固体电解质在锂空气电池中的应用

锂空气电池的理论比能量高达3 505 Wh/kg,是新一代高比能电池的研发热点,有望应用于清洁能源、电动汽车及其他储能系统上。当前普遍研究的以有机电解液为基础的非水系锂空气电池存在着电解液挥发、分解以及锂负极粉化腐蚀等问题,这些问题极大地限制了锂空气电池的发展。固体电解质有高电位下稳定、不挥发、致密坚固的特点,使用固体电解质有望从根本上解决上述问题,推动锂空气电池的发展。从固体电解质的选择,固体电解质复合空气正极,电池性能等方面对近年国内外的研究进行总结,并对未来的研究方向进行展望。     

锂-空气电池的研究进展与展望

锂-空气电池具有能量密度高、质量轻、安全性好、环保等优点,是新一代绿色高能电池.介绍了影响其性能的关键因素及存在的问题,重点综述了空气正极结构、催化剂、锂负极和电解质等方面的最新研究进展,并展望了锂空气电池的应用前景.     

宏观角度下有机电解质锂空气电池放电机理研究

从宏观角度建立了有机电解质锂空气电池放电模型,借助有限元方法分析了放电过程中过氧化锂沉淀形貌系数对放电电压的影响、正极厚度对比容量的影响、过氧化锂体积分数分布、有机电解质电流密度及电势的变化情况.结果可知,高放电电流情况下,电池放电电压随着过氧化锂沉淀形貌系数的降低而降低;减小正极电极厚度会提高电池的放电性能,但正极厚度较薄会降低正极中容纳沉积物的溶剂,减少电池容量;集流体近侧为放电反应的主要聚集区域,同时会生成较多的过氧化锂沉淀物,使得有机电解质电流密度骤降.该研究为锂空气电池放电机理的理解和放电性能的改进提供了参考.     

锂空气电池复合电解质电化学性能研究

采用LiPF_6与EC/EMC/DMC作为锂空气电池电解质主体,并分别加入LiTFSI和LiBF_4锂盐制成复合电解质材料,组装成锂空气电池,通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等方式研究复合电解质的电化学性能。结果表明,LiPF_6+LiBF_4与EC/EMC/DMC体系复合电解质表现出较优的电化学性能,在0.10 mA/cm~2电流密度下电池首次放电比容量为3 163 mAh/g,能量密度7.98 m Wh/cm~2。     

锂-空气电池正极催化剂研究进展

具有超高比能量的锂-空气电池是近年来的研究热点,电解质和空气电极催化剂是锂-空气电池的重要研究内容。介绍了有机体系锂-空气电池空气电极催化剂的研究进展,分析了碳、贵金属、氧化物三类催化剂材料的特征及性能,进而提出了新型、高效、兼具催化氧还原/氧析出功能的纳米催化剂的发展方向。     

非水体系锂空气电池研究进展

近年来,锂空气电池由于其超高的理论比能量而得到了越来越多的关注。若不考虑来自于空气中的正极活性物质O2的质量,其理论比能量可以达到11 140 Wh/kg,远远高于目前常用的传统电池。介绍了非水体系锂空气电池的反应机理、多孔碳电极、氧还原反应催化剂以及电解质等四个方面的最新研究现状,并对其未来发展作了展望。     

锂燃料电池的研究进展

高容量电池一直是研究的热点,锂燃料电池可能会突破电池体系的能量瓶颈.理论上,锂燃料电池的比能量高达11140 Wh/kg,高出现有商品电池体系1～2个数量级.但目前仍有不少问题需要解决,如寻找适用的电解质和空气电极.根据所用电解质的不同,将锂燃料电池分为三类:水溶性电解质电池、有机电解质电池和多相电解质电池.分别讨论了它们的优缺点和需要解决的难题,并综述了其研究进展.     

