锌──空气(氧)电池组的研制

本组在研制高电流密度的锌空气一次电池的基础上,研制组装了２０伏５４０安的锌氧电池组,并在 １９７２年 ６月进行了某种车辆的起动试验。同时,本组还组装了４０伏８０安的锌氧电池组,进行了２．５ 瓦电瓶车的行驶试验。 本文叙述此次试验电池组的制作、组装及试验结果。     

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.     

锌—钒酸酐固态蓄电池

本文报道锌蒙脱石(montmorillonite)作为固体电解质组装的锌—钒酸酐固态蓄电池,其开路电压为1.4—1.5V,在82kΩ负载下,截止电压0.9V 时,单次放电容量为5.7mA.h,比能量11.4W·h/kg,在37.7μA/cm~2电流密度下,十小时率充放电循环25次.还对部分内容进行简单讨论.     

大电流密度放电氧电极结构的探讨

本文阐述了在大电流密度下工作的氧电极。利用正交试验法,选定了主要工艺参数,通过工艺参数的变更和有效匹配,改进了电极结构。解决了在研制过程中出现的几个主要问题。在去掉汞等复合成分后,催化剂载量降至3～4mg/cm~2,以镍网集流,极限电流密度不低于4A/cm~2,制得了大电流密度下工作性能良好的后催化氧电极。此氧电极经受了多次万瓦级锌氧电池放电的考验。氧电极单项亦获得部级鉴定。     

关于提高碱性锌电极电化学性能的研究

利用化学置换反应制备了一系列含Bi合金锌粉,通过腐蚀试验,多孔锌电极的恒流放电以及电位扫描测试,研究了合金锌粉在KOH溶液中的电化学性质,试验结果证明,掺Bi以后,可以有效地改善锌在KOH溶液中的电化学行为,它既可以加速锌的阳极溶解,又降低了析氢过电位,提高了极氢电流密度,后对电池储存不利,为了克服这一矛盾,又选择了几种含氟表面活性剂,通过上述几种手段,进一步证明,在锌中掺Bi 和在溶液中添加含氟表面活性剂,两具有良好的协同作用,最后达到了既能效地提高锌在溶液中的电化学活性,又能减往往缓其自腐蚀,为实际电池性能的提高,提供了一定的理论依据。     

一种金属复合氧化物为催化剂的空气电极的研究

以一种金属复合氧化物为催化剂,以活性炭为载体,制备了空气电极.采用三电极体系测试了空气电极的阴极稳态极化曲线和200 mA/cm2电流密度下连续放电曲线.结果表明,在ω(NaOH)=30%的溶液、300 mA/cm2电流密度下,氧还原的过电位仅0.180 V;200 mA/cm2的电流密度下放电,寿命可长达6 000多小时.用此种空气电极作为阴极,可以大幅度提高锌-空气电池和铝-空气电池的电压.     

强碱溶液中电沉积金属锌粉技术

碱浸-电解法制备金属锌粉技术具有流程简单、环境友好、适应性强等特点.本文通过能斯特方程计算了强碱性溶液中锌沉积的理论分解电动势,并考察碱浓度、锌浓度、极距、电流密度、搅拌等参数对金属锌粉质量和电流密度的影响,得到最佳的电解条件为：碱浓度4 mol/L,锌浓度30 g/L,极距3 cm,电流密度1000 A/m2,不搅拌.在最佳条件下电解得到的金属锌粉,全锌含量为97.38%,金属锌含量为96.79%,基本达到《锌粉的质量技术要求（ GB/T6890-2000）》的一级标准.     

