泡沫炭用作铅酸电池集流体的可行性研究

利用沥青采用有机多孔模板法制备泡沫炭,以用做铅酸电池的集流体,用循环伏安、充放电实验研究泡沫炭电极和制备的铅酸电池的电化学行为.结果表明,多孔模板法制备的泡沫炭具有三维连通开孔结构,其阴极析氢电位低于-1.25 V,能用做铅酸电池的负极集流体;泡沫炭经表面电沉积铅后阳极析氧电位达到1.5 V,能用做铅酸电池的正极集流体...     

采用粉末微电极循环伏安法估测锂离子电池炭负极材料的循环性能

阐明了采用粉末微电极循环伏安法估测锂离子电池(LIB)炭负极材料的循环性能的原理．采用该法研究了经高温热处理后具有良好贮锂结构的石油焦试样在1mol／L LiClO4／EC DEC(1：1)电解液中的循环性能．实验结果表明,该试样是一种循环性能优越的LIB负极材料：充、放电到第500循环时,放电容量仍保持了最大放电容量的85．02％,充、放电效率为94．96％;同时也证明了粉末微电极循环伏安法用于估测LIB炭负极材料的循环性能的可行性．     

化学法处理硫酸铅制备铅酸电池正极材料

硫酸盐化是导致铅酸电池失效的原因之一,因此通过硫酸铅脱硫煅烧制备具有电化学活性的氧化铅具有重要意义。本文提出了一种把硫酸铅通过与碳酸铵反应和煅烧来转化为铅酸电池正极材料的方法。首先,反应得到的碳酸铅经过过滤,在350℃下煅烧得到具有电化学活性的氧化铅。随后对此法制备的样品与工厂生产电池所用的球磨铅粉分别进行了X射线粉末衍射、扫描电镜等分析,通过充放电性能测试得出制备的电极材料的容量高于工厂铅粉的结论,之后通过比较不同煅烧温度下的电性能来对制备样品的煅烧温度进行探讨并得出制备样品的最佳煅烧温度。在最佳条件下制备的氧化铅颗粒均匀,大小在200~300nm,作为铅酸电池正极材料,具有较高的放电比容量(放电倍率为0.5C时放电比容量为120mA·h/g),最后对充放电之后的样品进行了X射线粉末衍射分析。     

化学法处理硫酸铅制备铅酸电池正极材料

 硫酸盐化是导致铅酸电池失效的原因之一,因此通过硫酸铅脱硫煅烧制备具有电化学活性的氧化铅具有重要意义.本文提出了一种把硫酸铅通过与碳酸铵反应和煅烧来转化为铅酸电池正极材料的方法.首先,反应得到的碳酸铅经过过滤,在350℃下煅烧得到具有电化学活性的氧化铅.随后对此法制备的样品与工厂生产电池所用的球磨铅粉分别进行了X射线粉末衍射、扫描电镜等分析,通过充放电性能测试得出制备的电极材料的容量高于工厂铅粉的结论,之后通过比较不同煅烧温度下的电性能来对制备样品的煅烧温度进行探讨并得出制备样品的最佳煅烧温度.在最佳条件下制备的氧化铅颗粒均匀,大小在200~300nm,作为铅酸电池正极材料,具有较高的放电比容量(放电倍率为0.5C时放电比容量为120mA·h/g),最后对充放电之后的样品进行了X射线粉末衍射分析.     

