关于钒电池中支路电流(shunt current)的计算

本文针对双极堆式的全钒氧化还原液流电池中,因电极1框结构所导致液流过程中存在的支路电流(shunt current)进行分析,提出了支路电流的计算方法并对5组单电池组成的电池组进行了理论计算,并探讨了支路电流对电池性能的可能影响.结果表明:1)支路电流的大小与电池位置密切相关,支路电流呈对称分布,电液通道中电流越接近电堆中心越小.主路电流充电时越靠近电池中心越小,放电时越靠近电池中心越大.2)充电时,电液通道中的支路电流会对接触溶液的双极板产生腐蚀;放电时,过大的支路电流会降低电池的电压、库仑及能量效率.     

MH-Ni电池记忆效应的研究

放电深度 (DOD)、放电速率、循环次数对MH Ni电池的记忆效应影响很大 .经过几次全充放循环可以消除记忆效应 .记忆效应的存在与Zn无关 .电池在低DOD循环过程中 ,其放电电位、放电容量一开始下降很快 ,然后逐渐趋于某一值 ,并且放电电流越小 ,相应的最高充电电压越低 .若放电电流增加 ,在随后的第一周充放电过程中最高充电电压迅速增加、放电容量显著小于稳定值 .最后探讨了导致记忆效应的原因 ,并给出了若干消除或减弱记忆效应的设想     

石墨基液流电池复合双极板

液流电池是一种安全性高、使用寿命长、可扩展的大规模储能系统,可以协助电网调峰储能,提高能源利用率,发展前景广阔。双极板是液流电池的重要组成部分。功能上起到了分隔、串联电池、传导电流、为电堆提供结构支撑等作用。从成本构成角度看,双极板的价格占电堆成本的比重也较大。开发高性能、低成本的双极板对加快液流电池的商业化应用具有重要意义,也是目前业界的迫切需求。虽然文献上报道了许多针对液流电池双极板开发的工作,但是目前高性能、低成本的液流电池双极板产品仍无法充分满足市场需求。本文着重介绍了石墨基复合双极板的研究现状,介绍了材料选择、工艺流程对关键性能的影响,对相关工作进行了评述,并为液流电池双极板的开发提出了建议。     

铜-铈氧化还原液流电池性能

设计了一种新型Ce-Cu氧化-还原液流电池,研究了Ce³⁺/Ce⁴⁺和Cu⁰/Cu²⁺氧化还原电对的循环伏安特性,优化了电解液及电极材料,进而组装出液流电池,测试了电池的充放电性能。 结果表明,在45 mA恒电流充/放电条件下,电池放电平台电压约为1.0 V,库伦效率约100%,能量效率为75%以上,电池可稳定循环100次。     

单液流锌镍电池锌负极性能及电池性能初步研究

对单液流锌镍电池锌电极在电解液流动状态下,电沉积锌形貌随电流密度的变化进行表征,结果表明,随充电电流密度的增大电沉积锌层逐渐致密化,没有枝晶生成.组装了容量为2Ah的电池,并进行长时间充放电性能研究.测试结果该电池的平均充电电压为1.84 V,平均放电电压1.65 V,平均库仑效率达到96%,能量效率达到了86%.     

锂／聚苯电池放电行为的理论分析

锂／聚苯电池的放电特性取决于其放电电流密度（ｉｄ）。当ｉｄ很小时，高分子电极在整个厚度范围内均匀放电。当ｉｄ很高时，正极的反应被限制在一狭小区域，该区域随着电池的不断放电而向高分子电极内部穿透，并且电阻不断增加，而截止电压表明放电过程的结束。当以中等电流放电时，上述两种放电形式都存在。据此，建立了锂／导电高分子电池的放电电压与放电电流的关系式。     

中国科学院上海有机化学研究所1983年研究生入学试题参考答案

一、 1.为了把电化学和热力学联系起来,通过电动势的测定,可以计算热力学函数的变化,因此电化学要介绍可逆电池。可逆电池的条件是: (A) 电池与一个外加的反电动势并联,当外加反方向的电动势小于或超过电池本身电动势一个无限小的数值时,电池内的反应可向正、反两方向进行,也就是说,电池中的化学变化是可逆的。 (B) 电池工作时,符合E_内≈E_外,E_内-E_外=δE的条件,不论是放电或充电时所通过的电流都是十分微小,电能不会变为热,即能量也是可逆的。总的说,是要求物质和能量的变化都是可逆的,如果能够把放电时所放出的能量全部储存起来,则用这些能量进行充电就恰好可以使体系和环境全部恢复     

