咪唑类离子液体电化学窗口影响因素的研究进展

咪唑类离子液体具有较宽的、稳定的电化学窗口,引起科技工作者的研究兴趣。对咪唑类离子液体的电化学窗口进行了总结和分析。考察了咪唑类离子液体阴、阳离子结构和正离子还原极限与负离子氧化极限及电极材料分别对电化学窗口的影响,并从离子液体的结构-性质方面,分析了其相关基本规律。

离子液体电化学窗口的研究进展

综述了离子液体及其电化学窗口的应用现状,总结了大量国内外研究离子液体电化学窗口的数据,包括AlCl3类、咪唑类、季铵盐类等离子液体.电化学窗口的大小与离子液体的阴阳离子种类、工作电极和参比电极种类及离子液体中杂质有关.通过分析阴阳离子种类、工作电极、参比电极的影响,得出阴极极限电势大小顺序为季铵盐≈季鏻盐>吡咯烷>哌啶≈吗啉>六亚甲基亚胺盐≈咪唑>锍盐>吡啶,阳极极限电势的顺序为NTf2-≈RFBF3->BF4->TSAC->F(HF)2.3->CF3COO->HCOO-.不同工作电极下,离子液体的电化学窗口按W>GC>Pt≈Au顺序依次降低.在研究离子液体时,钨是最好的工作电极材料.以Li/Li+为参比电极测得的电势最正.

Cu^(2+)在醋酸盐离子液体中的电化学性能及电沉积

采用循环伏安法(CV)研究了二价铜离子在1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐[C_(4)C_(1)Im][OAc]离子液体中的氧化还原过程及电化学行为。实验结果表明:[C_(4)C_(1)Im][OAc]离子液体的电化学窗口为3.3 V;铜离子在[C_(4)C_(1)Im][OAc]中的氧化还原为非可逆过程,铜离子还原过程受扩散传质控制,由Cu^(2+)→Cu^(+)、Cu^(+)→Cu^(0)的扩散系数分别为0.0009394,0.001752 cm^(2)/s,SEM及XRD分析表明铜离子在醋酸盐离子液体中可以被沉积出来。

新型二元熔盐电解质LiTFSI/NaTf的热学和电化学性能

制备了由二(三氟甲基磺酰亚胺)锂(LiTFSI)和三氟甲基磺酸钠(NaTf)形成的二元低温熔盐电解质材料,采用差热分析、电化学阻抗和循环伏安法分别对熔盐电解质体系的热学性质、电导率和电化学窗口等进行了研究。测试结果表明,LiTFSI/NaTf熔盐体系的最低共熔温度为188℃,而且具有很高的热稳定性,在300℃以内没有明显热分解的迹象;LiTFSI/NaTf熔盐体系具有较好的电导率,电导率随着LiTFSI浓度的增加而减小;温度为230℃、摩尔配比为1∶3的LiTFSI/NaTf熔盐体系的电化学窗口为4.7 V,且随着温度的升高,电化学窗口减小幅度较小,表明该体系具有良好的电化学稳定性。

掺硼金刚石薄膜电极的制备及电化学特性

通过热丝化学气相沉积(HFCVD)技术,在钽衬底上制备了p型掺硼金刚石(BDD)薄膜电极。利用原子力显微镜(AFM)分析丙酮体积分数对BDD电极的表面形貌和成膜质量的影响,利用循环伏安法(CV)分析BDD电极在不同种类、不同浓度电解液中的电化学特性。结果表明,当丙酮体积分数为1.5%时,金刚石薄膜表现出优异的附着力,并且BDD电极具有稳定的电化学特性。采用制备的BDD电极,在不同浓度的KCl和KH2PO4电解液中使用,得出电势窗口均在3.4 V以上。

离子液体在多孔碳电极上的电化学性能

制备了数种离子液体及离子液体有机溶液电解质,用线性电位扫描法测试了它们的电化学窗口;并通过循环伏安、交流阻抗、电势阶跃等电化学方法,对它们在多孔碳电极中的电化学性能进行了研究.实验结果表明:溶剂对1-乙基-3-甲基咪唑类离子液体有机溶液电解质的电化学窗口有较大的影响.离子液体及离子液体有机溶液电解质在多孔碳电极上的电化学性能与其电导率密切相关,电导率越大,充电时间常数越小,比容量越大;但比容量降低的倍率远小于电导率降低的倍率.

