聚苯胺对MnO2空气电极性能影响的研究

研究了添加聚苯胺对MnO2空气电极性能的影响,并考察了含聚苯胺的空气电极在不同电解液中的性能变化。结果表明,在5 mol/L的氯化铵电解液中,聚苯胺的加入可大幅度提高空气电极性能,并得到聚苯胺与MnO2催化剂的最佳质量配比为0.3∶1。分析认为,聚苯胺与氧分子间存在的顺磁相互作用,使得O2在催化层中的含量增大,阻止了MnO2催化剂因转变成MnOOH而失活。在0.9 mol/L氯化钠电解液中,聚苯胺的导电性能下降,导致电极欧姆极化增大,性能降低,但加入少量的全氟磺酸可改善电极性能。     

混合添加剂对碳载MnOx催化剂性能的影响

为了提高MnOx对氧气还原的催化活性,将金属硝酸盐溶液浸渍到炭黑中,并在270℃下煅烧,制得氧电极催化剂,通过冷压方法制成气体扩散电极.用稳态极化测试了各个空气电极的电化学性能,结果表明当金属元素摩尔比n(Mn)n(Ce)n(Bi)n(Pd)=10.90.10.5时,空气电极极化最小,在电流密度2～100 mA/cm2下,电位比单独MnOx催化剂正移50～150 mV.采用交流阻抗测试了空气电极的阻抗特性,利用等效电路进行了模拟,得到相关动力学数据.数据显示该混合添加剂减小了电化学极化阻抗,提高了MnOx对氧气还原的催化活性.利用该催化剂制成的氧电极装配成AA型电池进行恒阻(10 Ω)连续放电,放电电压平稳,表明该催化剂性能稳定.     

混合添加剂对碳载MnOx催化剂性能的影响

为了提高MnOx对氧气还原的催化活性,将金属硝酸盐溶液浸渍到炭黑中,并在270℃下煅烧,制得氧电极催化剂,通过冷压方法制成气体扩散电极。用稳态极化测试了各个空气电极的电化学性能,结果表明当金属元素摩尔比n(Mn)"n(Ce)"n(Bi)"n(Pd)=1"0.9"0.1"0.5时,空气电极极化最小,在电流密度2#100mA/cm2下,电位比单独MnOx催化剂正移50#150mV。采用交流阻抗测试了空气电极的阻抗特性,利用等效电路进行了模拟,得到相关动力学数据。数据显示该混合添加剂减小了电化学极化阻抗,提高了MnOx对氧气还原的催化活性。利用该催化剂制成的氧电极装配成AA型电池进行恒阻(10Ω)连续放电,放电电压平稳,表明该催化剂性能稳定。     

Sn2+对Pb及Pb-Ca-Sn-Al电极在硫酸中性能的影响

用循环伏安、线性扫描伏安和交流阻抗法研究了Pb和Pb-Ca-Sn-Al电极在含与不合Sn2+的硫酸中的电化学性能.添加Sn2+,提高了Pb和Pb-Ca-Sn-Al电极在硫酸中的抗腐蚀性和导电性能,Pb(Ⅱ)碱性化合物还原峰的电流分别减小至约1/10和1/5.     

空气电极对锂空气电池放电性能的影响

研究了GNSs(石墨烯)、Super P炭黑、VGCF(气相沉积碳纤维)等三种具有不同形貌的碳基材料对锂空气电池放电容量的影响,并以Super P炭黑为碳基材料,分别考察了碳负载量和粘结剂含量对锂空气电池放电性能的影响。为了进一步研究限制锂空气电池放电性能的因素,采用水热法合成了具有高比表面积的空心刺球状α-MnO2,制备了SuperP/α-MnO2/PVDF复合空气电极,考察了锂空气电池放电过程中的速率控制步骤。     

碱性介质空气电极性能的改进

考察了在空气电极的催化层中添加稀土氧化物La2O3对催化剂存在形态、空气电极性能的影响;并在碱性介质中以锌为负极组成碱性一次锌-空气电池,考察了电池的放电性能。实验结果表明,La2O3作为催化层的添加剂可以提高催化剂对氧气还原的催化活性。在碱性介质中,La2O3是对空气电极具有较理想的助催化效果的添加剂。     

锌膏增稠剂对锌电极及锌-空气电池性能的影响

为了改善锌电极及锌-空气电池的性能,通过对比试验分析了羧甲基纤维素钠(CMC)和聚丙烯酸钠(PAAS)对锌电极电化学性能以及锌-空气电池放电性能的影响。结果表明:采用CMC与PAAS以一定比例混合用作锌膏增稠剂,使锌膏具有良好的电化学性能和电池放电性能。所装配的AA型锌-空气电池采用10Ω恒阻连续放电方式进行放电,终止电压为0.9V,电池的放电时间达到39h以上,在1.235V左右有一个平坦的放电平台,锌粉的利用率为83.1%,电池的放电容量达到4770mAh。     

空气电极催化剂的掺杂改性

研究了在空气电极的催化层中添加其它化合物对锰系催化剂的影响,并在碱性介质中以金属铝为阳极组成碱性铝-空气电池,考察了电池的放电性能.实验结果表明,NiSO4和La2O3作为催化层的添加剂可以提高催化剂对氧气还原的催化活性,是空气电极较理想的添加剂,并通过正交实验得出高性能催化剂的最佳制备条件.     

