C/Sn复合薄膜的磁控溅射制备及其作为锂离子电池负极材料的电化学性能

采用磁控溅射的方法在铜箔上制备了C/Sn复合薄膜并将其作为锂离子电池负极材料,研究了C/Sn复合薄膜中Sn质量分数对其电化学性能的影响。研究发现,随着复合薄膜中Sn质量分数的增加,其首圈放电比容量增加,在一定范围内增加Sn质量分数,首圈库仑效率增加,但当Sn质量分数过多时其库仑效率降低。Sn质量分数分别为89.20%、91.61%、93.85%、95.81%的四种复合薄膜,在电流密度为500 mA/g时的首圈放电比容量分别为1195.4、1372.97、1574.86、1642.30 mA·h/g,首圈库仑效率分别为86.84%、87.88%、94.06%、80.66%。循环200圈后,四种复合薄膜的比容量衰减率分别为0.70%、6.13%、11.32%、18.88%。研究结果表明,当复合薄膜中Sn质量分数为89.20%时,其具有最优的倍率性能和循环稳定性能,随着复合薄膜中Sn质量分数的增加,其倍率性能及循环稳定性变差。

电化学浸渍法制备空间氢镍电池用镍电极的循环寿命研究

以空间储能电源4.5'镍极板为对象,研究了过充电、高倍率及极板孔径对电化学浸渍电极循环寿命的影响.结果表明,5C过充电70%,电极初始容量为2.7 Ah,150次循环后容量逐渐下降,300次循环,放电容量约为1.7 Ah(保持率约63%).5C无过充电,300次循环其容量保持率约100%,1000次循环,容量保持率仍可达76%.无过充电,极板孔径及小电流活化均可改善电极循环性能.

焦炭与不锈钢耦合阴极的电化学水软化性能研究

以304不锈钢网作为外层支撑床,锯齿不锈钢网作为内部支撑结构,在复合锯齿网的锯齿空隙中填充焦炭,制备了一种由焦炭与不锈钢两种材料耦合的填充床电极,用于解决电化学水软化阴极无法长期高效运行的问题。探究了最优的电极结构参数,结果表明,在阴阳极间距、外层平网孔径和表观电流密度分别为1.5 cm、20目、80 A/m^(2)时,电极对总硬度为700 mg/L的模拟循环冷却水的软化速率达到最佳,为46.873 g(/m^(2)·h)。当电极表面被垢层覆盖导致软化速率大幅下降时,通过振动方式对电极进行再生,研究了电极的使用寿命,结果表明,维持电极连续工作37 d,电极对循环冷却水仍保持较高的软化速率,可维持电化学水软化系统的长期高效运行。本研究可为解决电化学水软化阴极因无法有效再生导致的电化学水软化系统性能下降问题提供参考。

MoS2/Ti3C2Tx异质复合材料的制备及电化学性能研究

利用水热法合成了MoS2/Ti3C2Tx异质复合材料,采用SEM、XRD、XPS和电化学工作站对所制样品的形貌、结构、成分和电化学性能进行了表征。结果表明,当Ti3C2Tx引入量为30 mg时,所制MoS2/Ti3C2Tx异质复合电极具有最优的电化学性能和较好的循环稳定性,在1 A/g电流密度下的比电容达到262.54 F/g,且经10 000次循环后仍保持82.1%的初始比电容。

使用工况对锂离子电池电化学性能的影响

[目的]锂离子电池储能技术在近年来得到快速发展和广泛应用,但在实际应用中发现具体使用工况对锂离子电池储能的实际使用寿命和盈利能力有着巨大影响,文章旨在研究使用工况对于锂离子电池电化学性能的影响,为今后的锂离子电池储能项目建设提供参考。[方法]测试并分析工作荷电区间、放电倍率、工作温度对锂离子电池实际工作性能的影响。[结果]充放电荷电区间、使用倍率、工作温度都会对锂离子电池的实际工作性能产生巨大影响。一方面,适当调节充放电荷电区间会明显提高电池的使用寿命;另一方面,目前调频储能项目常用的2 C配置方式会明显降低锂离子电池的使用寿命,而将倍率降低至1 C配置虽然会增加初始投资,但有望获得更低的周期度电成本。此外,温度控制对锂离子电池的使用寿命也极为重要,即使是个位数的温度差异也有可能造成长期使用后显著的电池不一致性。[结论]锂离子电池储能具有响应速度快、调节精度高、配置灵活等优点,随着“碳达峰、碳中和”工作的深入和电力市场的逐步建设,锂离子电池储能将会在提高电能质量方面发挥重要作用。注重使用工况对于锂离子电池性能的影响将会进一步提高锂离子电池储能的使用效能。要根据实际应用需求实际设计电池的使用工况,并以此为依据配置锂离子电池储能各项参数指标,从而赋予锂离子电池储能更加优异的性能,助力我国“双碳”目标的实现。