勘误:二甲基亚砜中Er-Ni-Co合金膜的电化学制备

作者希望对2002 年发表的论文1 进行一下更正。原论文中的图1 和图2 使用有误,正确的图1 和图2 如下图所示。原论文中结果与讨论2.1 部分中的第一段修改如下:铂(Pt)电极在0.1 mol·L-1 LiClO4-DMSO 溶液中的循环伏安曲线如图1 (1)所示,该图显示其电化学窗口为4.77 V,阳极极限电势为1.37 V,阴极极限电势为?3.40 V。

无机惰性填料复合固态电解质的研究进展

介绍了复合固态电解质的组成,分析了复合固态电解质的离子传输机制,总结了非金属氧化物、金属氧化物、矿物质、非金属4种无机惰性填料对聚合物基电解质的离子电导率、循环稳定性、电化学窗口等性能的影响,最后对无机惰性复合固态电解质的发展趋势进行了展望。

二氰胺离子液体[Bpy][DCA]与PC二元体系的热力学及电化学性质研究

制备了一种新型的N-丁基吡啶二氰胺离子液体([Bpy][DCA])与有机溶剂碳酸丙烯酯(PC)混合形成的全浓度范围的二元体系.在298.15 K-328.15 K下,测定了二元体系的密度、电导率、粘度等热力学性质,通过经验方程对体系的超额摩尔体积(V^E)和粘度偏差(Δη)进行了估算,讨论了体系内部的相互作用,并用Redlich-Kister(R-K)多项式方程对其进行拟合.根据Vogel-Fulcher-Tamman(VFT)方程对电导率、粘度等性质进行了描述.将纯离子液体作为电解液与活性炭电极组装成扣式超级电容器,通过循环伏安法测试了其电化学窗口,可达到3.0 V,具有在超级电容器中应用的潜力.

浓度梯度PEO-LLZTO-LATP固态电解质的制备及性能研究

复合固态电解质因其兼具一定的柔性与机械强度,能够发挥无机固态电解质与有机固态电解质各自的优点使得整体性能得到提升,且可以通过调节各组分的比例使其具备不同的性能。然而,仅靠调节各组分的比例得到的浓度单一的复合固态电解质难以同时满足复合电解质对于负极|电解质与正极|电解质界面的不同需求。因此,为克服单一浓度复合固态电解质存在的局限性,本文通过简单的堆叠与热压工艺,合成得到了无机填料具有浓度梯度分布的PEO-LLZTO-LATP复合固态电解质(GCSE-20LLZTO-50-70LATP),使复合电解质两侧具备不同的电化学性能以分别满足与负极和正极的不同界面需求。梯度结构的设计使复合电解质实现了低无机填料含量的负极侧与Li金属良好的界面接触以及较高的离子电导率(1.01 × 10−4 S∙cm−1),LLZTO在负极侧的采用确保了与Li负极良好的化学相容性,同时高无机填料含量的正极侧提供了良好的枝晶抑制能力,采用电化学稳定性相对更高的LATP作为正极侧的无机填料进一步有效地提升了复合电解质的电化学窗口(5.0 V vs. Li/Li )。GCSE-20LLZTO-50-70LATP能够在0.1 mA·cm−2和50℃下稳定锂剥/镀循环超过1900 h。组装的Li|GCSE-20LLZTO-50-70LATP|LFP全电池在0.1 C电流密度下的放电比容量为157.3 mAh∙g−1,进行70次循环后容量保持率为90.1%。

新型成膜添加剂异氰酸酯的电化学行为

传统的碳酸酯类电解液体系存在着诸多问题：一方面,碳酸酯类有机物的闪点低（〈30℃）,易挥发,很容易导致电池的燃烧甚至爆炸;另一方面,碳酸酯类有机物的电化学窗口较窄（〈5 V）.

锂离子固体电解质研究中的电化学测试方法

锂离子固体电解质是发展高安全性固态锂电池的关键材料,其性能与全电池的性能表现密切相关。离子电导率、电子电导率、化学窗口和对锂界面稳定性是锂离子固体电解质的基础电化学性能。对这些基础性能的准确测试有助于分析锂离子固体电解质材料的特性与功能,指导固态电池的构建。本文详细介绍交流阻抗谱法测试锂离子固体电解质的离子电导率的原理,并结合实例分析了仪器设备、阻塞电极、电极引线和测试偏压对测量结果的影响。针对氧化物、硫化物和聚合物三类锂离子固体电解质体系,本文介绍对称电池的制作方法并结合实测得到的典型阻抗谱曲线分析不同种类电解质材料的差异。此外,本文详细阐述了基于离子阻塞电极的直流极化方法测量电解质的电子电导率、基于改进的Hebb-Wagner电池构型的循环伏安法测量电解质的电化学窗口和基于金属锂对称电池的电化学循环方法测量电解质与锂的界面稳定性,并结合具体案例阐述数据的分析。

PEO基纳米复合聚合物电解质电化学性质的研究

以PEO8 LiClO4作母体,纳米SiO2为填料,制成PEO8 LiClO4 SiO2(x%)系列复合聚合物电解质,测定这该电解质的电导率、锂离子迁移数和电化学稳定窗口,并对其晶态结构作差热分析表征.结果表明,纳米SiO2的引入,显著提高了电解质的电导率,在22℃时达到4.3×10-5S·cm-1.此外,还探讨了填料对复合聚合物电解质电导率提高的影响机理.

