF6),此种电解液大大提高了电池的循环性能.     

2-噻吩甲腈在高电压锂离子电池中的应用

为了改善锂离子电池在高电压下的电化学性能,以2-噻吩甲腈作为一种新型的电解液添加剂,采用线性扫描伏安法(LSV)研究其对1 mol/L Li PF6/EC+EMC(EC与EMC质量分数之比为1:2)电解液电化学窗口的影响。通过扫描电镜(SEM)、X线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(IR)、充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)对含不同电解液的锂离子电池循环前后的正极材料表面及其电化学性能进行表征。研究结果表明:2-噻吩甲腈能优先于电解液溶剂发生氧化分解反应并在正极表面形成致密的导电聚合物膜;添加质量分数为0.1%2-噻吩甲腈的钴酸锂电池在3.0~4.5 V以0.5 C倍率循环100次后容量保持率高达91.99%,在5C倍率下放电比容量为152.8m A·h·g-1;与电解液中未添加2-噻吩甲腈的电池相比,其循环后电荷转移阻抗的增加被抑制,在高电压下表现出较好的循环和倍率性能。     

掺钒尖晶石型LiVxMn2-xO4的合成和性能

采用低温液相合成了锂离子二次电池正极材料LiVxMn2-xO4.X-射线衍射测试表明,添加了适量钒的LiVxMn2-xO4具有尖晶石型结构.循环伏安实验证实,钒的加入能促进活性材料中电荷传递,稳定尖晶石的结构,使电极材料更能承受锂离子在其中的嵌入和脱出.因此,改善了电极反应的可逆性,提高了正极材料的电化学性能.恒电流充放电实验进一步证明,钒能改善合成材料循环性能,抑制电池循环过程中,正极活性物质的比容量衰减,延长了电池的循环寿命.     

液流电池电解质的溶液化学研究最终报告

针对高稳定性、高活性全钒液流电池电解液以及高能量密度单液流电池沉积型电对及固体电极电化学性能与电解质溶液之间构效关系、高稳定性浓电解质溶液化学理论及作用机制等关键科学问题,以具备较大应用潜力的全钒双液流以及锌/镍、全铅单液流电池体系电解质的溶液化学为研究重点,通过电化学测试与材料物性表征相结合,深入研究了电解质溶液对全钒双液流以及碱性沉积型锌负极和电池性能的影响,阐明了电解液流速、锌沉积面容量和电流密度的关联;考察了不同种类的无机、有机添加剂以及添加剂中的官能团对电解液的热稳定性以及电化学活性的影响,深入研究了电解液溶液及添加剂对固体氧化镍正极活性和稳定性的影响,探讨了电解液添加剂与锌负极和氧化镍正极的相容性;研究了全铅单液流电池电解质溶液的物化性质,探明电解液组成对电极性能的影响规律;研究了电解液添加剂对全铅单液流电池电极性能的影响及其作用机制;考察了支持电解质对电解液的热力学稳定性、电化学活性以及循环稳定性等的影响,优化了电解液的组成,提高了电池充放电的能量效率和循环稳定性。重要的创新点包括以下方面:(1)确定了对于全钒液流电池电解液的热稳定性和电化学性能具有积极作用的添加剂结构和支持电解质组成;(2)阐明全铅单液流电池电解液中铅活性离子对电极性能的影响规律,优化了铅离子浓度;(3)提出电解液中添加电解PbO_2,降低沉积型PbO_2电极极化,抑制铅累积和枝晶的新方法,获得了高活性、高沉积均匀性Pb负极和PbO_2正极。     

基于EDOT原位包覆碳硫复合物锂硫电池的正极设计及其性能研究

锂硫电池被认为是最有前途的高能量密度储能系统,但充电过程中多聚硫化物的溶解限制了活性材料的利用率和循环稳定性,影响了锂硫电池的实际应用.通过电化学聚合电解质中所含的3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)单体,使其在正极碳硫复合物表面原位形成聚乙烯二氧噻吩包覆层.在电池内部原位形成包覆层,可以增加电解液与活性物质的浸润性,提高Li+电导率,从而增加活性物质利用率.通过极性-极性键吸附多硫化物,抑制穿梭效应,从而提高循环稳定性.实验结果显示,添加50 mmol/L EDOT的锂硫电池的初始放电比容量为1155 mA·h/g,200次循环比容量仍高达770 mA·h/g,优于未添加EDOT的锂硫电池.     

