塑料化薄膜锂离子电池的制造技术

通过比较不同聚合物骨架材料与增塑剂所制备的聚合物膜的性能 ,优选出合适的基质骨架材料和增塑剂 .在此基础上 ,探索了塑料化聚合物薄膜电极的工业化制造方法 ,优化了聚合物电解质隔膜与正负极极片的配比 ,探讨塑料化薄膜电极的复合方式 ,并对所制备的塑料化薄膜锂离子电池电性能进行了考察 ,结果表明 :薄膜塑料锂离子电池具备与液态锂离子电池相近的电化学性能 .

复合型聚合物电解质膜的研究

报导了一种复合聚合物电解质膜的制备方法,并对其结构和电化学性能进行了研究。与普通塑料化聚合物电解质膜相比,复合电解质膜具有机械强度高、变形性小、电导率高等特点,能满足聚合物锂离子电池的规模化生产。

高比能电池新材料与安全性新技术的研究进展 Ⅰ.锂离子电池自激发安全保护机制

安全性问题是阻碍大容量和高功率锂离子动力电池应用的关键.本文以作者课题组近期研究工作为主,简要介绍了几种旨在提高锂离子电池安全性的自激发安全保护机制,包括氧化还原穿梭剂、电压敏感隔膜、温度敏感电极、阻燃性电解液,并分析了这些方法的应用特点.

电动汽车与动力电池

回顾电动汽车一百多年的发展历史,讨论了化学电源技术对电动汽车发展的影响.在简要介绍电动汽车种类和电动汽车对动力电池的技术要求之后,集中讨论了动力锂离子电池应用的主要问题,包括电池安全性、环境适应性和成本.最后,简单分析了未来动力电池技术的发展之路.

锂-硫二次电池界面反应的特殊性与对策分析

锂-硫电池是在现有锂离子电池基础上最可能实现储能密度大幅提升的实用二次电池体系.然而,这一电池体系的电化学利用率与循环稳定性仍然难以满足应用要求.造成锂-硫电池性能不稳定的原因在于硫正极和锂负极的材料结构和反应环境始终处于变化之中,如在充放电过程中,硫/碳反应界面的电化学阻塞、中间产物的溶解流失、正负极之间的物质穿梭效应等副反应导致正极与负极均难以形成稳定的电化学反应界面.针对这些特殊问题,本文简要分析了影响能量利用率和循环稳定性的化学与电化学机制,并提出了构建稳定锂负极与高效硫正极的若干可行性技术.

电压敏感性隔膜用于锂离子电池可逆过充保护

研制了一种具有电压敏感功能并可为4.20 V级锂电池和锂离子电池提供可逆过充保护的新型复合聚合物膜.这种膜由聚对苯(PPP)和聚苯胺(PAn)膜复合而成,在无掺杂的本征状态下为电子绝缘体;在高的氧化电势下因发生p-掺杂而变成电子导体;在正常工作电压下又因脱杂而恢复成电子绝缘体.因而,它可以作为一种电压敏感性隔膜用于防止电池过充.在Li/LiMn2O4模拟电池中的应用研究结果证实,在长时间的过充条件下,这种复合隔膜仍能够有效地钳制电池的充电电压,从而为电池提供可逆的过充保护.在正常充放电条件下,复合隔膜对电池性能没有产生负面影响.

可充金属锂负极,路在何方?

随着新能源汽车和储能的发展,业界屢屡出现诸如“石墨烯电池”、“充电8分钟续航1000公里”等概念不明、误导大众、混淆视听的言论,为了以科学的精神传播学术和技术研究,在第二届编委会的建议下,《储能科学与技术》于2018年第1期开始设立“学术争鸣”栏目,旨在活跃学术气氛,开展学术讨论,促进学科的深入研究,栏目主编为武汉大学艾新平教授.本栏目欢迎对已发表的学术论文观点进行质疑,也欢迎广大作者对各个领域的科技问题进行开创性的学术探索,文章以笔名或实名发表均可,期待您的参与!