铝空气电池的研究进展

铝空气电池制造成本低、比功率高、无毒,是一种很有发展前途的空气电池。但其商业化应用存在氧电极极化、电池不稳定、阳极过腐蚀、非均匀溶解等障碍。对铝合金阳极材料及其热处理与溶解机理、铝空气电池用电解质、空气电极及其催化剂等方面的研究现状进行了综述。铝空气电池的关键技术在于氧电极的催化剂活性及电解质中腐蚀产物Al(OH)3的处理。目前对以上两方面的研究有突破性进展,铝空气电池将成为21世纪理想动力电源。     

准中性锌空气电池的研究

采用循环伏安和线性电流扫描等电化学方法系统研究了NaCl、KCl、NH4Cl、(NH4) 2 SO4等电解质溶液对锌电极和空气电极电化学行为以及锌空气电池放电特性的影响。电极电势和电池电压表明NH4Cl电解质特性相对较好 ;而且添加适量KCl既有利于提高电池的工作电压 ,又能减小锌电极的自腐蚀 ;4mol/LNH4Cl 1mol/LKCl是一种放电性能较好的锌空气电池用准中性电解液     

锂空气电池用离子液体基复合电解液的性能

针对运行过程中有机电解液易挥发导致电池失效的现象,设计一种适用于锂空气电池的复合电解质材料。采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF_4)与碳酸酯类(EC+EMC+DMC)作为主体溶剂,亲水型LiBF_4与疏水型LiPF_6作为溶质,四氟硼酸螺环季铵盐作为添加剂制备复合电解液。组装的锂空气电池在低电流密度(0.01 mA/cm~2)下表现出较好的电化学性能,放电比容量可达2 960 mAh/g,比能量达到6 810 Wh/kg。     

铝空气电池的设计与放电性能研究

铝空气电池作为一种清洁能源,具有比能量高、低噪声、低红外等特点。基于对铝空气电池工作原理的研究,设计了一种由单体和电解液循环系统组成的铝空气电池系统。搭建铝空气电池实验平台,对电池的恒电流运行特性、空气电极寿命及电解液浓度的影响进行实验分析。实验结果表明:所设计的铝空气电池能以50 A恒流放电10 h以上,性能较稳定;空气电极寿命是制约铝空气提升放电性能的关键因素;电解液浓度为6 mol/L时,电池综合性能指标最佳。     

钒氧化还原液流电池研究进展Ⅱ电池材料的发展

介绍了国内外钒氧化还原液流电池的电极材料 (炭素类和金属类 )、集流板、电池隔膜材料的研究发展状况以及电解液的制备情况。石墨作电池正极易腐蚀 ,DSA电极可用于钒电池 ,但成本较高 ;石墨毡是一种稳定的电极材料 ,质量轻、成本低 ,对其进行各种处理可提高电池性能。集流板和电池隔膜材料都制约着钒电池的发展 ,详细介绍了它们的发展情况。如何高效制备出钒电池电解液并提高其稳定性也是研制钒电池的重要问题     

碱性锌锰电池正极放电性能的研究

碱锰电池正极中乙炔黑、电解液以及一些正极添加剂的加入将对其放电性能产生一定的影响。调节正极配方中各物质的比例,分别制作成电池后进行放电试验,比较后得出,正极中MnO2∶石墨∶乙炔黑=92∶4∶4时,放电性能最佳,而在这个比例下,正极拌粉过程中,电解液的加入量在100g(正极干材料1000g的情况下)时,无论是恒流放电还是脉冲放电,放电性能均达到最佳。在正极中加入一些金属氧化物作为添加剂,电池的恒阻放电性能和脉冲放电性能也均有不同程度的提升。     

最近10年铅酸电池添加剂研究概况

总结了近 10年来铅酸蓄电池所用添加剂的研究概况 ,并从正极添加剂、电解液添加剂和负极添加剂三个方面分别作了介绍     

聚合物锂离子电池正极研究

采用高温固相合成法制备了LiCoO2 ,利用XRD和激光粒度分析仪进行了表征。以自制的LiCoO2 为正极活性物质 ,对聚合物锂离子电池正极的制备工艺进行研究 ,并装配了聚合物锂离子电池 ,其首次充放电的库仑效率在 80 %以上。     

密封锌镍蓄电池自放电性能研究进展

简述了发展密封锌镍蓄电池的必要性和其优缺点，介绍了密封锌镍蓄电池发生自放电的两种可能的机理。综述了影响密封锌镍电池自放电性能的各种因素，包括电池中的镍正板、锌负极、电解液、负极集流体和组装工艺等；同时还讨论了对这些因素的改进方法。