干荷电式锌空气电池锌电极添加剂的研究

为了提高金属锌电极在干荷电式锌电池中的利用率和改善电池的电性能,采用辊压法制备了以乙炔黑和羧甲基纤维素钠(CMC)混合物为添加剂的多孔锌电极。通过恒流放电测试、阳极极化曲线测试、交流阻抗测试和扫描电镜分析等方法对锌电极的电性能进行了分析研究。结果表明,添加了乙炔黑和羧甲基纤维素钠混合物的多孔锌电极在75mA/g的放电电流密度下,其放电比容量从原来的362mAh/g提高到了566mAh/g;加入这些添加剂,降低了电极的电荷迁移阻抗,而且使得锌电极表面的钝化产物变得细小,保持了电极多孔性质,延迟了锌的钝化。     

电解液添加剂对锌电极性能的影响

研究了碱性介质中电解液添加剂二乙胺和三乙胺的混合物对锌电极性能的影响。氧化锌溶解度测试和循环伏安测试的研究结果表明,添加二者的混合物可以降低ZnO在电解液中的溶解度,从而减缓锌电极的变形和枝晶;添加合适比例的二者混合物可以提高锌电极的循环稳定性。当添加0.3%wt二乙胺+0.3%wt三乙胺时效果最好。     

钙钛矿型PbTiO3对MnO2电极的改性作用

通过固相反应制得用于MnO2电极物理改性的钙钛矿型PbTiO3.循环伏安和恒流放电测试表明:在w(KOH)=40%的电解质溶液中,PbTiO3参与了MnO2电极反应,改善了MnO2的放电机理,使MnO2电极的放电容量平均提高30%以上.     

纳米TiO2掺杂MnO2电极的电化学行为

采用醇水回流液相法制得锐钛矿型TiO2纳米粉体,将其用于MnO2电极的掺杂改性,并对改性样品进行了中等倍率浅度恒流放电、循环伏安等测试.结果表明:w(KOH)=40%电解质溶液中,加入最佳掺杂量w为2.8%的改性添加剂纳米A-TiO2后,MnO2电极放电容量提高20%左右.     

电池用空气电极催化剂的研究进展

空气电极一直是金属空气电池领域研究的热点。介绍了空气电极的结构、工作原理、反应机理以及近年来发展状况、空气电极目前存在的主要问题。重点论述了空气电极氧化还原反应催化剂的研究进展。     

空气电极氧还原催化剂的研究

锌空气电池因其具有性能稳定、比能量高、放电电流大、原材料来源广泛、成本低廉等优点一直受到广泛重视.空气电极作为锌空气电池中的一部分,在锌电极的研究几乎进入停滞阶段的现在,已成为决定整个锌空气电池性能的关键,因此有必要对其进行深入的研究.利用共沉淀和溶胶凝胶法合成了两类催化剂,分析了其X射线衍射谱图,初步研究了其对氧阴极还原的极化曲线,研究结果表明:在两类催化剂中,n(Ni):n(Mn)为2:8的催化剂为最佳的共沉淀法制备的催化剂,LaNi0.5Mn0.5O3为溶胶凝胶法制备的B位Ni、Mn掺杂的最佳催化剂.     

CoPc/C催化剂及气体扩散电极的氧还原性能

制备了碳载酞菁钴(CoPc/C)催化剂及气体扩散电极;在酸性介质中,用循环伏安、线性扫描伏安法研究了COPc/C的氧还原性能;考察了催化剂的热处理温度和载量对电极氧还原性能的影响.经700℃热处理的催化剂性能较好,气体扩散电极中催化剂的适宜载量为5 mg/cm2,电极具有良好的耐甲醇性能.交流阻抗谱的模拟结果显示,气体扩散电极的氧还原反应由电荷传递阻抗和电化学吸附阻抗共同决定.     

纳米Bi-Ni氧化物改性碱性MnO2电极

采用固相合成法制备了纳米Bi-Ni氧化物,X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)测试表明,其组成为单斜晶型Bi2O3和菱形晶型NiO的混合氧化物,粒径界于15～45nm之间。将所制的纳米Bi-Ni氧化物对碱性MnO2电极物理掺杂改性,结合电化学测试结果,运用单纯形法这一多因素优化的数学方法,证明掺杂纳米Bi-Ni氧化物对MnO2电极的浅度放电容量没有提高作用,仅提高MnO2电极深度放电容量,其中,掺杂量小于5%(质量分数)时,改性MnO2电极恒电流(95mA·g-1)深度放电容量提高35%左右。