全沉积型铅酸液流电池电极材料研究进展

全沉积型铅酸液流电池是以可溶性二价铅离子在有机酸中的电沉积/溶解反应为充放电基础的新型储能装置。归纳了全沉积型铅酸液流电池电极的功能和性能要求,介绍了电极材料的研究进展情况。分析得到了当前最具应用前景的电极材料是碳素类和泡沫材料类,尤其是石墨毡和碳泡沫电极表面的改性研究是液流电池的一个重要研究方向。     

新闻

德国与加拿大联合研发新型锂-硫电池德国慕尼黑大学和加拿大滑铁卢大学联合研发新型锂-硫电池取得重大进展。研究人员应用纳米科技对锂-硫电池技术进行重大改进,用碳纳米微粒构成多孔电极,使吸附硫的能力大大增强,从而大幅提升电池性能,未来有望取代目前使用的锂离子电池。锂-硫电池由锂电极和硫-碳电极     

锂离子电池负极材料MCMB的过充电行为

研究了过充电对MCMB电极性能的影响.在电位为-0.045 V(vs.Li/Li )时,会发生锂的沉积,且过充时间越长、倍率越高,锂的沉积质量越大.过充电后,MCMB电极的充放电性能下降.SEM与xRD的分析结果说明:过充电后MCMB电极的结构没有发生变化,性能下降是电极表面沉积的锂与电极表面形成的钝化膜所致.     

德加研发新型电池 性能高有望替代锂离子电池

德国和加拿大的研究人员联合研发锂-硫电池取得重大进展。研究人员应用纳米技术对锂-硫电池技术进行改进,使用碳纳米微粒构成多孔电极,使吸附硫的能力大大增强,电池达到最高性能,未来有望替代目前的锂离子电池。锂-硫电池两个电极由锂电极和硫-碳电极构成,在两个电极之间进行锂离子交换,硫材料在这个系统起重要作用。理想情况下,每个硫原子可     

Li/SOCl2电池的交流阻抗研究

用交流阻抗方法研究了Li/SOCl2电池贮存过程中和放电前后锂电极、碳电极和电池的阻抗变化。结果表明,在开路电位下,随贮存时间的增加,锂电极阻抗逐渐增大,约9 d后达到基本稳定,碳电极阻抗大致不变;放电前,锂电极的阻抗约为碳电极的5倍,直接影响着放电性能;贮存12 d的电池以3 mA放电后,锂电极的膜电阻由放电前的413.8Ω减小到5.2Ω,而碳电极的阻抗增大了约1个数量级;放电过程中碳电极阻抗逐渐增大,最终阻止了电池的放电输出。     

三维结构化锂硼合金的锂沉积/溶解特性研究

锂金属负极不可控的枝晶生长导致了高容量锂金属电池极低的库仑效率和较差的循环稳定性.采用具有三维骨架结构的锂硼合金作为锂金属电池负极,系统研究了锂硼合金中锂的溶解/沉积行为及电化学性能.结果 表明:具有独特三维结构的锂硼合金可以显著降低局部电流密度,诱导锂均匀沉积;同时,容纳锂金属的无活性硼3D结构限制了锂枝晶的生长.因此,使用锂硼合金的锂金属电池表现出良好的循环稳定性,与硫匹配组装的全电池在经过100次循环后,容量保持率高达89.4％,库仑效率平均值达99.4％.     

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。     

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。     

锂离子电池材料BaFeO4的制备及性能

研究了锂离子电池负极材料BaFeO4的制备和电化学性能.Ba2+和FeO42-在水溶液中反应合成了BaFeO4,反应产物由X射线衍射分析可能是单相BaFeO4.在室温下测定了BaFeO4的放电容量.电池由BaFeO4电极和过量的锂电极组成,以10 mA/g BaFeO4的恒电流进行充电(Li+脱出)到4.5 V和放电(Li+嵌入)到0 V.在高电位范围(3 374～2 618 mV,vs.Li/Li+)工作的BaFeO4不适合于在锂离子电池中用作正极活性材料,其放电容量低达0.5 mAh/g,但是在低电位范围(290～0 mV,vs.Li/Li+)工作的BaFeO4适合于在锂离子电池中用作负极活性材料,放电容量高达294.0 mAh/g.     

18650型锂离子电池的循环容量衰减研究

研究了18650型锂离子电池常温循环性能和容量衰减机理。采用恒流-恒压制式对锂离子电池进行200次充放电循环测试,用交流阻抗技术对不同循环次数的电池进行分析,将不同循环次数的电池正负极与锂片分别组成半电池测试其容量,利用扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)、空气渗透仪等测试手段对不同循环次数后的锂离子电池正负极、隔膜的形貌和结构进行了表征。结果表明,电池在前200次循环过程中容量衰减率为15.6%;而正极和负极容量分别损失6.6%和4.3%。电池容量衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失,活性锂离子的损失可能是由于在循环过程中电解液与正负极活性材料反应不断消耗活性锂离子造成的;正极活性材料层状结构规整度下降,离子混排度提高,负极活性材料上沉积钝化膜,石墨化程度降低,隔膜孔隙率下降,导致电池电荷传递阻抗增大,脱嵌锂能力下降,从而导致容量的损失。     

