钛表面硅复合微弧氧化膜负极的制备及其电化学性能研究

目的 提高锂离子电池TiO2负极的电化学性能.方法 采用微弧氧化技术在钛箔表面制备TiO2膜,再通过磁控溅射技术在TiO2膜上沉积Si/SiO2,制备出一种富含硅元素的微弧氧化复合膜.将该复合膜作为锂离子电池负极,锂片为对电极,组装电池.采用电池测试系统测量电池容量、循环稳定性等性能,通过电化学工作站获得循环伏安曲线、电化学阻抗谱等特性.结果 复合膜的组成为TiO2/SiO2/Si,呈现多孔状形貌.TiO2、SiO2和Si都参与了与锂离子的氧化还原反应,在100μA/cm2的电流密度下,经100圈循环后,复合膜负极的比容量保持在530(mA·h)/g左右,且在1000μA/cm2的大电流密度条件下,充放电后,复合膜负极的比容量能够恢复到初始值的95％,表现出较高的比容量、良好的循环稳定性和倍率性能,复合膜负极性能明显优于以纯TiO2为负极的锂离子电池.结论 在钛箔表面,微弧氧化技术可高效地制备多孔状、无粘结剂的TiO2负极材料,与磁控溅射技术相结合,可进一步制备出高容量的复合膜负极,具有良好的应用前景.     

混合动力车用锂电池负极材料的开发与性能研究

采用化学还原共沉淀法制备了不同Cu含量配比的SnSbCu_x(x=0.1、0.2、0.3和0.4)负极材料,研究了负极材料的显微形貌、循环充放电性能和倍率性能。结果表明,在锂电池SnSbCu_x负极材料中加入Cu后,虽然首次放电容量有所降低,但是循环100次后的放电容量明显提高。其中,SnSbCu_(0.3)负极材料的电化学性能最好,在循环100次后其放电容量保持率仍然在77%。适当提高电压区间可以有效提高SnSbCu_(0.3)负极材料的电化学性能,而且SnSbCu_(0.3)负极材料的倍率性能明显优于Sn Sb。     

Electrochemical Behavior of Fe—Based Coatings Containing Amorphous Phase Prepared by Electric Arc Spraying

采用倒相法在Cu箔上制得与Cu箔结合牢固的PAN与石墨多孔复合膜,以其作阴极、纯Sn作阳极进行脉冲电沉积, Sn通过多孔复合膜的微孔沉积在铜箔上,然后在氩气气氛中热处理,得到具有复合结构的Sn基合金电极(碳膜隔离的Cu-Sn合金),用作Li离子电池的负极. SEM和EDS能谱分析以及模拟电池的电化学性能测试结果表明:与通常的在裸Cu箔上直接电沉积Sn并热处理的Sn电极相比,这种具有复合结构的Sn电极热处理后具有更好的循环性能和更高的循环容量,首次放电容量达到538.3 mA·h/g,50次循环后充电(Li离子的脱出)循环容量保持率仍有85.5%.     

碳化钙骨架碳负极材料的制备及电化学性能

以碳化钙为原料、新鲜氯气为刻蚀剂,在400～700℃范围内制备碳化钙骨架碳作为锂离子电池新型负极材料.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附实验、恒流充放电、交流阻抗(EIS)等对碳化钙骨架负极材料进行表征及电化学性能测试,并探讨制备温度对碳化钙骨架碳结构和电化学性能的影响.结果表明:所有温度下制备的碳化钙骨架碳均为无定形碳材料,但随着制备温度的升高,材料出现部分石墨化倾向;600℃制备的碳化钙骨架碳具有良好的电化学性能,在0.1 C充放电时,首次放电比容量为890.9 mA·h/g,可逆容量为335.4mA·h/g,循环30次后的可逆容量为266.8 mA·h/g.     

添加镁对锂负极在碱性水溶液中放电性能和析氢反应行为的影响

通过测定负极放电电流、放电电位、极化曲线和析氢速率研究添加镁对锂负极在碱性水溶液中放电性能和析氢反应行为的影响。结果表明,在锂中添加0.07%Mg(质量分数)降低了锂负极的析氢速率,锂镁合金负极电流效率比纯锂负极高,放电电流密度略低于纯锂负极,高电流密度放电时放电电位比纯锂负极略有正移。极化曲线测量结果表明,Li-0.07%Mg(质量分数)合金负极开路电位比纯锂负极稍有正移,自腐蚀微电池电流密度接近纯锂负极。XRD结果表明,锂镁合金负极放电后表面膜主要由LiOH、LiOH·H2O和Mg(OH)2组成。SEM结果表明,锂镁合金负极放电后的表面膜比纯锂负极表面膜的孔隙少,即添加镁降低锂负极析氢速率与负极表面膜中形成的Mg(OH)2对提高膜的完整性有关。     

影响3003-3铝合金负极箔比电容的因素的研究

我公司试制成的电容器用3003-3铝合金负极箔材,有的用户反映经工艺腐蚀后比电容值偏低。通过试验研究,将3003-3负极箔材的毛坯厚度适当增加,增大了成品箔的冷变形程度,使此电容器负极箔材经工艺腐蚀后的比电容值显著提高。     