球形Li2ZnTi3O8的制备及电化学性能研究

以钛酸四丁酯水解产物为钛源、乙酸锌为锌源、碳酸锂作为锂源,采用微波固相法合成了Li_2ZnTi_3O_8负极材料,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪对材料进行晶体结构、微观形貌及颗粒粒径进行了表征分析,通过恒流充放电测试仪对材料的电化学性能进行测试。结果显示:利用钛酸四丁酯水解产物作为钛源合成Li_2ZnTi_3O_8负极材料具有球形形貌,物相单一,粒度分布较宽,其在100 mA/g的电流密度下的放电比容量达到217.9 mAh/g,库伦效率达到93.53%;在500 mA/g的电流密度下循环50次后仍然有183.4 mAh/g的放电比容量,显示出较好的循环性能。     

铝液阴极法生产铝钙合金的研究

研究了在实验室条件下电解温度、阴极电流密度、电解时间和极距对熔盐电解法制取铝钙合金的电流效率的影响。当电解温度为690～710℃,阴极电流密度为0.8～0.9安/厘米~2时电流效率出现最大值,电解时间延长,电流效率降低,极距增加到一定值后电流效率变化不大。     

高电流密度放电氧电极研制的新进展

为进一步降低高电流密度放电氧电极的成本,减少其催化剂银的用量,本文提出用掺杂镍和铋的氢氧化物做为催化剂,用后活化的方法在低浓度甲醛碱溶液中,室温下使电极活化。此氧电极在很高的电流密度下显示出很低的极化作用。电极以镍网为集流网,银催化剂载量可以从12～15毫克/厘米~2降为3～4毫克/厘米~2。一个一万瓦的锌氧电池组用银量则从0.6千克降到0.156千克。每平方米氧电极的成本可以下降24元。本文对氧电极的集流网也进行了研究。实验证明,对用于贮备电源的锌氧电池,以铜网镀镍或铁网镀铜、镀镍来代替纯镍网是完全可行的。     

质子交换膜燃料电池接触电阻对组装误差的全局敏感性分析方法

针对新能源汽车行业中具有广泛应用前景的质子交换膜燃料电池,研究电池组装误差对电池接触电阻的影响规律,以提高燃料电池输出性能。建立燃料电池组装过程的力学仿真模型,计算各种装配工况下的电池接触电阻。考虑多种组装误差项的协同变化特点,提出改进的全局敏感性分析方法,并以组装误差影响下接触电阻的变化方差为依据,计算各组装误差项对接触电阻的影响系数。结果表明,改进的全局敏感性分析方法获得了较高的分析效率,并且金属极板的尺寸误差是影响接触电阻的关键组装误差。     

电动自行车用锌空气动力电池

介绍了可用于替代铅酸电池的一种锌空气动力电池，在技术上实现了大容量，小体积，结构合理。主要的突破体现在空气电极和锌电极的特殊设计，以及单电池的合理组装。比较了该动力电池与同类产品的技术指标。     

液体循环式锌-空气电池性能试验

为了研究和掌握液体循环式锌-空气电池的实际工作特性,通过在实验室进行的10～70 A变电流放电、40 A恒流放电试验以及两次实车道路试验,发现该电池的驱动能力较差,最大比功率为21 W/kg,小于铅酸、镍氢等电池,并且也达不到普通锌-空气电池的比功率值;该电池比能量的最大值为70 Wh/kg,在常用电池中处于中上水平.结果表明：液体循环式锌-空气电池具有充电方便、充电过程便于自动化、可有效地提高比能量和延长电动汽车（EV）的续驶里程等优点;缺点是内阻较大、结构复杂、技术不太成熟,离实用尚存在一定距离.     

电池装配力对全钒液流电池性能的影响

目的研究全钒液流电池组装预应力对电池性能的影响.方法基于固体力学、流体力学和电化学原理,建立二维模型.模型耦合了固体力学的本构方程和流体控制方程、Nernst-Planck电流分布方程,分析组装预紧力对石墨毡内应力、变形、孔隙率和电流密度分布的影响.结果预紧力的增大加剧了石墨毡内应力、变形和孔隙率的不均一性,从而导致全钒液流电池内电流密度分布的不均衡性.结论随着装配预应力的增大,石墨毡内应力和变形分布不均匀性加剧;预应力越大,孔隙率分布不均匀性越剧烈;预应力越大,石墨毡内电流密度不均匀性越剧烈.     

