锂离子电池碳负极材料交换电流密度的研究

采用线性扫描伏安法研究了各种石墨(碳)电极的动力学性能,结果表明,随着电极嵌锂程度的增加,其交换电流密度(i0)增大。热解炭的交换电流密度较小,轴定向结构的石墨化碳纤维GCF的反应活性有所提高,改性天然石墨SMG表现出最大的交换电流密度。交换电流密度主要取决于碳材料表面碳原子含量及其电化学活性,表面碳原子含量较高、活性增强时,碳材料的交换电流密度较高。     

贮氢合金电极的循环伏安和交流阻抗研究

贮氢合金电极的表面处理是改善其电化学性能的有效方法。通过MH电极的循环伏安和电化学阻抗谱研究了碱性溶液中MH电极表面还原处理对其电化学性能的影响。结果表明MH电极表面还原处理后 ,提高了电极的充电效率 ,改善了电极表面的电化学反应活性。通过对MH电极电化学阻抗谱的分析 ,发现这种处理明显降低了电极表面的电化学反应阻抗。     

电化学硫酸嵌入处理碳纤维电极的电催化作用

经电化学H_2SO_4嵌入处理的PAN碳纤维电极,对Fe~(3+)/Fe~(2+)氧化还原反应和过电位较大的抗坏血酸氧化反应都具有很好的电催化活性.采用循环伏安法和激光喇曼光谱法研究了电极的表面性质及结构,讨论了电催化机理.结构缺陷增多引起的表面活性点以及表面含氧官能团的增加是影响提高碳纤维电极电化学活性的主要原因.     

电沉积镍对贮氢电极性能的影响

采用电沉积法在贮氢电极表面沉积了镍.用SEM、循环伏安和充放电实验研究了电沉积镍对贮氢电极电化学性能的影响,结果表明:电沉积镍改变了贮氢电极的表面结构,提高了电极的电化学活性,使得0.2 C放电容量提高了35%,放电平台电压提高了50 mv;2.0 C放电容量提高了72%,放电平台电压提高了240 mV;表面处理改善了电极的充放电性能,特别是大电流放电性能.     

微包覆对贮氢电极性能及放电机理的影响

用交流阻抗法、恒电位阶跃法和模拟电池充放电实验,研究了贮氢合金表面微包覆处理前后在不同的放电时刻电极表面的电化学反应阻抗、氢在合金中的扩散系数和电极的放电性能。结果表明,在放电末期电极表面电化学阻抗的急剧增大是引起贮氢合金电极放电终止的主要因素;微包覆铜和钴可促进氢的扩散并显著降低电化学反应阻抗,推迟阻抗增大的时间,因而提高了电极的放电性能。     

镀钴对AB_3型储氢合金电化学性能的影响

采用镀钴的方法对Mm0.78Mg0.22Ni2.48Mn0.09Al0.23Co0.47(Mm由82.3%La和17.7%Nd组成)储氢合金进行表面改性。X射线衍射(XRD)结果表明,经过镀钴处理后的合金的相结构并没有发生改变。对合金电极的电化学行为进行了研究,结果表明:镀钴处理后电极放电比容量显著增大,达到312.6 m Ah/g;循环稳定性也得到很大的提高,50个充放电循环后电极的容量保持率由原来的83.3%增加到97.2%;合金电极的交换电流密度I0、极限电流密度IL、腐蚀电位Ecorr、电化学反应活性均得到明显地提高。     

氧化还原液流电池单电极Mn3+/Mn2+的电化学行为

采用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电技术,对作为氧化还原液流电池正极的电对Mn3 /Mn2 在未处理石墨、热浓硫酸加超声清洗处理石墨以及光谱纯石墨电极上的电化学行为进行对比研究。结果表明:该电对在光谱纯石墨电极上的电化学可逆性、充放电效率最优,在处理石墨上次之,而在未处理石墨上的表现不理想。分析其原因认为:一方面与光谱纯石墨电极的制备条件有关;另一方面,与未处理石墨电极相比,处理石墨表面含氧官能团—OH、—COOH明显增多,而且超声清洗又使其表面杂质含量减少。提出解释Mn3 /Mn2 在三种石墨电极上阻抗谱不同的反应机理,说明光谱纯石墨和处理石墨均可以作为Mn3 /Mn2 正极电对的惰性工作电极,从而为选择合适的惰性工作电极材料提供了依据。     