高比能电池新材料与安全性新技术研究进展 Ⅱ.基于多电子反应的高能量密度电极材料

正在崛起的新能源技术为化学电源的发展提供了巨大机遇,同时也提出了巨大的技术挑战:即在现有基础上大幅度提升能量和功率密度,以满足各个层次高效储电的要求.利用多电子反应电池体系是成倍提高化学电源能量密度的有效途径.本文以作者所在课题组的研究工作为主,简要介绍了几类典型的多电子电极反应,包括金属硼化物多电子氧化反应、合金储锂反应、高价金属化合物结构转化反应等,以及这些反应体系用于构建高能量密度电池的关键问题,并试图分析解决这些问题的可能技术途径.

序言——写在查全性院士纪念专辑出版之际

时间可以冲淡悲伤,但却无法减缓我们对先生的怀念.有感于此,《电化学》期刊出版了这本专辑,以纪念查先生对我国电化学领域和高等教育事业做出的巨大贡献.查先生是著名的电化学家、教育家、我国现代电化学重要奠基人之一.他1925年出生于江苏南京,1950年在武汉大学化学系毕业后留校任教;1957年至1959年赴苏联莫斯科大学进修,师从国际著名电化学家弗鲁姆金教授;1980年当选中国科学院院士.

锂离子电池的过充安全保护技术研究

锂离子电池由于兼具高比能量和高比功率的显著优势，被认为是最具发展潜力的动力电池体系。目前制约大容量锂离子动力电池应用的最主要障碍是电池的安全性，即电池在过充、短路、冲压、穿刺、振动、高温热冲击等滥用条件下，极易发生爆炸或燃烧等不安全行为。其中，过充电是引发锂离子电池不安全行为的最危险因素之一。

下一代动力电池及材料发展趋势探讨

由于化石资源的匮乏和空气污染的日益加重，汽车动力的电气化已成为未来汽车工业发展的主攻方向。鉴于电动汽车在保障国家未来能源安全和发展低碳经济方面的重要作用，先进发达国家近年来纷纷出台了旨在推动电动汽车发展的国家规划。如，美国提出了到2015年普及100万辆插电式电动汽车的目标，并国拨24亿美元用于支持电池与电动车研发与产业化；日本计划到2020年，

塑料化聚合物电解质的导电性质

采用直流和交流阻抗法测量了塑料化聚合物电解质的电导率,得到了电导率随温度的变化关系。通过红外、拉曼光谱方法,研究了膜中锂离子与聚合物骨架的相互作用。结果表明,在常温下,塑料化聚合物电解质的离子电导主要表现为液相离子的扩散迁移。在较高的温度下,离子的传导机理为离子的迁移和聚合物链段蠕动的协同作用。

LiMn_2O_4正极在高温下性能衰退现象的研究

采用恒流充放电方法测量了温度升高导致ＬｉＭｎ２Ｏ４正极容量衰减的情况．发现当环境温度上升到５０℃时，ＬｉＭｎ２Ｏ４电极出现严重的容量损失和性能衰退，充电态的电极受影响的程度最为严重．对电解液的原子发射和红外光谱分析，电极晶相结构Ｘ＿射线衍射及循环伏安实验研究表明：随着温度升高，ＬｉＭｎ２Ｏ４中阳离子混乱度增大形成无序尖晶石结构，锰离子的溶解度迅速增加，电解液出现催化氧化是导致容量不可逆衰减的原因．

锂离子电池用低温电解质溶液研究

电解液的溶剂组成是影响锂离子电池低温电性能的关键因素。为发展高电导率的低温电解液,研究了由环状的乙烯碳酸酯EC和几种脂肪烷基碳酸酯混合组成的二元及多元溶剂电解液体系的低温导电行为。结果显示:由乙烯碳酸酯、二甲基碳酸酯、二乙基碳酸酯和甲基乙基碳酸酯四元溶剂组成的电解质溶液在低于-30℃的低温下的离子电导率最高。组装成的锂离子电池在-40℃下,以0 1C率放电仍能放出常温容量的59%以上。