HBF4溶液中全铅液流电池

报道了一种HBF₄水溶液中的全铅液流电池,正、负电极电解液均采用Pb（BF₄）₂的HBF₄水溶液.在酸性的四氟硼酸铅电解液中考察了石墨电极和玻碳电极作为工作电极的循环伏安性能,石墨电极较适于用作全铅液流电池的正、负电极.采用石墨电极作为电池的正、负电极并在四氟硼酸铅酸性电解液中进行充放电实验,其中Pb（BF₄）₂浓度分别为0.5、1.0和1.5 mol·L^-1,且保持游离的HBF₄浓度为1.0 mol·L^-1.该电池为单液流电池,不需要隔膜分隔正、负极的电解液,电流密度为10、20和40 mA.cm^-2,当限定充电容量为7.0 mAh.cm^-2,放电电压截止到1.0 V时,平均库仑效率大于87%,平均能量效率大于68%;当电解液采用1.0或1.5 mol·L^-1 Pb（BF₄）₂+1.0 mol·L^-1HBF₄水溶液时,在10及20 mA.cm^-2电流下的能量效率最高可超过74%.     

钒电池充电过程中钒价态及其变化的现场分析

钒电池是一种具有能充电放电性能的新型二次电池。该电池以硫酸氧钒(VOS0_4)作为电解质,在充电过程阳极半电池中V(Ⅳ)被氧化为V(Ⅴ),阴极半电池中V(Ⅳ)先被还原为V(Ⅲ),然后V(Ⅲ)进一步被还原为V(Ⅱ)。文中研究了用电位滴定对两个半电池中充电时钒价态变化进行测定的方法,并设计了分析装置,实现了分析V(Ⅱ)时的防氧化保护。试验表明,该分析法设备简单、操作简便,易于实现现场快速分析。通过测定,能及时了解电池充电过程中钒不同价态的定量转变情况及其与开路电压的关系,可有效地监测电池的充电效率。     

过放对电池鼓胀和再充放电性能的影响

本文深入研究了过放电对锂离子电池性能的影响,并进行了机理研究。结果表明,过放会导致电池鼓胀,且使电池的再充放电性能恶化。这可以被解释为：作为负极集流体的铜箔,在电池发生深度放电的时候会发生氧化,并且在再充电的过程中在负极发生还原,形成一层铜膜,因而大大降低了电池效率,并且SEI膜由于发生过量的锂离子脱出而发生分解和重整,释放出的二氧化碳等气体导致电池发生鼓胀。本文通过实验表明,向LiCoO2正极中加入20%的Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2时,可以提高电池的过放性能,即可以使电池的气胀现象消失,且电池鼓胀率显著降低,再充放电能力也显著得到提高。     

锂离子电池电极用规整中孔碳分子筛的电化学特性

采用SEM, N₂吸附技术和XRD对首次用于锂离子电池电极的规整中孔碳分子筛CMK-5的表面形态、孔结构和晶体结构进行了表征. 利用恒电流仪和伏安循环法研究了CMK-5的电化学性质, 并与传统的阳极材料石墨进行对比. 结果表明, CMK-5具有良好的可逆特性, 在第三次充电-放电循环中贮能密度仍可达525 mAh/g, 由于CMK-5具有特殊的中孔结构, 因而更适合用作快速充电-放电循环材料. 一个有趣的现象是, CMK-5在伏安循环的正值部分没有出现极值, 这与传统阳极材料显著不同. 另外, 还利用XPS和XRD考察了CMK-5的充电-放电特性.     

非水溶剂锂-空气电池中的氧气电极反应

基于锂-氧气反应的锂-空气电池在所有的锂电池体系中具有最大的理论容量和能量密度,认识锂-空气电池中的氧气电极反应对锂-空气电池的研发具有指导意义.本文以金电极/乙腈电解液为模型体系,介绍了锂-空气电池在放电和充电过程中的氧气电极反应机理.电池放电时,氧气还原成超氧自由基,超氧自由基与锂离子结合生成不稳定的超氧化锂;通过歧化反应,超氧化锂生成放电反应最终产物过氧化锂.电池充电时,过氧化锂通过一步两电子直接氧化生成氧气,不经过超氧化锂中间态.在阐述氧气电极反应机理的同时,还对研究氧气反应的各种电化学方法作了介绍.     

液流电池用季铵化聚醚砜阴离子交换膜材料的研究

离子交换膜是液流电池的关键部件之一，理想的离子交换膜应具有较低的活性物质渗透率（即有较高的选择性）和较低的面电阻（即有较高的离子传导率），同时还应具有较好的化学稳定性和较低的成本。目前，全钒液流电池主要采用全氟磺酸类阳离子交换膜（如Nafion），其化学稳定性优异，但易造成钒离子的渗透，降低了电池的使用寿命，且Nafion膜价格昂贵；全钒液流电池的电解质溶液由不同钒电解质溶解在硫酸中组成，采用阴离子交换膜时，     

