熔融碳酸盐燃料电池关键部件匹配与性能诊断

为研究熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)电极、隔膜与碳酸盐电解质的匹配关系,以及关键部件匹配关系的评价方法,用流延法制备了固含量25％～40％的γ-LiAlO2隔膜,固含量35％和45％的电解质碳酸盐膜.将不同固含量的偏铝酸锂隔膜、碳酸盐膜与镍多孔电极组装成单电池,通过在烧结过程中测定电池开路电压的方法测试电池的性能,并对实验结果进行了计算和理论分析.实验结果表明:固含量40％的γ-LiAlO2隔膜,固含量45％的碳酸盐与多孔电极组装的电池具有良好的性能.计算分析结果表明,碳酸盐与隔膜的固含量质量比达到1.16时,电池性能最优.由于烧结过程双电层的存在,电池的烧结过程伴随着开路电压的变化,可通过开路电压的变化趋势预测电池的性能.     

短纤维网/熔喷/短纤维网水刺复合隔膜的制备

采用水刺加固的方法将聚丙烯(PP)短纤维网与永久亲水聚丙烯熔喷非织造材料进行复合,再通过热轧制备厚度、孔隙率和抗张强力等基本性能满足镍氢(MH/Ni)电池要求的复合隔膜,研究了复合隔膜的水刺工艺,对比了复合隔膜与商业隔膜的吸液、保液性能及组装的MH/Ni电池的循环性能。水刺加固时,最高水射流压力不宜超过6.0 MPa;复合隔膜的耐碱损失率不到1%,吸碱率超过300%,表现出良好的化学稳定性和亲水性;以0.5 C在0.8~1.5 V循环100次,组装的MH/Ni电池的放电容量衰减率与商业隔膜相比要低3%。     

热电池用FeS_2/电解质复合薄膜正极的制备及性能

采用超声喷涂技术及丝网印刷薄膜化工艺制备了FeS_2/电解质隔膜复合薄膜正极,研究了薄膜正极中电解质添加量、三种碳材料导电剂及导电剂的不同添加量对单体电池放电性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)对FeS_2正极在电解质隔膜上的表面形态进行了表征。实验结果表明,一体化薄膜正极中电解质添加量对正极材料的影响较小,含量为15%时较为适宜。一体化薄膜正极中乙炔黑、活性炭和CNTs的适宜添加量分别为3%,3%和1%。     

复合聚合物电解质的制备及性能

采用相转换法制备了以丙烯腈(AN)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)为基质,添加纳米SiO2的复合聚合物电解质膜.通过FTIR、DSC-TG、XRD和SEM等方法对隔膜的结构和形貌进行了研究,分析了隔膜孔结构形成的机理.与空白隔膜相比,复合隔膜具有较致密的结构,有利于提高聚合物的电导率.在室温下,复合隔膜的离子电导率为3.7×10-3S/cm,电化学稳定窗口为4.8V.     

SOFC电解质薄膜YSZ制备技术

综述了固体氧化物燃料电池 (SOFC)电解质薄膜YSZ的制备方法 ,通过EPD、APS、VPS、EVD、Sol Gel和流延、轧膜、丝网印刷等方法都可以制备YSZ薄膜。从成膜质量上比较 ,APS、VPS、EVD等方法制得的YSZ薄膜气密性好 ;从生产成本上分析 ,由高到低依次是VPS、APS、EVD、Sol Gel和流延、轧膜、丝网印刷等陶瓷成膜方法。目前 ,制备YSZ电解质薄膜使用较多的是APS、EVD ,最适合大工业化生产、成本低廉的是陶瓷薄膜成型方法 ,市场前景广阔     