一种新型锂离子二次电池用有机电解液的性能研究

为了提高锂离子二次电池的笔容量和循环寿命，研究者们越来越重视有机电解液的使用及选择。实验选择了EC和DMC二元体系．将其以不同体积配比用于锂离子二次扣式电池中（正极材料为LiCoO2．负极材料为CMS，电解质盐为LiPF6）以研究电解液的电化学性能。通过实验．发现此种电解液的最佳配比为EC：DMC=3：7（1mol／L LiPF6）．此种电解液大大提高了电池的循环性能。     

微生物燃料电池修复钒污染地下水的响应曲面优化研究

使用响应曲面法, 对单室微生物燃料电池去除五价钒的运行条件进行分析和优化。采用乙酸钠作为单室微生物燃料电池的碳源, 探讨钒初始浓度、COD初始浓度和电解液电导率对五价钒去除率的影响, 三因素三水平的响应曲面分析结果表明, 五价钒初始浓度对五价钒去除率的影响最显著, 其次为 COD 初始浓度, 最后是电解液电导率。利用响应曲面法得到最优实验条件: 五价钒初始浓度为75.44 mg/L, COD初始浓度为1007.48 mg/L, 电导率为11.98 mS/cm, 此时可获得五价钒的最大理论去除率80.31%。验证实验的结果证实了该优化方法的可靠性。研究成果可以促进微生物燃料电池技术在治理钒污染地下水领域的实际应用。     

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.     

H3PMo12O40修饰电极对酪氨酸酶的电化学传感

通过阳极化处理玻碳电极,吸附法制备H3 PMo12 O40修饰电极,研究H3 PMo12 O40修饰电极在不同支持电解质、扫描速度下对酪氨酸酶的电化学传感.结果表明:以0.1 mol/L H2 SO4为支持电解质效果最佳,超纯水效果最差,并且该电化学反应属于表面与扩散的共同控制过程;在温和条件下,V(0.1 mol/L...     

Direct growth of Fe3O4-MoO2 hybrid nanofilm anode with enhanced electrochemical performance in neutral aqueous electrolyte

To enhance the electrochemical energy storage performance of supercapacitors(SCs), the current researches are general directed towards the cathode materials. However, the anode materials are relatively less studied. In the present work, Fe_3O_4-MoO_2(FO-MO) hybrid nano thin film directly grown on Ti substrate is investigated, which is used as high-performance anode material for SCs in Li_2SO_4 electrolyte with the comparison to pristine Fe_3O_4 nanorod array. The areal capacitance of FO-MO hybrid electrode was initially found to be 65.0 m F cm~(-2)at 2 m Vs~(-1)and continuously increased to 260.0% after 50 cycles of activation. The capacitance values were considerably comparable or higher than many reported thinfilm iron oxide-based anodes in neutral electrolyte. With the protection of MoO_2 shell, the FO-MO electrode developed in this study also exhibited excellent cyclic stability(increased to 230.8% after 1000cycles). This work presents a promising way to improve the electrochemical performance of iron oxidebased anodes for SCs.     

O-季铵化硫脲壳寡糖的制备及与鲱鱼精DNA的相互作

以壳寡糖为原料, 制备O 季铵化硫脲壳寡糖, 并用红外光谱、 紫外 可见吸收光谱、 热重 差热分析法对合成的化合物进行表征. 以鲱鱼精DNA为靶点, 用紫外 可见吸收光谱、 循环伏安法和黏度法研究O-季铵化硫脲壳寡糖与鲱鱼精DNA的作用方式. 实验结果表明： O-季铵化硫脲壳寡糖在213.5,280.0 nm处出现吸收峰, 其热稳定性较差, 在180 ℃开始氧化分解; O-季铵化硫脲壳寡糖的紫外 可见吸收峰在加入DNA后发生变化; O-季铵化硫脲壳寡糖使铁氰化钾 DNA体系的氧化还原峰电流减小, 式量电位发生正移, 并使DNA的黏度增大, 即O 季铵化硫脲壳寡糖与鲱鱼精DNA之间存在嵌插结合作用.     

