新型化学电源-碱性高铁电池初探

本文采用新型电极材料—高铁酸盐作为电池正极活性物质，以Zn，Cd，Fe，Al四种金属为负极，以浓KOH水溶液为电解质装配成实验电池，对其放电行为进行了初步研究，并剖析其中的实验现象。结果表明：难溶高铁酸盐作为潜在的电池正极活性物质，不仅有可行性，而且具备潜在的优势。     

锌锰电池正极材料的改进研究

对商业锌锰电池正极材料进行了修饰,改进后电池放电性能有较大改善。在75ohm负载下连续放电至0．8V时与Duraeell Ultra（AAA）电池相比,放电时间为90．95h,平均延长31．1％;电池能量为1．555Wh,增加23．4％。     

碳纳米管的电化学储氢

用电化学方法使碳纳米管储氢,是把碳纳米管当作储氢负极,形成Ni MH电池·用碳纳米管与镍纳米粉做成负极试样,电解液采用KOH溶液·实验中,对Ni MH电池充放电的50个循环进行测试,通过测量电池的充放电容量和能量,来测量碳纳米管的储氢性能·测试过程由Arbin公司的BF 2043系列电池测试系统控制·实验表明,相对每克碳纳米管,当充电电流为120mA时,电池容量可达126 368mA·h·g-1,而且电池放电非常平稳,放电平台利用率高达97%·可见,碳纳米管是一种很有前途的储氢材料·本研究对利用碳纳米管制做储氢电池提供了实验依据·     

酒糟渣活性炭的制备及其表征

以酒糟渣为原料,采用浓酸炭化法,KOH活化法制备了活性炭。考察了活化温度、活化时间、碱炭质量比以及酒糟渣／KOH质量比对活性炭的影响。采用SEM、BET、FT-IR、XRD对其物化性能进行了表征分析。结果表明：在活化温度为800℃、活化时间为3h、碱炭质量比为3：1、酒糟渣／KOH质量比为4：1时制备的活性炭性能最优。该酒糟渣活性炭吸附孔容为0．88248cm3／g,DFT比表面积为3654．9m3／g,碘吸附值为2216．3mg／g,亚甲基蓝吸附值为389．40mL／g。     

PVA-PAA-KOH碱性凝胶聚合物电解质薄膜的研究

由聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA)成功制备了PVA-PAA-KOH碱性凝胶聚合物电解质薄膜.XRD结果表明,PAA和KOH的加入,有效降低了PVA的结晶程度,并使得该薄膜处于无定形态.交流阻抗结果表明,该薄膜的电导率随着PVA含量的增加而减小.当薄膜组成为PVA:AA:KOH=10:50:40(质量比)时,其室温电导率最大,为2.4×10-2S/cm.循环伏安(CV)和激光拉曼光谱结果表明,该电解质膜具有较好的电化学稳定性.以此薄膜为电解质组装聚合物镍氢二次电池,结果表明,与碱性水溶液为电解液的电池相比,该聚合物电池具有较优的循环寿命,低倍率放电性能良好.     

锂离子电池用LiPF_6/PC+FEC电解液的低温性能

研究氟代碳酸乙烯酯(fluoroethylene carbonate,FEC)添加剂对锂离子电池用碳酸丙烯酯(PC)基电解液低温放电性能和常温循环性能的影响,并通过电化学阻抗谱(EIS)、X线光电子能谱(XPS)以及气质联用谱(GC-MS)等对FEC在PC基电解液中的作用机理进行探讨。研究结果表明:往PC电解液中添加质量分数为5%的FEC可以在石墨电极表面形成完整且致密的SEI膜,从而有效阻止PC在负极石墨的共嵌入;电池在低温-20℃及-40℃下0.5C放电容量分别可达到室温容量的98%及87%;FEC形成的SEI膜有效降低了锂离子电池的低温电荷转移阻抗,是提高电池低温性能的主要因素之一;FEC在正极钴酸锂材料表面形成了导电性能优异的SEI膜层,改善了锂离子电池的低温性能和常温循环性能。     

KOH溶液制作类圆形硅膜阵列研究

由于单晶硅在碱性腐蚀液中的腐蚀速率呈各向异性,在圆形掩膜下很难实现圆形单晶硅膜的制作.利用添加剂异丙醇(IPA)来改善KOH的腐蚀特性,在KOH与IPA混合腐蚀液体系中制备出类圆形硅膜阵列.通过扫描电镜观察腐蚀图形形貌,结果表明带有图案的N型衬底在质量分数为40%的KOH和IPA构成的混合溶液中,腐蚀出底面平整侧壁光滑的圆形硅膜阵列,并且初步探讨导电类型对腐蚀形貌影响机制.     

金属氢化物-镍蓄电池低温性能的研究

试验采用不同贮氢合金粉、电解液以及采用不同负极加工工艺等方法制作成密封MH—Ni电池，并通过对其在-25℃和-40℃温度下放电容量进行检测，研究了影响MH—Ni电池低温放电的因素，分析并讨论了提高MH—Ni电池低温性能的途径和方法．     

锂离子电池高倍率放电性能的影响因素

研究了极片面密度、隔膜厚度以及电解液等因素对锂离子电池高倍率放电性能的影响. 通过实验优化制备的实验电池以20 C大电流放电电压平稳, 20 C循环100次,容量保持率为93%以上. 电池具有较好的倍率性能和循环性能.     