碱性锌系列二次电池中无汞多孔锌电极

研究添加少量Bi_2O_3、乙炔黑(AB)对多孔锌电极在碱性溶液中的阳极行为,电结晶形态及自放电速率的影响,得出采用复合添加剂对改善锌电极的性能具有显著的效果,在电流密度为100～400mA/cm~2下,放电性能优于含HgO锌电极,且适于在强电流密度放电,同时,用微电极技术研究,发现添加Bi_2O_3可提高成核速率,改变沉积形态,实验表明,添加Bi_2O_3可减少电极的变形,提高循环寿命;能有效地减缓电极的钝化,防止单电池的反极现象并可抑制因添加AB而引起析氢速率加快的作用。因此,对二次电池特别储备电池具有明显优点和实用价值。     

1500安真空开关的研究

本文简述了真空开关研究工作的重要意义及其发展方向。并详细地介绍了真空开关灭弧室试样及其操作机构的结构和作用原理。根据试验和初步分析,证明现有的三相真空开关试样可以作为额定电压6～10千伏,最大开断电流可达1000～1500安的高压负荷开关或断路器用。经过适当地改进其设计后,可以增加其开断容量到2500～3000安。     

混合电动车用MH/Ni电池组热效应仿真及应用研究

对MH/Ni电池组(结构A)的充电热效应进行了分析,采用FLUENT软件模拟的方法,研究了两种新型MH/Ni电池组结构(结构B和C)热管理的通风冷却效果.根据计算,分析了流动回流因素对温度场的影响,并提出了结构改进建议.热管理系统C型在电池组充放电试验中的结果表明:8 A充电时电池组内温度升高小于5℃,温度差异小于4℃,系统冷却效果良好.     

纯电动汽车磷酸铁锂电池组放电效率模型

以320V/100A·h磷酸铁锂动力电池组为研究对象,在电动汽车动力电池性能测试试验台上对电池组容量效率、开路电压及电压性效率等特性参数进行了测试.采用二次多项式构建了电池组放电效率模型,描述放电效率与电流及电池荷电状态之间的关系.利用实车测试的电池组放电电流对建立的模型进行了验证,模型的放电效率计算值与实测值的最大相对误差为0.8%,建立的模型是有效的.     

电子管伏-安特性曲面部份区域表示法

1、前言每一电子管有一伏-安特性曲面。通常为使用方便起見,就将这一伏-安特性曲面上的某一伏-安特性曲线族实測出来,描繪在一平面上,以便使用。用图解法可以在伏-安特性曲綫族上求得某些問題的結果。但对于理論研究,则用图解法殊难滿足要求,因此不得不将电子管的伏-安特性曲面用数学式代表之。电子管(自此以下都是指真空管)的伏-安特性曲面的数学表示式有很多种,散見于各有     

Zn(Ⅱ)-NH_3-NH_4Cl-H_2O体系电积锌工艺及阳极反应机理

考察了Ｚｎ（Ⅱ）ＮＨ３ＮＨ４ＣｌＨ２Ｏ体系电积锌过程中温度、电流密度、锌浓度对槽电压和电流效率的影响．发现电流密度和温度对槽电压影响显著．用正交试验确定最佳工艺参数为：温度５０℃,电流密度４００Ａ·ｍ－２．在保证电流效率大于９０％的前提下,电解母液中锌浓度可降到１０ｇ·Ｌ－１以下．电能消耗２４６０ｋＷ·ｈ·ｔ－１锌,氨耗０．２５４ｔ·ｔ－１锌．另外,查明了阳极反应为析氮反应,而不是析氧反应．开发Ｚｎ（Ⅱ）ＮＨ３ＮＨ４ＣｌＨ２Ｏ体系电积锌的新工艺对铸锌渣,湿法炼锌除铁渣等含氯或铁高的锌物料以及氧化锌矿的回收利用具有重大意义