Synthesis of Amorphous Hydrous Ruthenium Dioxide for Electrochemical Capacitors

采用改性的中和反应及热处理工艺合成了电化学电容器用无定形水合二氧化钌材料（RuO2·xH2O）,并以高导电性石墨板作集流体,研究了合成材料的电化学性能。实验中,以自制的喷雾装置和十二烷基磺酸钠（SDS）分别作为反应辅助分散技术和表面分散剂。结果表明,合成材料的前驱体经175 ℃处理后,可获得大比表面积（218 m2/g）、蓬松状、深黑色无定形的高性能电极材料。循环伏安实验（CV）结果表明,该合成材料具有较好的比电容（995 F/g at 1mV/s）和倍率特性;电化学交流阻抗（EIS）实验进一步证明了该材料具有较低的等效串联内阻（～25 mΩ）,同时验证了材料的倍率特性良好。合成材料有望在国防及民用领域电化学电容器中得到潜在应用     

基于多孔硅及MEMS技术的微型质子交换膜燃料电池

分析了研究和发展微型质子交换膜燃料电池(μPEMFC)的重要意义和应用前景,介绍了基于多孔硅及MEMS技术的μPEMFC最新研究动态,讨论了μPEMFC的结构设计、加工过程及性能,提出了μPEMFC仍存在的问题及其技术发展对策。     

高性能超级电容器有序中孔炭材料的研制

采用微湿含浸法制备了一系列具有不同比表面积和孔径分布的超级电容器有序中孔炭材料。采用液氮吸附脱附等温线、小角XRD以及TEM表征了有序中孔炭的孔结构,在1MEt4NBF4|PC电解液中测试了其电化学性能。结果表明,所制得的有序中孔炭的BET比表面积随糠醇加入量的增加先增加后减小,糠醇加入量少制得具有CMK-5结构的有序中孔炭,加入量多制得的CMK-3结构。电化学性能测试结果表明,在1mA·cm-2的充放电电流密度下各有序中孔炭材料比电容的大小顺序与其BET比表面积的大小顺序基本一致,具有CMK-3结构的有序中孔炭的倍率性能最好,并且也好于无序中孔炭的。     

一步法腐蚀铝箔对超级电容器性能影响

选择4mol/L的HCl,HNO3,H2SO4和KOH溶液分别对铝箔进行一步腐蚀处理。对不同处理方法制成的超级电容器进行电化学阻抗、恒流充放电、倍率充放电和最大脉冲功率性能测试,试验结果表明:经过HNO3和H2SO4处理的集流体制成的超级电容器性能最佳,最大比功率分别为9 275W/kg和9 837W/kg,考虑到成本和环保,H2SO4处理的集流体最具有实用化的可能。     

密封AA型双电层超电容的研制

以多孔活性碳为原料,以目前工业化较为成熟的MH/Ni电池制作流程,配以合适的制备工艺,制作出密封AA型双电层超电容,对电容器的充放电行为、内压特性、循环伏安及交流阻抗等进行了初步研究.结果表明:所得双电层超电容器具有较好的综合性能,电容器比能量和能量密度分别达到了1.13 Wh/kg和2.24 Wh/L.     

用微机电系统技术制作微质子交换膜燃料电池

采用微机电系统(MEMS)技术,在n型单晶硅片衬底上制作微型质子交换膜燃料电池(μPEMFC)的流场板,并用电子扫描电镜(SEM)观察其表面形貌。将它与用Nafion1135质子交换膜以传统热压方法制备的膜电极组装成H2/空气自呼吸式"PEMFC,该电池的体积为0.28mL,质量不足0.65g。用电化学阻抗谱(EIS)测量了电池装配压缩比与内阻的关系,结果表明:在常温常压下,当压缩比!2%时,随压缩比增加,电池内阻减小,功率性能提高显著;当压缩比为2%时,电池功率性能最好,其峰值比功率约为83mW/cm2;而当压缩比"2%时,这种变化不显著。     

Ink的状态对微型PEMFC氧电极Pt利用率的影响

电化学极化实验表明,Ink(催化剂与溶剂在超声条件下形成的墨水状浆料)为胶体时,对应的微型质子交换膜燃料电池(PEMFC)氧电极极化性能相对于Ink为溶液时有明显提高。通过激光粒度实验和扫描电镜实验证实了Ink不同状态时对应的氧电极催化层空间状态和厚度存在较大差异。Ink为胶体时催化层Pt簇团聚粒子间隙较大,催化层厚度较低,有利于氧电极的反应传质过程,这是氧电极性能提高的根本原因。循环伏安实验结果发现,Ink为胶体时对应的氧电极Pt的利用率从25.2%提高到31.6%。     

Li(Ni,Co,Mn)O_2合成过程中的结构变化

根据Li(Ni,Co,Mn)O2晶体中Li+和Ni2+的阳离子混排占位模型进行模拟计算,建立了(I003/I104)1/2、(I101/I012)1/2(、I101/I104)1/2等特征衍射线强度比与混排占位参数x的线性方程式。结合实验测得的X-射线衍射谱和混排占位模型研究了Li(Ni,Co,Mn)O2合成过程中的结构演变过程。     

LiMeO_2材料中锂和镍原子混排的模拟和实验研究

在分析R3-m(No.166)中3a位和3b位原子对各(hkl)晶面结构因子的贡献时发现,它们有相加和相减关系.成相加关系的衍射线强度与混合占位参数X无关,而为相减关系的衍射线强度随混合占位参数X明显变化.因此,提出用相加和相减两线条的衍射积分强度比的新方法来研究这类材料中Li、Ni的晶体学占位问题.获得(I003/I104)1/2、(I101/I012)1/2、(I101/I104)1/2与混合占位参数X均为线性关系.反之,由实验测得实际样品的衍射积分强度比(I003/I104)1/2、(I101/I012)1/2、(I101/I104)1/2,用线性关系计算求得对应的混合占位参数X.     

碳基电化学双层电容器的研制

碳基电化学超电容器作为一种新一代储能系统具有广泛的应用前景.组装了双电层电容器,直流充放电、循环伏安以及交流阻抗等实验显示其具有良好的电化学性能,活性物质的比容量为173.2 F/g,在大功率充放电条件下活性物质的比能量大于5.0 Wh/kg,同时具有105以上的循环寿命.由电化学电容器与MH-Ni电池组成的复合电源系统的脉冲放电性能得到显著改善,可望在移动通讯等领域获得广泛的应用.