锂离子蓄电池正极材料的快速评价

采用粉末微电极循环伏安法对自制的锂离子蓄电池正极材料LiNiO2和LiCoO2进行了快速研究。结果表明,粉末微电极循环伏安法不仅可以快速研究嵌脱反应机理和可逆性能,而且可以通过改变扫描速度来评价材料快速充放电能力,通过不同电位区间的循环伏安扫描来评价其抗过充过放能力。粉末微电极循环伏安法是快速评价锂离子蓄电池正极材料的有效手段。

联苯用作锂离子电池过充安全保护剂的研究

以联苯在高电压下的电聚合反应用于锂离子电池过充保护.实验表明,于电解液中加入的联苯可在4.5～4.75V(相对于Li/Li+)下发生氧化电聚合反应,生成的导电聚合物可使过充的电池自动放电至更安全的充电状态.同时,电聚合产物使电池内阻升高、内压增大,从而提高了与其联用的保护装置的灵敏度.在正常充放电状态下,联苯的加入基本不影响电池的综合电性能.

锂离子电池多元电解质溶液的电导行为研究

测量了二甲基碳酸酯(DMC)、乙基甲基碳酸酯(EMC)、二乙基碳酸酯(DEC)与碳酸乙烯酯(EC)组成的多元电解液体系的离子电导率,分析了在较宽温度范围(+40～-40℃)组成与电导的变化关系,讨论了混合溶剂中影响电导性质的主要物化参数。结果表明:具有高介电常数和低粘度的溶剂组分仅能有效改善室温电导,而电解液低温电导主要由混合溶液的低共熔点决定。采用电导率等高线图分析方法表明,优化的EC+DMC+EMC三元电解液体系在-40℃下仍具有较高的离子电导率,能有效改善锂离子电池的低温性能。

尖晶石型ZnMn_2O_4的合成及其电化学行为

主要报道尖晶石型ZnMn2 O4的合成及其在非水介质中的电化学行为。实验表明 ,以醋酸锰、醋酸锌、碳酸锰和碳酸锌为原料 ,在 90 0℃左右合成的ZnMn2 O4具有尖晶石结构 ,初始容量达到 14 0mAh/ g ,且具有良好的可逆性 ,在Zn| 1mol/LZn(ClO4) 2 +PC|ZnMn2 O4模拟电池体系中 ,循环 2 0 0多次后容量衰减到 12 5mAh/ g。

AgNi合金作为直接硼氢化物燃料电池的阳极催化剂

采用机械球磨法制备银镍合金,并将其用作直接硼氢化物燃料电池(DBFC)的阳极催化剂.XRD和SEM实验表明,这种催化剂为纳米粒子集聚的微米颗粒,具有二元合金的典型结构特征.电化学实验表明,AgNi合金不仅能够催化硼氢化物的直接电化学氧化,而且可以抑制硼氢化物的化学水解.当采用AgNi/C作为DBFC电池的阳极催化剂时,硼氢化钾的放电容量在3500mAh·g-1以上,对硼氢化物燃料的利用率可达90%以上.

超细非晶态Fe-B和Co-B合金粒子的电化学行为

应用溶液还原法合成超细非晶态合金Fe B和Co B粒子,并研究这类材料的电化学行为.结果表明,尽管碱性溶液中单质硼和钴表现为电化学惰性,而单质铁的电化学活性很低,但Fe B和Co B却表现出特殊的电化学活性和放电容量.在100mA/g的恒流放电条件下,Co B和Fe B的比容量分别为1100mAh/g和1200mAh/g,远高于单质金属或硼元素预期的放电容量.这种超细非晶态合金(UAAP)电极的电化学活性可能来自于金属硼化物的电子性质,非晶态特征与纳米尺度的协同效应,前两因素使硼元素的活化和电子导电性得到改善,后者则增强了材料的反应活性和电化学利用率.