含稀散金属铟的室温离子液体氯化正丁基吡啶的电化学分析

合成了含稀散金属铟的氯化正丁基吡啶体系,用电化学工作站进行循环伏安实验,对室温离子液体的碱性、中性、酸性体系分别进行分析。实验中的工作电极分别为玻碳电极和铂电极,参比电极分别为铟电极和铝电极,辅助电极分别为玻碳电极和铂电极。实验结果表明:在其他条件不变的情况下,工作电极为玻碳电极的效果较好;铟参比电极和铝电极对实验结果的影响不大;铟电极和铂电极作为辅助电极,对实验结果基本上没有影响。改变温度及扫描速率,比较不同的条件对实验结果的影响。实验结果表明,在温度为50~60℃范围内实验效果较好。将峰电流对扫描速率的平方根作图,对电极反应的可逆性进行了研究,在中性条件下得到了室温离子液体的电化学窗口。

MLPB-PEG_(400)/LiClO_4固体聚合物电解质的电化学性能研究

采用溶液浇铸法,以聚乙二醇400(PEG400)接枝马来酸酐聚丁二烯(MLPB)为基体,高氯酸锂(LiClO4)为碱金属盐,制备了MLPB-PEG400/LiClO4固体聚合物电解质。研究了MLPB-PEG400/LiClO4电解质的电化学性能。结果表明,所制氧锂摩尔比为8的MLPB-PEG400/LiClO4固体聚合物电解质综合性能较好,其电导率变化在温度为25～90℃时符合Arrhenius方程,在温度大于100℃时趋于稳定,电化学稳定窗口达到4.5 V。

炭基非对称型超级电容器的研究进展

基于碳材料的超级电容器因其高功率密度、快速充放电能力而在电化学储能技术领域发挥着重要的作用,但是较低的能量密度严重限制其发展应用。相较于常规对称型超级电容器,非对称型超级电容器可以充分利用理论工作电压窗口,大幅拓宽工作电压进而提升整体能量密度。本文简单介绍了非对称型超级电容器的优势与分类,以及在电极电位拓宽策略方面的最新研究进展,为未来开发新型超级电容器提供参考方向。

离子液体及其在分离分析中的应用进展

室温离子液体是一类熔点在室温附近的熔融盐,以其熔点低、蒸汽压小、电化学窗口宽、酸性可调节以及良好的溶解性等特点在电化学、有机合成、催化、分离等领域应用广泛。综述了离子液体在分离分析上的应用进展。参考文献48篇。

温度对氯化胆碱/多元醇型低共熔溶剂物性的影响

合成了4种氯化胆碱多元醇型低共熔溶剂,并在303~343 K时分别测定了4种低共熔溶剂的密度、黏度、电导率等物性随温度变化的规律.结果表明：4种低共熔溶剂的密度随温度的变化均符合简单的线性关系,黏度随温度的升高而下降,电导率随温度的升高而快速增加;无论是黏度还是电导率,它们与温度的关系均较好地符合阿伦尼乌斯指数关系.另外,根据阿伦尼乌斯公式计算了4种低共熔溶剂的黏度活化能和电导率活化能,并采用循环伏安法测定了333 K时4种低共熔溶剂的电化学窗口.

介孔材料SBA-15改性的复合凝胶聚合物电解质的制备及性能

以聚(甲基丙烯酸甲酯-聚乙二醇二甲基丙烯酸酯)(P(MMA-PEGDMA))共聚物为基体,介孔硅分子筛SBA-15为无机填料制备了复合凝胶聚合物电解质。采用原子力显微镜(AFM)、热重分析(TG)和交流阻抗(AC)等技术对其形貌、热稳定性及电化学性能进行了研究。结果表明:无机填料SBA-15与聚合物基体有较好的相容性;SBA-15的加入改善了聚合物电解质的热稳定性,提高了离子电导率,当w(SBA-15)=0.03时,离子电导率达最大值3.68×10-3S/cm;并且掺杂SBA-15后,聚合物电解质的电化学稳定性得到了提高,其电化学稳定窗口为4.9V(vsLi+/Li),可满足高性能锂离子电池的要求。

一种新型聚合物电解质的研制

合成了聚 (甲基丙烯酸甲酯 丙烯腈 甲基丙烯酸锂 ) (简记为PMAML)新型聚合物电解质基质材料 ,把它与聚偏氟乙烯 (PVDF)共混制备了凝胶化的聚合物电解质 .通过核磁共振波谱确定了PMAML的组份含量 ,并用扫描电镜观察了该聚合物基质膜的表面形貌 .利用交流阻抗技术测试了其电导率 ,室温下电导率可达2 5× 10 - 3S·cm- 1 .采用线性伏安扫描方法研究了该聚合物电解质的电化学稳定性 ,其电化学稳定窗口为4 5V .通过受限扩散实验测得电解质中离子的扩散系数为 8 12× 10 - 7cm2 ·s- 1 .组装的聚合物电解质锂离子电池首次充放电效率为 89% ,前 5次循环容量基本稳定 .