Effects of Adding Cerium to Lithium on Properties of Lithium Anode

研究了在 30 ℃的 LiOH 碱性水溶液中,添加合金元素 Ce 对锂负极性能的影响。开路电位下的自腐蚀析氢速率及电化学测试结果表明,添加 Ce 对锂负极的析氢速率有明显的抑制作用。Ce 添加量为 0.08%(质量分数)时,对锂负极的缓蚀效率接近 83.3%。SEM观察表明,与纯锂负极相比,Li-Ce 合金负极放电后的表面膜更加致密少孔。XRD 分析表明,该表面膜里除了含有 LiOH 及 LiOH·H2O外,还有 Ce(OH)3存在,说明在碱性 LiOH 水溶液电解质中,Li-Ce 合金负极表面形成的 Ce(OH)3沉淀物在抑制自腐蚀析氢及影响放电电位方面起着关键作用。     

多孔VN纳米带锂离子电池负极材料研究

通过水热法及后续的氮化处理制备了尺寸均一的多孔氮化钒纳米带锂离子电池负极材料。利用SEM和XRD对所制备的样品进行了形貌和成分的表征,并研究了其电化学性能。结果表明,VN纳米带在40 m A/g电流密度下,首次放电比容量可高达374 m Ah/g,经过4次循环稳定之后,库伦效率能达到97%以上,并且100次循环后容量还能保持250 m Ah/g。     

商品化石墨作为聚合物锂离子电池负极材料的性能表征

采用商品化中间相碳微球(MCMB)及人造石墨与中间相碳微球的混合体作为聚合物锂离子电池的负极材料,通过SEM、XRD对比研究了两种负极材料电化学循环前后的微观形貌和相结构,测试了两种聚合物锂离子电池的倍率放电性能和循环寿命,并通过交流阻抗谱分析了两种负极材料的电化学性能差异.结果表明:掺入人造石墨后,中间相碳微球的平均粒径和比表面积增大,电化学循环200次后的晶面间距减小、石墨化度增大,倍率放电性能降低,电荷转移电阻及锂离子扩散阻抗均增大,循环性能得到较大提高.     

新型锂离子电池负极材料NiSb_2的研究

采用悬浮熔炼方法合成了新型锂离子电池负极材料NiSb2,并研究了其电化学性能。研究发现,退火与非退火NiSb2的首次可逆容量分别为494mAhg-1和430mAhg-1。经过15个循环后,非退火的NiSb2的放电容量仍保持在260mAhg-1,而退火的只剩下160mAhg-1。由于NiSb2具有优异的电化学性能,它可成为一种新型的锂离子电池负极材料。     

氧化物—空气半燃料电池用贮氢合金电极的烧结制备及其电化学特性

研究了应用在空气－氢化物半燃料电池上的制备配套金属氢化物厚型电极烧结技术，将贮氢合金与细镍粉和一定的添加剂形成浆料涂覆在泡沫镍基体，测试不同烧结参数对贮氢合金电极的电化学性能的影响，烧结电极合金的电化学活化特性和高倍率放电能力与传统的粘结式电极有较大的提高，为设计适合电动车用高能量密度空气－氢化物燃料电池，分别选用冲孔镍箔带，冲孔铜箔带和铜编织网作为集流体进行比较实验。结果表明，选定冲孔铜箔带是适宜于设计空气－氢化物燃料电池用厚型氢化物电极。     

多孔泡沫铜支撑锡薄膜阳极材料的制备及性能

以三维多孔泡沫铜为基底,采用化学镀的方法制备锂离子电池薄膜Sn负极材料.利用扫描电镜、X射线衍射分析以及恒电流充放电测试等手段研究不同厚度薄膜Sn电极的形态、结构和电化学行为.结果表明:化学镀工艺制备的Sn电极表面的大量微孔和岛状突起不仅增大电极的表面积,而且显著缓解电极在充放电过程中体积的变化;其中镀层较薄的样品C薄膜Sn电极的初始充电(脱锂)容量为660.6 mA·h/g,经100次循环后,容量保持在299.5 mA·h/g,具有较好的循环性能.     

A new regeneration process for spent nickel/metal hydride batteries

Ultrasonic method was used to recycle nickel/metal hydride（MH-Ni） batteries under undestroyed state. The effects of ultrasonic on electrode material performance of MH-Ni batteries were investigated by using SEM, EDAX and XRD. The results indicate that with the ultrasonic time increasing, there are obvious dispersing phenomena in the positive and negative electrodes. This can make the inertia oxidation layer break off from the negative electrode, and the fresh surface comes out. These changes can increase the reaction centers of the active materials, as welt as improve the catalysis capability and discharge ability. But if the ultrasonic time is too long, it can make the active materials reunite and accelerate its pulverization, and lead to its degradation. The improvement of electrochemical performance for MH-Ni batteries is obvious by ultrasonic for 6 h continuously.     

