光增强型可充电锌–空气电池双功能催化剂研究进展

随着全球工业不断发展,对可再生能源加大投入是解决目前化石燃料消耗和环境污染严重等问题的重要举措.光增强型可充电锌–空气电池可充分地将自然界多余的太阳能转化为电能并储存,从而提高能源利用率和光电转换效率,且其供电不受天气变化等自然因素的制约.催化剂作为电极的重要组成部分,对锌–空气电池的性能发挥重要作用.首先介绍了光增强型可充电锌–空气电池的工作原理,在此基础上重点就光/电催化剂的制备方法、性能调控以及双功能特性在可充电锌–空气电池中的研究和应用等进行了概述,最后就该领域今后的研究机遇和面临的挑战进行了总结.     

铝－空气电池的研究

铝是一种丰富廉价的有色金属，铝—空气电池作为一种新型燃料电池，由于有低成本、无毒害、高功率、高能量密度等优点，受到了极大重视。阐述了铝—空气电池的工作原理，并对其阳极铝合金配方、空气阴极、催化剂、电解液等方面的研究概况进行了叙述，提出了铝—空气电池的研究发展方向。     

可充电水系锌离子电池无机非金属涂层研究进展

介绍了可充电水系锌离子电池(ZIBs)作为一种新兴电池储能技术,其高安全性、高能量密度和低成本等优势,以及当前制约锌离子电池发展的问题.并且从高性能锌阳极的设计出发,分析了无机非金属涂层抑制锌枝晶生长的作用机理.根据不同的涂层材料,综述了无机非金属材料涂覆锌阳极的研究进展.     

微量元素对热海水环境下锌牺牲阳极性能的影响

论述了适合于热海水环境下工作的几种锌牺牲阳极的研究工作，研究中就Cd、Al和Mg等微量元素对牺牲阳极性能的影响进行了电化学性能测试，之后对其腐蚀表面进行了组织分析。试验结果表明：含Al、Mg的锌阳极都存在严重的晶间腐蚀问题，而晶间腐蚀是缩短热海水环境下锌阳极使用寿命的重要因素；Cd(0．05％)对锌阳极性能有改善作用。     

阴离子和铬酸浓度对锌在铬酸溶液中钝化的影响

采用循环伏安法和交流阻抗法测定了锌电极在铬酸溶液及添加硫酸和硝酸的铬酸溶液中的钝化过程，结果表明，锌的铬酸钝化是阴极和阳极的混合钝化过程，硫酸和硝酸能促进铬酸还原，硝酸能阻化阳极溶解，均利于钝化膜的形成和生长。     

铝-空气电池的研究

铝是一种丰富廉价的有色金属,铝-空气电池作为一种新型燃料电池,由于有低成本、无毒害、高功率、高能量密度等优点,受到了极大重视.阐述了铝-空气电池的工作原理,并对其阳极铝合金配方、空气阴极、催化剂、电解液等方面的研究概况进行了叙述,提出了铝-空气电池的研究发展方向.     

质子交换膜燃料电池阳极钝化现象研究

在组装的单体质子交换膜氢氧燃料电池系统上,用线性电位扫描法研究了不同电池温度和湿度下的阳极极化行为．发现发生钝化的输出槽压约为0．6V,输出功率在最大值附近时,阳极产生钝化现象．钝化的起因是阳极铂催化剂氧化形成铂氧化物的结果．提高电池的工作温度和湿度,都加速了燃料电池阳极的钝化．     

水系锌-石墨电池的研究新进展

水系锌-石墨电池是一种新型的二次电池,基于水系电解液中的阴、阳离子同时参与电化学反应实现储能,因其具有高能量密度、高功率密度和安全廉价等诸多优势,有望成为替代锂离子电池的下一代储能产品。本文综述了近年来水系锌-石墨电池的发展现状,总结了锌负极、石墨正极存在的问题及现有的解决方案,对水系锌-石墨电池的下一步发展进行了预测。     

锌—空电池中性电解液的研究

用循环伏安法和恒电流扫描法及X射线衍射法研究了不同成份和浓度的中性电解液中的锌电极的电化学行为，并通过向中性电解液中添加季铵盐缓蚀剂，考察缓蚀剂在锌电极反应中的缓蚀作用，探讨锌电极的反应机理。试验结果发现在NH4Cl（浓度为4mol/L) KCl(浓度为1mol/L)混合溶液中添加季铵盐缓蚀剂后既可抑制锌电极的阳极溶解，又可提高其析氢过电位和析氢电流密度，是有效改善锌-空电池性能的途径之一。     

锌空燃料电池电化学阻抗等效电路模型

利用等效电路模型可表示锌空燃料电池的理化过程,用于描述和解析电化学阻抗谱中的Nyquist图,但已有模型未能综合考虑阴阳极的阻抗分布。该文为区分阴阳极阻抗,提出了一种可解析阴阳极阻抗的全电池电化学阻抗模型和忽略阳极影响的简化模型。在研究电池结构参数、性能衰减、储存条件、锌电极中导电剂、空气电极结构变化对阻抗影响的实验中,验证了模型的正确性,模型拟合实验数据时卡方检验的结果均小于0.01,并应用模型解析出的电阻值分析了阻抗变化的作用机理。该模型对金属空气电池的研究具有一定意义。     