12-冠-4对非质子Li-O_2电池氧电极的影响（英文）

Li-O_2电池放电产物Li_2O_2由于在有机溶剂中溶解度较差,会堵塞气体通道,这是Li-O_2电池面临的一个主要挑战。在本工作中,我们选择12-冠-4做为添加剂捕获Li~+,来研究其对氧电极放电产物溶解性的影响,并采用了多种电化学表征方法,包括循环伏安法和旋转圆盘电极等。结果显示,仅仅添加5%的12-冠-4就能明显提高氧还原产物O_2~-的稳定性,并减少固体Li_2O_2的生成。结合软硬酸碱和第一性原理计算对上述实验结果进行了解释。     

微生物阳极燃料电池极性反转现象研究

本文在构建出微生物阳极燃料电池系统的基础上,研究了微生物燃料电池极性反转现象. 实验表明,由活性污泥混合菌源接种的微生物阳极在电极表面形成电化学生物膜,但平行构建的微生物阳极燃料电池系统在内阻、输出电压和放电时长等方面存在着不同程度差异. 在串联微生物燃料电池组中,放电操作会导致性能较差的微生物单电池首先出现极性反转. 电极电势测量表明,较高的放电电流使微生物阳极电势迅速正移,导致电池系统出现极性反转. 在室温范围内,温度升高可使MFC承受较高的放电电流,不易发生极化. 燃料物质缺乏时,MFC易发生极性反转,但过高的电流仍能使燃料物质充分的MFC出现极性反转. MFC极性反转会对微生物阳极性能造成影响. 极性反转时间较短(<5 min),对微生物阳极影响不大,但延长极性反转时间,会导致微生物阳极性能下降.     

锂-氧气电池:正极催化剂的最新进展与挑战（英文）

非质子锂-氧气电池具有高理论能量密度,在过去几年里受到了广泛关注。然而,动力学缓慢的氧还原反应(ORR)/氧析出反应(OER)和放电产物Li₂O₂导电性差导致锂-氧气电池过电位大,放电容量有限,循环寿命短。开发有效的锂-氧气电池正极催化剂可以调控放电与充电过程中Li₂O₂的形成和可逆分解,减小放电/充电极化。尽管提升ORR/OER动力学的正极催化剂已经取得了一系列重要进展,但是对正极在放电和充电中Li₂O₂生成和分解过程的理解依然是不足的。这篇综述聚焦于锂-氧气电池正极催化剂的最新进展,总结了催化剂与Li₂O₂生成/分解的作用关系,本文首先指出了锂-氧气电池正极面临的科学问题,包括动力学缓慢的ORR/OER过程和导电性差的反应产物Li₂O₂钝化电极,并提出了锂-氧气电池正极设计准则。通过对最近报道的正极催化剂进行分类讨论,明晰调控催化剂活性位点策略,理解在正极反应过程中...     

液流储能电池技术研究进展

液流储能电池技术是一种高效、大规模电化学储能技术,在风能、太阳能等可再生能源发电、智能电网建设等方面有着广阔的应用前景。本文重点对全钒、多硫化钠-溴和锌-溴液流储能电池的工作原理、特点、国内外研究现状及发展趋势进行了综述,并对其他探索性液流储能电池体系进行了介绍。提出了制约液流储能电池技术发展瓶颈问题,展望了液流储能电池未来发展趋势。     

聚苯胺修饰Pt/C催化剂对质子交换膜燃料电池动态响应的促进作用

将超级电容器材料聚苯胺引入电极催化剂中以缓冲燃料电池负载的变化.以硫酸为掺杂剂,将化学法合成的聚苯胺(PANI)与Pt/C超声分散混合,制成PANI-Pt/C催化剂.PANI-Pt/C的循环伏安测试和作为质子交换膜燃料电池阴极电催化剂的电池性能测试表明,PANI含量为10%时能够提高Pt/C催化剂对氧的还原动力学速度和燃料电池放电性能.电池在不同电流负载下的电压动态响应和对电池脉冲电流的动态响应以及PANI-Pt/C催化剂多电位电势阶跃计时电流测试显示,聚苯胺在催化剂中具有在瞬间电流负载时缓冲电池电压和电池大电流放电时平稳电压的作用.     

铈锌液流电池的研究进展

铈锌氧化还原液流电池与其它液流电池相比,具有电压高、原材料资源丰富和价格便宜等优点,在储能方面具有很大的应用发展潜力。 本文总结了铈锌液流电池的研究进展,特别是对电解液的发展进行了重点总结,并指出了今后铈锌液流电池研究的发展方向。     

酞菁类化合物对MH/Ni电池性能的影响

针对MH/Ni电池充电过程中氧的产生和不恰当的消除方式带来的内压升高和热量聚集使电池总体性能衰减很快的问题, 提出采用降低化学催化氧还原的比例, 提高热量产生少的电催化氧还原比例的方法加以解决.金属酞菁类化合物是一种电催化氧还原剂.添加酞菁的MH/Ni电池与对比电池进行容量衰减、内压、大电流放电等特性比较, 其性能均有显著提高.