锂离子电池用炭负极材料的研究

介绍了中国电子科技集团公司第十八研究所在锂离子电池炭负极材料方面的研究进展．炭材料包括无定形炭和改性天然石墨两种．无定形炭以竹子为原料于1000℃以下通过真空热解制得,介绍了在提高竹炭首次充放电效率方面取得的进展,目前竹炭的首次充放电效率达到85％以上,可逆容量大于450mAh/g,有望获得实际应用．在改性天然石墨研究方面,介绍了在提高振实密度、用沥青热解炭包覆和化学气相沉积炭处理天然石墨等方面的工作进展,现阶段改性天然石墨的综合性能指标和国外同类产品相当,达到了实际应用的要求．     

球形氧化锌/石墨烯复合材料的制备及其对铅酸电池循环寿命的影响

采用水热法制备了球形氧化锌/石墨烯(S-ZnO/rGO)复合材料,首先采用水热法制备S-Zn O,再将氧化石墨(GO)和S-Zn O的混合水溶液在180℃下水热反应12 h,最终得到S-ZnO/rGO复合材料.以S-ZnO/rGO复合材料为铅酸蓄电池负极添加剂,探究了0.5%、1.0%、1.5%、2.0%这4种添加质量分数对铅酸电池电化学性能的影响.电化学测试结果表明:电池在高倍率部分荷电状态(HRPSoC)下的循环寿命随着复合材料添加质量分数的增加先增大后减小,其中掺入1.0%S-ZnO/rGO复合材料的电池在HRPSoC下循环性能最好,寿命可达19 158次,比普通铅酸蓄电池的寿命(7 210次)延长了165.7%.由此表明添加S-ZnO/rGO复合材料能够改善负极板的硫酸盐化现象,从而提高电池的循环稳定性.     

软硬双模板法制备双介孔炭及其储锂性能研究

以中间相沥青为前驱体,三嵌段共聚物F127和纳米CaCO_3分别为软硬模板剂,采用有机-无机自组装方式制备双介孔炭(BMCs)用作锂离子电池负极材料。借助XRD、Roman、SEM、TEM、氮气吸脱附及恒电流充放电测试对所制双介孔炭材料的结构、形貌及电化学性能进行了表征,研究了软硬模板剂比例与热处理温度对其孔结构及电化学性能的影响。结果表明,当中间相沥青、三嵌段共聚物F127、纳米CaCO_3质量比为2∶1∶7时,所制备的双介孔炭材料电化学性能最佳,在100 mA/g的电流密度下,该材料首次放电比容量可达563.2 mAh/g,100次循环容量保持率为81.25%,在2000 mA/g的电流密度下,其放电比容量为206.3mAh/g;随着热处理温度的升高,双介孔炭孔道结构逐渐坍塌,其可逆储锂容量不断降低,在热处理温度为1800℃时降到最低值,当热处理温度进一步升高达到2300℃以上时,因石墨微晶排列有序度大幅提高,有利于锂离子的嵌入脱出,由此导致材料的可逆储锂容量又开始不断增加。热处理温度低于2300℃时,材料的储锂容量主要取决于其内部缺陷及孔隙,在2300℃及更高温度进行热处理时,材料的储锂容量主要为层间插锂容量。     

轮式机器人用动力型铅酸电池模型的研究

动力型铅酸电池是轮式移动机器人新型动力能源，本文首先介绍了铅酸电池模型研究中的主要目的，提出了静态和动态铅酸电池模型的概念，其次对当前铅酸电池研究的方法作了归纳和总结，对动力型铅酸电池的模型研究的主要方法电路网络模拟理论作了概要的描述。针对铅酸电池模型研究中所特有的非线性、复杂性和对环境敏感性，提出了用人工智能和智能控制领域中的“黑箱”理论、神经元网络理论以及自适应的思想来解决的基本途径和方法。     

铅在铅酸电池中的资源服务效率

研究铅酸电池系统对铅矿资源的消耗规律·采用资源服务效率作为衡量指标,借助参考年的铅酸电池生命周期铅流图,获得了铅在铅酸电池中的资源服务效率的变化规律·结果表明,保持较高的铅循环率、较低的铅排放率,适当地控制产量增长率,是大幅度提高资源服务效率的有效方法·计算了中国和瑞典铅酸电池系统中铅的资源服务效率现状;通过两者的对比,分析出中国资源服务效率低下的原因,并依此提出了改善对策·     