三元锂电池放电容量影响因素的试验分析

为探究不同电解液电池在高、低温和循环使用下放电容量情况,以两节电解液分别为307、E46的4.2 V-2.6 A·h.三元锂电池为研究对象,分别对其进行高、低温放电测试和循环老化测试.试验的结果表明:不同电解液的三元锂电池在进行高、低温和循环老化试验时放电容量会有明显的不同,且电解液为307的电池放电容量高于E46电池放电容量;电池在低温放电时的活化性能低,导致放电容量大幅衰减,最终为电池的寿命预测提供理论依据.     

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.     

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.     

纳米级铁酸盐的制备及其电化学性能

用简化工艺的化学氧化法快速合成电池级纳米铁酸盐材料,并研究了制备过程中吸收碱液浓度对产品产率和纯度的影响.采用循环伏安法研究六价铁在碱性电解液中的还原特性,比较了Zn-K2FeO4,Zn-BaFeO4及Zn- SrFeO4电池和添加不同添加剂的Zn-BaFeO4电池的放电性能.研究结果表明:高铁酸钾在7 mol/L KOH 溶液中还原电位在0.2 V左右,溶液电极过程主要受扩散控制;以BaFeO4作为超铁(VI)电池的正极材料时,电池的放电容量最大,尤其是添加3%KMnO4 2?(OH)2作添加剂的Zn-BaFeO4电池,其综合性能最佳.     

二次锂电池用PVDF-HFP/SiO2复合聚合物隔膜的研究

采用倒相法制备了二次锂电池用的聚偏氟乙烯–六氟丙烯复合聚合物(PVDF-HFP/SiO₂)隔膜，测定了它的吸液率、电导率、机械强度等性能，并通过扫描电镜对其形貌进行了分析。研究结果表明， PVDF-HFP/SiO₂隔膜具有较高的吸液率、电导率和韧性：电解质吸收率达184.4%、 室温电导率为1.20mS/cm、断裂伸长率高达163%。利用PVDF-HFP/SiO2隔膜装配的二次锂电池的首放比容量为834.8mAh/g，第40次的放电比容量达到400mAh/g, 循环效率达到99.8%以上，表现出良好的电化学性能。     

锌–空气电池抑制阳极钝化的研究进展

锌–空气电池凭借其高能量密度、电极材料资源丰富、生产成本低、储存寿命长、绿色环保无污染等优点而被广泛研究，但由于锌阳极在循环过程中存在锌枝晶生长、钝化等问题，导致锌–空气电池的实际能量密度低于理论容量密度，严重制约了其发展与应用。本文根据锌–空气电池的锌阳极工作原理和钝化机理，从电解液优化、锌阳极结构设计和表面改性等方面分析提出解决锌阳极钝化的措施，并提出了关于这些问题未来的研究方向，最后对锌–空气电池的未来发展做出展望。     

PVA碱性凝胶聚合物电解质电化学稳定性及其在锌镍二次电池中的应用

溶解铸膜法制备了PVA(聚乙烯醇)-KOH碱性聚合物电解质.用循环伏安和激光拉曼光谱对其电化学稳定性进行了研究,并将其应用于锌镍二次模拟电池.结果表明,该固态电解质具有较好的稳定性,循环寿命远远高于以5 m o l/L KOH水溶液为电解质的锌镍电池.     

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.     

碱炭比对活性炭孔结构及电容特性的影响

以酚醛树脂为原料、KOH为活化剂制备双电层电容器用高比表面积活性炭．考察KOH与酚醛树脂炭的质量比对所制得的活}生炭的吸附性能、孔径分布和比电容的影响．实验结果表明,随着碱炭比的增大,所得活性炭的BET比表面积、总孔容积和中孔容积不断增大,碘吸附值和亚甲基蓝吸附值也不断增大,比电容则先增大后减小并在碱炭比为4时达到最大值74．2F／g．以这种高比表面积活性炭组装成的电容器具有良好的充放电性能和循环性能,既能在大电流下快速充放电也能在小电流下缓慢充放电。     

表面含氧官能团对活性炭电化学性能的影响

采用浓硝酸对椰壳活性炭和各壳活性炭进行液相氧化改性后，制成了以KOH为电解液的超级电容器的炭电极，研究表面含氧官能团在碱性电解液中对电容器电极的电化学性能的影响．运用低温N2吸附、XPS和FTIR表征活性炭孔结构和表面性质．研究结果表明，氧化后活性炭的比表面积和孔容降低，表面含氧量增大．且经硝酸氧化后炭表面的含氧官能团含量发生了变化，即在内酯基的含量减少的同时，羟基、羰基和菝基的含量增加，其中羟基含量的增幅最大．在50mA／g电流密度下经过100次充放电循环，氧化后的椰壳活性炭和杏壳活性炭质量比电容分别达到193 F/g和150F／g，均比氧化前提高了30％以上．由XPS的分析结果判断，羟基对电极比电容提高的贡献最大．同时，在大电流充放电时，氧化后炭电极的比电容的衰减率明显低于氧化前．