聚苯胺包覆Mg_(1.8)Nd_(0.2)Ni贮氢合金电化学性能的影响

利用高分子导电聚合物的聚合反应对镁系贮氢合金Mg1.8Nd0.2Ni进行表面处理,采用SEM对合金颗粒表面的微观结构进行观察,合金表面形成了一层聚苯胺导电高分子包覆层。研究了不同表面处理时间和处理方式对合金电化学性能的影响,实验表明表面处理能提高材料的抗氧化、抗腐蚀性能,改善电极电化学反应性能延长电极的使用寿命。表面处理提高了合金的活化性能与循环稳定性,容量保持率从77.82%提高到86.31%。EIS图表明包覆层增加了电极表面电荷转移阻抗。Tafel极化曲线中腐蚀电位明显右移,抗腐蚀性能提高,导电高分子层的网状结构加速了氢原子的传导并且阻止了合金表面氧的渗透。另外通过动电位极化曲线发现,表面处理工艺使合金的内部缺陷得到了优化,氢在体相内的扩散速率明显增加。     

全钒液流电池用聚丙烯腈石墨毡电极研究

利用循环伏安法研究了聚丙烯腈石墨毡在经浓硫酸处理5h后又在450℃条件下恒温2h的电化学性能。结果表明,在硫酸氧钒的酸性溶液中,处理后的电极具有较好的电化学性能。对于负电对V2 /V3 ,△Ep从0.31V降为0.11V,表明处理后的聚丙烯腈石墨毡电极对于负电对具有电化学可逆性,而对于正电对VO2 /VO2 在该电极上却是电化学不可逆的。通过扫描电镜(SEM)图可以看出石墨毡电极表面在处理后除去了表面污染物和一些可能抑制反应的限制层,使表面变得光滑。在不同VOSO4及H2SO4浓度的试验中发现处理后的电极在高浓度的电解液中具有良好的性能。     

加氟化石墨的活性碳—氧电极的防水作用

本文研究了用氟化石墨作防水剂、具有疏水性质的新的炭电极在碱性溶液中的电化学行为。由于氟化石墨具有低表面能和化学稳定性,避免电解液渗透到炭电极中而缺乏电化学活性,从而可根据加到活性炭电极中的氟化石墨的量评价电极性能。加氟化石墨对改善电池的连续放电时的寿命是十分有效的。     

锂离子电池负极石墨材料的修饰与改性

综述了用于锂离子电池负极的石墨材料的修饰与改性方法 ,所研究的石墨材料包括天然石墨、人造石墨和石墨化碳纤维。修饰与改性方法包括形成包敷层和金属层、表面氧化、机械研磨以及掺杂等方法。这些方法可有效提高石墨电极的容量、库仑效率或大电流性能 ,分析了这些方法能提高电极性能的原因并指出了存在的问题。     

锂离子蓄电池用天然石墨负极材料

报道了一种高性能锂离子蓄电池用球型天然石墨负极材料,这种材料由天然石墨经球型化处理和化学气相包覆得到.研究了包覆过程中热处理温度、碳包覆量对材料电化学性能的影响.优化条件下得到的碳包覆天然石墨材料首次充放电效率达到92%,可逆比容量为330 mAh/g,50次循环容量维持率为98%.     