聚合物共混法制备超级电容器用多孔炭材料

以酚醛树脂为前驱体,以聚乙二醇为致孔剂,采用聚合物共混法制备超级电容器用中孔炭电极材料. 采用N2吸附法测试了炭材料的比表面积和孔结构参数. 采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等评价了其在1mol·L-1Et4NBF4/PC有机电解液中的电化学双电层电容性能. 结果表明,酚醛树脂和聚乙二醇等比例共混炭化制备的多孔炭的比表面积为618m2·g-1,中孔率为59.7%,比电容为32F·g-1,大电流性能和循环性能良好.     

模板法制备氮掺杂多孔碳材料氧还原性能研究

以水溶性盐NaCl和Na_2SiO_3为双重模板,以葡萄糖为碳源,尿素为氮源,通过冷冻干燥以及随后的热解过程,合成了具有分级多孔结构的氮掺杂碳纳米片作为高效的氧还原催化剂,并探究了不同模板剂对碳纳米片性能的影响.结果表明,以NaCl和Na_2SiO_3为模板可使碳源、氮源分散,形成具有较大比表面积和分级多孔结构的碳纳米片.这种结构不但有利于提高催化剂和电解质的有效接触面积,促进氧分子的扩散,缩短电催化过程中电子和离子的传输路径,还有助于产生更多的活性位点,提高氧还原催化性能.     

导电聚苯胺不同纳米结构的制备

分别以纤维状材料(如H3PW12O40/PVA纤维、头发丝、涤纶丝、玻璃丝、细铜丝)、环状材料(如细铜丝环、头发丝环)以及膜状材料(如保鲜膜)等为模板,以杂多酸H3PW12O40为掺杂剂,过二硫酸铵为氧化剂,制备了具有不同纳米结构的多酸掺杂聚苯胺材料.采用红外光谱和扫描电镜对聚苯胺进行了结构和形态表征.结果表明:模板形态对聚苯胺纳米结构有较大的影响,纤维状模板导致聚苯胺具有纳米棒结构,直径在300～400 nm之间;环状模板导致聚苯胺具有微米球结构,直径在1 000～3 000 nm之间;膜状模板导致聚苯胺具有片状结构.所得材料的电导率均大于0.1 S/cm.     

Carbon nanotubes prepared by anodic aluminum oxide template method

One of the most unique structural characteristics of carbon nanotubes (CNTs) differentiating from other carbon materials is their hollow nanochannles, which can be utilized for encapsulating and loading foreign matters. The anodic aluminum oxide (AAO) template technique enables the diameter, length, and cap structure control of the replicated CNTs, and thus shows advantages in pore structure control over the traditional CNT growth approaches. This review details the synthesis of CNTs with tunable diameter, length, wall thickness, and crystalline by using the AAO template method. The doping of heteroatoms and filling of foreign matters into AAO-CNTs are also addressed. Moreover, the main challenges and developing trends of the AAO template method are discussed.     

水解法制备SnO_2纳米材料及作为锂离子电池负极的性能研究

分别使用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为表面活性剂以及十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为双表面活性剂,采用水解法制备出SnO_2纳米材料,并研究了SnO_2纳米材料的形貌和作为锂离子电池负极时的电化学性能之间的关系.结果表明,所制备的SnO_2纳米颗粒均为球形,大小为45~75 nm,在双表面活性剂的调控下所制备的SnO_2纳米材料体积较大.所制备的SnO_2纳米颗粒均为具有金红石结构的锡石型,属于四方晶系.恒电流充放电循环测试结果表明,SnO_2纳米颗粒具有较高的放电比容量,首次放电比容量大约为1400~1600 m Ah/g,但是循环稳定性较差,循环5次以后样品的放电比容量衰减至400~700 m Ah/g.总之,双表面活性剂调控下,7h煅烧制备得到的SnO_2纳米材料相对较好,具有相对较大的比容量和相对较小的阻抗.     