Electrochemical hydrogen absorbing properties of graphite/AB5 alloy composite electrode

Graphite is an inexpensive carbon material, but its hydrogen absorbing performance has attracted little attention. In this paper, in order to lower the cost of nickel metal-hydride (Ni-MH) battery, graphite is used as a hydrogen absorbing material in its negative electrode. The results of charge-discharge tests show that the graphite electrode has poor electrochemical hydrogen absorbing performance. The capacity of the graphite/AB₅ alloy (90 wt%) composite electrode is close to AB₅ alloy (298 mAh/g), but it has higher charge-discharge polarization and difficulty in activation. When graphite is modified with metal nickel powder by a simple ball milling process, the capacity of the composite electrode reaches to 315 mAh/g and its activation is accelerated. The results of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests show that hydrogen diffusion in the modified composite electrode is more rapid than in AB₅ alloy, thereby resulting in lower charge-discharge polarization and better discharge performance at large currents.     

阀控密封铅酸蓄电池反应机理分析

作为电动车用电池，铅酸蓄电池仍然存在着比能量低、充电接受能力差、活性物质利用率低等缺点，板栅的腐蚀、负极硫酸盐化、析氢、析氧等现象会引起充放电过程中不必要的副反应，这将导致电池容量的损失及衰减。总结了阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）及其正负极的反应机理，并对各种反应机理做了比较和评价。详细介绍了负极反应中溶解沉淀机理、固相反应机理和固相反应-溶解沉淀机理，以及正极反应中胶体结构上的PbO2形成机理、液相生成机理和固相生成机理。最后提出了提高铅酸蓄电池性能的几种方法，并对铅酸蓄电池的发展做出了展望。     

Mg—Ni THIN FILM—A POTENTIAL NEGATIVE ELECTRODE FOR NIKEL—METAL HYDRIDE BATTERY

Mg-Ni thin films for nickel-metal hydride (Ni-MH) battery negative electrode were prepared on three different substrates by using magnetron sputtering with compacted Ni and Mg mixture powder. The microstructure of Mg-Ni thin films deposited on the glass and the Ni foil substrate respectively was studied by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results show that the Mg-Ni thin films were in amorphous structure and the composition of the thin film was homogeneous. Electrochemical measurement show the discharge capacity of the thin film negative electrode deposited on the foam Ni substrate was 284.8mAh/g in 6M alkaline electrolyte and the internal resistance was much lower than that of the electrode prepared by the ball-milled powder during the charge-discharge cycle.     

LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5)滴涂TiO_2复合电极的制备及电化学性能

采用共沉淀还原扩散法制备AB3型储氢合金LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5),水热法制备TiO_2光催化剂粉体,表面滴涂法制备Ti O2/LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5)光催化剂复合电极,并用XRD对合金和光催化剂结构进行分析,在电池测试仪上对复合电极在有、无光照条件下的电化学性能进行测试。结果表明,在无光照条件下复合电极的活化性能和最大放电容量较原合金电极性能有所下降,合金充放电的循环稳定性能有所提高。光照条件下,表面滴涂20%TiO_2复合电极的电化学性能比无光照时大幅提高,且最大放电容量比未涂覆的原合金电极提高25 m Ah·g~(-1)。说明TiO_2光催化剂通过表面滴涂方式对储氢合金修饰效果较好。     

利用新颖的三层电极提高LiFePO4／C正极材料的电化学性能

对常用的两层电极（活性材料层｜集电极）进行改进,提出一种新颖的夹心状三层电极（导电材料层｜活性材料层｜集电极）以提高 LiFePO4/C 的电化学性能。充放电测试表明：相比两层电极,三层电极中 LiFePO4/C 表现出更优的倍率性能。循环伏安和电化学阻抗测试表明：相比两层电极,三层电极中LiFePO4/C材料中的Fe3＋/Fe2＋氧化还原电对表现出更快的氧化还原速度。更好的可逆性能以及更低的电荷转移阻抗。在三层电极中,活性材料层表层中与LiFePO4/C颗粒尺寸相当的孔洞被粒径小得多的乙炔黑微粒填充,形成LiFePO4/C颗粒间的导电连接,为暴露在电解液主体LiFePO4/C颗粒中的LiFePO4晶体提供更多运输电子到达或离开的路径。     

贮氢电极合金电化学容量的评价方法

设计了三种电化学测试系统并进行金属氢化物电极电化学性能对比分析，结果表明，开口式三电极系统测出的放电容量明显高于夹片式和模拟电池系统所测出的放电容量，夹片式电极系统测试的结果和模拟电池系统测试的结果比较一致。     

Effects of pH value of reaction solution on structure and electrochemical performance of calcium-containing active material of secondary zinc electrodes

The calcium-containing active material of secondary alkaline zinc electrodes was prepared by a chemical coprecipitation method and characterized by scanning electron microscopy(SEM) and X-ray diffractometry(XRD).Their electrochemical performance was tested by the Galvanstatic charge-discharge method. The experimental results show that the sample synthesized at pH: 11. 15 has a typical calcium zincate crystal. The zinc electrode using this sample as active material shows higher discharge capacity, more negative discharge plateau potential and longer cycle lifetime.