锂离子电池石墨负极材料的改性方法

从石墨改性的本质出发,综述了锂离子电池石墨负极材料的改性方法:包覆法、表面修饰法、添加金属纤维法、机械研磨法、超细微化和纳米化法。通过改性处理,可有效降低石墨电极的不可逆容量,从而使可逆容量和库仑效率较大程度提高。     

碳纤维正极添加剂对阀控铅酸蓄电池性能的影响

本文采用两种比表面积不同的碳纤维,取代原有正极铅膏配方中的炭材料作为正极添加剂。采用手工涂膏方式,制备12 V/12 Ah阀控式铅酸蓄电池。并研究了正极板化成情况和蓄电池电化学性能。结果表明,比表面积较大的碳纤维更有利于提高蓄电池正极性能。随着碳纤维含量的提高,电池放电时间反而缩短。碳纤维在正极铅膏中最佳添加量为0.5‰。适量碳纤维的添加,对电池化成是有利的。循环伏安测试表明,添加碳纤维会影响正极电化学电位和析氧量。     

热解炭包覆石墨材料的研究进展

形成壳-核状复合物的热解炭包覆石墨材料不但保留了石墨的优点,而且避免了它的缺点,是很有前景的锂离子电池负极材料。综述了热解炭包覆石墨材料的研究进展,发现,硬炭和软炭两类包覆都使得石墨电极的电化学性能有提高,但是又各有优缺点;研究的焦点集中在热解炭前躯体选择,包覆和炭化工艺的优化以及更深层次的包覆量与电化学性能的关系等几个方面。     

离子聚合物包覆的锂离子电池炭负极材料

用辐射聚合的方法在天然石墨颗粒表面包覆一层离子聚合物可以明显提高天然石墨的各种电化学性能,如首次库仑效率、循环性能.拉曼光谱研究表面包覆的离子聚合物可以明显抑制由于溶剂化锂离子共嵌入而造成的石墨层破坏,从而提高了石墨表面结构稳定性.扫描电镜照片显示包覆石墨表面形成的SEI膜在循环过程中保持稳定的形态,防止了石墨电极在循环过程中的阻抗增加现象.     

镍纤维基板NiOOH电极研究

利用在碳纤维上镀镍的方法制得了镍纤维,并加工成高孔率的镍纤维基板。通过电解浸渍,在该基板上制成氢氧化镍电极。用循环伏安法和时间电位法测定了电极的氧化还原特性。厚度为1.1mm的NiOOH电极,其放电比容量为95.6mAh/cm~3,131.3mAh/g。     

电解液纯化对锂离子电池负极电化学性能影响

运用电化学阻抗谱(EIS)、恒流充放电和循环伏安测试,研究了1 mol/L LiPF_6/(EC+DEC+DMC)(体积比1∶1∶1)电解液中4A分子筛除水处理对石墨电极电化学性能的影响。研究表明:石墨电极在经4A分子筛处理后的电解液中能形成性能优异的固体电解质相界面(SEI)膜,降低了SEI膜的阻抗,改善了石墨电极的循环性能,得到了更优异的电化学性能。     

复合三元电池高温循环劣化分析

选用LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2(NCM)和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4(LMFP)复合正极材料,与石墨负极材料制成额定容量为38 Ah的2714891型电池,研究55℃下电池的循环性能,对影响循环性能的电解液和电极进行分析。负极容量衰减是高温循环性能衰减的主要因素,负极石墨比容量测试分析发现其容量损失占负极总损失的85.1%。石墨电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明:高温循环后,石墨表面脱嵌锂活性降低,电化学反应难度增大;扫描电子显微镜(SEM)与BET比表面积测试表明:石墨表面结构破坏,体相发生膨胀。石墨本征结构的变化,是负极劣化的主要因素。     

锂离子电池碳负极研究新动向

锂离子电池是近年来发展起来的一种新型电池,其研究重点是电池负极材料。本文根据国内外锂离子电池发展现状,讨论了近年来锂离子电池负极——碳电极的发展动态。比较了各类碳材料的性质,如石墨、焦炭、碳纤维和微珠碳等。并提出对石墨无序化条件、石墨掺杂形成纳米级复合材料和对石墨改性使其形成纳米级孔、洞和通道等技术进行深入研究,目的是提高锂的可逆贮量和减少不可逆容量损失,有利于负极比容量的提高,从而有利于进一步提高锂离子电池的比能量,并认为这些技术将是未来锂离子电池发展的重要方向。