空气扩散电极的结构对扣式锌空气电池性能的影响

为了研究空气扩散电极的结构对扣式锌空气电池性能的影响,采用辊压法制作了单层膜、三层膜和两种不同结构的双层膜分别作为扣式锌空气电池的空气电极;测试了空气电极的透气性、极化曲线;并测试了用各种膜电极制作的扣式锌空气电池的放电性能.研究结果表明,单层膜空气电极的透气性能最好,在相同的极化电位下的极化电流密度最大;三层膜空气电极防漏液性能相对最好;催化层与透气层直接接触的双层膜电极由于具有较好的透气性、放电电流密度较高、防漏性能好并延长了电极使用寿命,因而由其装配所得的扣式锌空气电池具有最长的放电时间和最高的平均工作电压.     

CoMoO4水热法制备及其在锂/钠离子电池中的应用

碳基负极材料比容量低,无法满足高能量密度电池的需求.为了进一步寻找高容量长循环寿命的电池负极材料,采用水热反应法制备了自支撑CoMoO₄负极,通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对材料的结构、形貌进行表征,利用循环伏安法和恒电流充/放电等技术对比研究了材料在锂/钠离子电池中的电化学性能.结果表明,CoMoO₄负极在锂离子电池中的首次可逆比容量为1 403.6 mAh/g,首次库伦效率为146.5%,在100 mA/g电流密度下经50次循环后仍然高达793.6 mAh/g;而CoMoO₄负极在钠离子电池中首次可逆比容量仅为314.2 mAh/g,但经50次循环后容量保持率仍有76.4 %.该自支撑负极无需导电剂和粘结剂,电极材料与泡沫镍结合力强,具有优异的循环稳定性.     

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．     

SnO2基锂离子电池负极材料研究进展

 作为一种N型半导体,二氧化锡基负极材料由于其拥有较高的理论比容量（782 mA·h·g^-1）、高能量密度等优势受到了广泛关注。然而,由于二氧化锡负极材料在充放电过程中的体积效应和本身导电性较差等导致的其循环性能和倍率性能较差,从而制约了其作为锂离子电池负极材料的应用。本文从二氧化锡的纳米化及复合化（包括其与金属氧化物、无定型碳、碳纳米管和石墨烯等复合）2 方面综述了二氧化锡基锂离子电池负极材料的研究进展,同时对SnO₂基锂离子电池负极材料的发展方向进行了展望。     

添加锌电解阳极泥对ZnS浸出过程的影响

在锌焙烧烟尘热酸浸出过程中,来自于铁酸锌溶解的三价铁离子被用作焙烧烟尘中ZnS浸出的氧化剂.为了提高锌的浸出率,研究了在浸出过程中加入锌电解阳极泥对ZnS浸出的影响.考察的浸出条件包括阳极泥加入量、温度、硫酸浓度和反应时间.试验结果表明,阳极泥中的MnO2有助于焙烧烟尘中ZnS的氧化浸出.在最佳的条件下,通过加入阳极泥(锰加入量为焙烧烟尘质量的4%)可将锌的浸出率由94%提高到97%以上.     

Nanostructure designing and hybridizing of high-capacity silicon-based anode for lithium-ion batteries

Lithium-ion batteries have long been used in electronic products and electric vehicles, but their energy density is slowly failing to keep up with demand. Because of its extraordinarily high theoretical specific capacity, silicon is regarded as the most potential next-generation anode material for practical lithium-ion batteries. However, its unavoidable volume expansion issue can cause electrode deformation and loss of electrical contact during cycling,resulting in significant performance reduc...     

一种应用于电动汽车的复合电池能源模块

就目前现有的电动汽车电池能源模块无法满足车辆实际性能需求的问题,提出了一种全新的电动车用电池能源模块,该模块是由锂离子电池与锌空气燃料电池进行配合组成的.首先分析了全球各个汽车企业就目前车用能源日趋紧张问题所提出的不同解决方案,指出了电动汽车发展前景乐观;其次,分析了应用于纯电动汽车的电池能源模块存在的瓶颈,提出了一个全新的电动车用电池能源模块的构想;然后,对该动力电池能源模块的优势进行分析,指出了该模块未来应用于电动汽车上的可行性;最后,就下一步开发该模块所要做的具体工作进行了介绍.     

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。     

Facile synthesis of CoFe2O4 nanoparticles anchored on graphene sheets for enhanced performance of lithium ion battery

Recently, metal oxides as high capacity anode materials had been investigated for lithium ion batteries.However, the fast capacity fading upon cycling leaded poor durability, which hindered their application as higher energy density of lithium ion battery. In this paper, a nanostructured nanocomposite with graphene supported CoFe_2O_4 nanoparticles(NPs) was prepared via simple hydrothermal reaction. The uniform CoFe_2O_4 NPs were anchored on graphene sheets, which brought a good performance on cyclability. Combined with the optimization of graphene content, the anode delivered a better capacity retention of 944 m A h g~(-1)over 50 cycles at current density of 100 m A g~(-1)and the good reversible capacity as 990 m A h g~(-1)when the rate returned from 5 A g~(-1)to 0.1 A g~(-1)after 60 cycles. The present work provided a desired structure for conversion anode materials or other electrode materials of large volume change.