超支化聚三唑固态聚电解质及其锂离子和锌离子导电性

带刚性结构的超支化聚合物具有优良的溶解性，度低黏与力学性能优异，可用于制备固态电解质.含叠氮基的单体M1和含炔基的单体M2在亚铜离子Cu⁺的催化下发生叠氮-炔点击化学反应，得到超支化聚三唑hb-GPTA.该聚合物具有良好的溶解性、成膜性和热稳定性（热分解温度为350 ℃）.将该聚合物分别与三氟甲基磺酰亚胺锂 (LiTFSI)及三氟甲基磺酸锌 (Zn(OTf)₂)进行掺杂，制备固态电解质，对其电化学性能进行表征.结果表明，hb-GPTA/LiTFSI体系具有更高的电导率（32.7 μ S·cm^-1），电化学窗口为5.2 V；相比之下，hb-GPTA/Zn（OTf）₂体系电导率较低（0.42 μS·cm^-1），但其在-1~6 V电压范围内一直保持稳定.结合电化学稳定性分析结果，可以推断含三氮唑的聚合物在制作锌离子电池方面具有潜在的应用价值.     

超支化聚三唑固态聚电解质及其锂离子和锌离子导电性

带刚性结构的超支化聚合物具有优良的溶解性，度低黏与力学性能优异，可用于制备固态电解质.含叠氮基的单体M1和含炔基的单体M2在亚铜离子Cu⁺的催化下发生叠氮-炔点击化学反应，得到超支化聚三唑hb-GPTA.该聚合物具有良好的溶解性、成膜性和热稳定性（热分解温度为350 ℃）.将该聚合物分别与三氟甲基磺酰亚胺锂 (LiTFSI)及三氟甲基磺酸锌 (Zn(OTf)₂)进行掺杂，制备固态电解质，对其电化学性能进行表征.结果表明，hb-GPTA/LiTFSI体系具有更高的电导率（32.7 μ S·cm^-1），电化学窗口为5.2 V；相比之下，hb-GPTA/Zn（OTf）₂体系电导率较低（0.42 μS·cm^-1），但其在-1~6 V电压范围内一直保持稳定.结合电化学稳定性分析结果，可以推断含三氮唑的聚合物在制作锌离子电池方面具有潜在的应用价值.     

Electrochemistry study on PEO-LiClO<Subscript>4</Subscript>-ZSM5 composite polymer electrolyte

Allsolid-statelithiumpolymerbatteriesmaybeoneofthebestchoicesforelectrochemicalpowersourceofthefuturecharacterizedbyitshighenergydensities,goodcyclability,reliabilityandsafety[1,2].PEO-LiXbasedpoly-merelectrolyteshadreceivedextensiveattention[4,5],foritspotentialcapabilitytobeusedascandidatematerialforthetraditionalliquidelectrolytes,sinceWrightetal.foundthatthecomplexofPEOandalkalinesaltshadtheabilityofionicconductivityin1973[3].ThegeneralconceptofthetransportofLi+inthepolymerelectrolytewa…     

邻菲啰啉衍生物及其铕配合物的合成、表征及光物理性能

为改变铕配合物配体的结构,增强其紫外-可见吸收率,寻找红光效率更高的发光材料,以乙酰丙酮为第一配体,邻菲啰啉及其衍生物为第二配体,合成了5个稀土铕配合物,并进行了1H NMR、MS、IR、元素分析等表征,测定了目标配合物的紫外、荧光光谱和电化学性质.结果表明:随着第二配体共轭结构的变化,铕配合物在紫外区的吸收逐渐增强,荧光发射峰均约为612 nm,发光强度随配体共轭程度的增加而增大;电化学数据与铕配合物的发射波长相匹配,证明强紫外-可见吸收率配体的引入极大地提高了配合物发光效率.     

改性剂对PVA基碱性固体聚合物电解质性能的影响

为了改善PVA-KOH-H2O体系碱性固体聚合物电解质(ASPE)的性能,采用溶液浇铸法向其中添加改性剂制备复合电解质膜,利用X射线衍射仪(XRD)、循环伏安法(CV)和交流阻抗法(AC)等对电解质膜的物相和性能进行了表征.研究结果表明:聚合物电解质以无定形态为主,含极少量晶相,改性剂的适量添加可以降低电解质膜的结晶度增大无定形区域,离子电导率随PEO的加入先减小后增大,随增塑剂的加入先增大后减小,三种改性剂中GROL效果最好可达4.52×10-2 S/cm,电化学稳定窗口随改性剂的添加略微变窄,但仍显示了较好的电化学稳定性,当三种物质同时共混加入时电化学性能优于单个组分.该研究结论对制备高能量碱性固体电池具有一定的参考价值.