聚四氟乙烯锂离子电池复合隔膜制备与应用

以膨体聚四氟乙烯微孔膜为基膜,热压复合聚乙烯锂电池隔膜,制备一种动力电池用复合锂离子电池复合膜。通过取实验节存的标准正极片和负极片,使用本工艺制备的不同规格聚四氟乙烯锂电池复合隔膜,制作软包装实验电池。研究分析聚四氟乙烯复合聚乙烯隔膜作为动力电池隔膜性能参数。测试结果表明:热压复合处理后隔膜的仍具有较高的空隙率,达到了42.4%,其刺穿强度达到原来的3倍;库伦效率与常规隔膜相近,为72.8%~79.3%,但交流内阻明显偏大,为常规隔膜的1.5倍~2倍。     

埃洛石纳米管改性聚丙烯腈隔膜的制备及性能研究

传统锂离子电池聚丙烯隔膜存在离子电导率较低、电化学稳定窗口较窄以及吸液率较低等主要问题,阻碍了锂离子电池在大功率器件中的应用。本文研制了一种以聚丙烯腈作为高分子骨架基体,埃洛石纳米管作为改性填料,通过静电纺丝技术制备的具有纳米孔径的聚丙烯腈隔膜。埃洛石纳米管改性聚丙烯腈隔膜不仅增加了隔膜的吸液率(1190%),而且提高了电解质的离子电导率和电化学稳定窗口。在金属锂/电解质/磷酸铁锂半电池中,在1C电流下,首圈放电比容量达到了155mAh/g,充放电循环500次后仍有75.8%的容量保持率。     

粘结剂与增塑剂对流延法制备的Y3Fe4.85O12铁氧体膜片的影响

用非水基流延成型工艺制备Y3Fe4.85O12铁氧体膜片,分析了增塑剂种类、粘结剂与增塑剂含量对浆料流变性能及流延膜片拉伸性能的影响。研究结果表明,环保型增塑剂DEDB改善了浆料的流变性能,提供良好的塑化效果,完全取代传统型增塑剂PEG400与DBP。在固相量为25vol%和30vol%的流延浆料中,当分别添加5vol%PVB-5vol%DEDB和4vol%PVB-3vol%DEDB的粘结系统时流延浆料具有剪切变稀的流体特征,且无明显的触变性。由该配方制备的流延膜片的拉伸性能良好,满足实际生产的要求。     

以TEA和PAA为分散剂的水基流延SDC

分别以三乙醇胺(TEA)和聚丙烯酸(PAA)为分散剂,用水基流延法制备Sm2O3掺杂的CeO2(Ce0.8Sm0.2O1.9,SDC)陶瓷,研究了pH值对SDCζ电位的影响,分析了SDC生坯的物理性能。TEA和PAA分散的SDC,最大ζ电位绝对值分别为62 mV和49 mV,TEA分散的生坯在基板上铺展得更好,外观更均一,显微结构更均匀、致密,TEA和PAA分散的生坯,相对密度分别为51.7%和46.2%,极限抗拉强度分别为1.25 MPa和1.06 MPa。TEA是SDC陶瓷较好的水基流延分散剂。     

造孔剂对流延法制备的阳极支撑SOFC性能的影响

采用流延法分别制备了以可溶性淀粉、石墨和玉米淀粉为阳极造孔剂的阳极支撑型SOFC。以8%（摩尔分数）氧化钇稳定的氧化锆（ZrO）_0.92（Y₂O₃）_0.08（YSZ）为电解质材料,Ni∶YSZ为1∶1（质量比）的金属陶瓷（Ni-YSZ）为阳极,AgGDC为阴极,在电解质和阴极之间制备一层GDC为过渡层。采用加湿H₂[H₂O含量3%（体积分数）]作为燃料气,进行电化学测试。结果表明：800℃下,玉米淀粉的功率密度845 mW/cm²为最大,远高于石墨（422 mW/cm²）和可溶性淀粉（312 mW/cm²）的功率密度。通过阻抗谱、扫描电镜和孔隙率测试对不同造孔剂制备的阳极微观结构与电池性能之间的关系进行了表征和分析。