煤基炭材料用作锂离子电池负极

以煤为前驱体，经700－1000℃炭化制得煤基炭材料，用X射线衍射和恒电流法研究了炭材料微晶结构的变化以及放电性能。研究发现，随着热处理温度的增加，煤基炭材料的微晶结构逐渐变得规整，首次放电容量下降。     

Well-aligned carbon nanotube array membrane synthesized in porous alumina template by chemical vapor deposition

A new simple approach was devetoped for preparing wetl-aligned and monodispersed carbon nanotube (CNT) array membrane within the cylindrical pores of anodic aluminum oxide (AAO) template by chemical vapor deposition (CVD). Acetylene and hydrogen were used in the CVD process with Fe-catalyzer at 700°C under 250 Pa. Scanning etectron microscope (SEM) and transmission etectron microscope (TEM) were employed to characterize the resulting highly-oriented uniform hollow tube array which had a diameter of about 250 nm, a tube density of 5.3x10⁸ cm² and a length of about 60 μm. The length and diameter of the tubes depend on the thickness and pore diameter of the template. The growth properties of the CNT array film can be achieved by controlling the structure of the template, the particle size of Fe-catalyzer, the temperature in the reactor, the flow ratio and the deposition time. The highly-oriented and uniform CNT array membrane fabricated by this simple method is very much useful in a variety of applications.     

二次膜射流乳化法制备单分散乳液模板的研究

乳液模板法是一种制备高度有序多孔材料的重要方法,而膜乳化法则是一种新型的通过膜结构制备乳液的方法.文中提出了一种采用二次膜射流乳化制备单分散乳液模板的方法,平均孔径为0.16 μm和1.5 μm的陶瓷膜分别被作为两次乳化的乳化介质.采用异辛烷/甲酰胺体系为研究对象,嵌段高分子聚(乙二醇)聚(丙二醇)聚(乙二醇)作为乳化剂.实验表明一级膜乳化过程的通量为75.4 L/(m2·h) ,二级膜乳化过程的通量可达到169.9 L/(m2·h).所得单分散乳液模板的平均粒径为1.8 μm,且在10 h内能保持较好的稳定性.     

Synthesis of carbon nanotube arrays using ethanol in porous anodic aluminum oxide template

Carbon nanotube (CNT) arrays confined by porous anodic aluminum oxide (AAO) template were synthesized using ethanol as reactant carbon source at low pressure. Images by scanning electron microscope (SEM) and low magnification transmission electron microscopy (TEM) show that these CNTs have highly uniform outer diameter and length, absolutely controlled by the diameter and depth of nano-channel arrays of the AAO. High resolution transmission electron microscopy (HRTEM) imaging indicates that the graphitization of the CNT walls is better than the results reported on this kind of template-based CNT arrays, although it is not so good as that of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) synthesized by catalysis. CNTs synthesized using acetylene as reactant gas show much less graphitization than those prepared using ethanol by comparing the results of HRTEM and Raman spectroscopy. The etchingeffects of decomposed OH radicals on the amorphous carbon and the roughness of AAO nano-channel arrays on the CNTs growth were employed to explain the graphitization and growth of the CNTs.     

铅酸蓄电池板栅合金锑的电化学行为

本试验采用动电位极化曲线,研究了铅锑板栅合金中锑的电化学行为,推断铅锦合金电极中佛的氧化过程表现为扩散控制的规律。     

铅酸蓄电池回收铅技术的发展现状

简要介绍了铅酸蓄电池工作原理和研究改进情况,包括正负极板添加剂选择、电解液研究、板栅设计和电池结构等。同时介绍了国内外回收铅现状,重点综述了湿法回收铅工艺的研究成果,包括湿法回收金属铅、氧化铅的经典工艺及新工艺,探讨了未来铅酸蓄电池研究和回收发展方向。