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。     

锂离子扩散系数的测定方法

锂离子电池在充／放电过程中,主要的电极反应是锂离子在正极或负极材料中的嵌入与脱嵌。因此锂离子在正、负极材料中的扩散系数是一个重要的指标。本文介绍了用电化学方法测定锂离子电池正负极材料中锂离子扩散系数的方法,重点讨论了电流脉冲驰豫技术（ＣＰＲ）、交流阻抗技术（ＡＣ）、电位阶跃技术（ＰＳＣＡ）和恒电流间歇滴定技术（ＧＩＴＴ）等,并对这些技术的应用范围和特性进行了比较和讨论。通过分析和讨论认为,当扩散是该电极过程的控制步骤时,ＣＰＲ技术、ＣＩＴＴ技术和ＰＳＣＡ 技术是非常适用的;ＡＣ技术可通过频率容易地区分电极过程的控制步骤,但用ＡＣ技术求扩散系数只适用于阻抗平面图上有Ｗａｒｂｕｒｇ 阻抗的情况。     

锂离子蓄电池正极材料固体核磁共振研究进展

固体核磁共振波谱法(NMR)是研究锂离子蓄电池正极材料结构变化和电化学性能的一种有效手段。综述了固体NMR在锂离子蓄电池正极材料结构变化及嵌锂机理方面的一些进展,并提出了固体NMR对于研究锂离子蓄电池正极材料的电化学性能以及充放电过程中对应于锂离子嵌/脱过程中的材料结构变化和Li与邻近金属原子的配位情况具有重要的作用;展望了固体NMR技术在锂离子蓄电池正极材料中的应用前景,并认为这些技术将对未来锂离子蓄电池正极材料的研究具有重要意义。     

高可逆比容量锡负极循环性能的改善

为了改善锂离子蓄电池中高比容量锡负极的循环性能 ,采用多孔结构、高比表面积的多孔碳材料为载体制备得到Sn/PC复合材料。电化学测试表明 :用该类复合材料制备的电极表现出良好的锂嵌脱能力 ,循环性能比锡类电极有显著提高 ,其循环性能和可逆比容量与复合电极中锡的含量密切相关。第二次循环后复合电极充放电效率接近 10 0 % ,具备较好的充放电倍率特性和较低的嵌、脱锂电位。制备出的复合材料能防止锡嵌、脱锂过程产生的严重体积效应 ,从而提高电极循环性能 ,为锂离子蓄电池中合金类高比容量负极材料的实用提供了崭新的思路     

锂离子电池嵌入式化合物的研究

讨论了锂离子电池所用嵌入式化合物的固体化学问题。在相同的质量和体积下,锂离子电池的能量是普通电池的两倍,它是未来消费电子产品、电动汽车和可移植医疗器具(加人工心脏)发展的关键所在。简要介绍了二次锂电池正极嵌锂化合物的基本原理,嵌入式化合物的结构-性能关系,最后讨论了几种重要的可嵌入正极材料的晶体结构、电子结构和嵌入化学;展望了几种有希望用于新一代充电锂电池的化合物。     

锂离子电池电解液用碳酸酯的电化学行为

锂离子电池的性能与电解液有着密切的关系.介绍了采用线性电位扫描和循环伏安等电化学方法,研究锂离子电池电解液常用的几种碳酸酯在铂电极和碳电极上的电化学行为.研究结果表明,铂电极上线性碳酸酯DEC、DMC和EMC的阴极还原极类似,而环状碳酸酯PC较线性碳酸酯难还原;碳电极上,DEC、DMC和EMC的循环伏安行为相类似,而PC则与锂离子共嵌于碳中,导致锂离子的嵌入量大大增加,而脱嵌锂离子的可逆性却显著降低.     

影响MH/Ni电池正极放电容量的因素

综述了影响MH/Ni电池正极放电容量的各种因素,如集流体、电解液、隔膜、活性物质、添加剂、导电剂、粘结剂、成型压力、化成工艺等.各种因素中,正极性能好坏的决定因素是氢氧化镍的性质.现已普遍采用高活性的球形氢氧化镍;其次是添加剂,钴、稀土、锌、锰等元素的合理添加,能够有效提高氢氧化镍比容量,增大电极反应的可逆性和电池的其它性能,其中钴元素的掺杂方式对正极放电容量的影响极大.此外,集流体、隔膜、导电剂、粘结剂、制片工艺和化成制度也影响MH/Ni电池正极的放电容量.     

锂离子蓄电池技术进展及市场前景

锂离子蓄电池是以锂离子在碳负极和嵌入化合物正极中的嵌入和脱嵌为原理发展起来的一种新型蓄电池.到目前为止,国外1865型圆柱Li_xC/LIPF_6—EC+DEC/Li_1-xCoO_2锂离子蓄电池的比能量已达到105Wh/kg和270Wh/L.而其月自放电已降至12%以下,在100%DOD和lC率下的循环寿命达到1000次.这种电池已广泛应用于大哥大,摄相机及笔记本计算机等设备中,还有可能在将来应用于电动汽车中作电源.     

锂离子电池负极材料的现状与发展

介绍了锂离子电池负极材料的研究开发与应用现状 ,并对其发展进行了探讨。目前已实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料 ,其比容量达到 30 0mAh/ g以上 ,并已接近LiC6的理论比容量 (372mAh/ g)。负极材料的研究与开发重点将朝着高比容量、高充放电效率、高循环性能以及低成本方向发展 ,实用性负极材料的比容量将突破LiC6理论比容量     

碱性锌锰电池可充性的研究

碱性锌锰电池通过工艺改良可作二次电池使用。讨论了可充碱性锌锰电池正负极的充放电反应机理以及过充电和过放电对电池的影响;介绍了这种可充电池的电极设计、配方和工艺改进方法;比较了可充LR6电池和普通LR6电池的充放电性能;通过对碱性锌锰电池几方面的改良,电池的充放电循环寿命可达到100次以上。最后分析了可充碱性锌锰电池存在的问题和解决方案。