硼对稀土系AB_5型贮氢合金电化学容量及循环寿命的影响

为了提高低钴AB5型贮氢合金的电化学循环稳定性,在MmNi3.8Co0.4Mn0.6Al0.2贮氢合金中加微量的硼.用真空快淬工艺制备了稀土系低钴AB5型MmNi3 .8Co0 .4Mn0 .6Al0 .2 Bx(x =0 ,0 .1,0 .2 ,0 .3,0 .4 )贮氢合金 ,分析测试了铸态及快淬态合金的电化学性能及微观结构 ,研究了硼对铸态及快淬态合金电化学容量及循环寿命的影响 .结果表明 ,硼使铸态及快淬态MmNi3 .8Co0 .4Mn0 .6Al0 .2 贮氢合金的电化学容量不同程度地降低 ,但使电化学循环稳定性大幅度提高 .

电化学浸渍法制备空间镉镍电池循环寿命研究

镍电极的填充方式主要有化学浸渍、电化学浸渍两种,采用电化学浸渍工艺制成的镍电极具有活性物质利用率高、电极能量保持能力强、电极使用寿命长等优点,而长寿命是航天器用储能电源最重要的一个指标。国内对于电化学浸渍法的研究取得了较大进步,但还鲜有在轨运行的相关报道。对采用电化学浸渍法制备的空间镉镍电池,模拟空间在轨运行的充放电制度,对电池进行长期的循环寿命测试,为电化学浸渍法在空间型号上的应用提供数据支撑。

稀土镁镍合金的电极循环性能与电化学腐蚀行为研究

制备了铸态及热处理La0.80Mg0.20(Ni0.94Co0.06)3.7合金,研究了热处理工艺对合金电极的循环性能、相成分和电化学腐蚀行为的影响。SEM和EDS分析表明,热处理后合金中各相间Mg和Ni元素的浓度差降低。与铸态合金相比,热处理合金中相邻相间的腐蚀混合电位较正,二者相邻相间的最大腐蚀电流密度分别为106.1mA/g和82.4mA/g。热处理后合金相间的电化学腐蚀得到改善,故其循环性能提高。

纤维状聚苯胺/不锈钢复合电极的制备及其电化学性能研究

聚苯胺具有低廉的价格、简单的制备方法、良好的环境稳定性、特殊的掺杂/去掺杂特性和良好的化学稳定性等特点,是一种良好的电化学传感材料。采用循环伏安法在含苯胺的硫酸电解液中合成了不同段数的纤维状聚苯胺(PANI)/不锈钢复合电极,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪对材料的形貌和结构进行表征,探讨了合成条件对材料形貌和结构的影响;通过循环伏安法、恒电流充放电和差分脉冲伏安法对制备的复合电极的电化学性能和传感性能进行测试。结果表明:50段合成的PANI/不锈钢复合电极与60段合成的复合电极比电容相差不大;合成段数为50段和60段的PANI/不锈钢复合电极所构建的无酶传感器检测葡萄糖的线性范围分别为0.5~3.3mmol/L和3.9~10.5mmol/L,线性相关系数R 2分别为0.99287和0.99203,灵敏度分别为590.3μA/[(mmol·L^(-1))·cm^(2)]和157.6μA/[(mmol·L^(-1))·cm^(2)]。

SiO_x/C复合材料的制备及电化学循环性能

采用酸碱溶胶凝胶法、高温热解法以及高能球磨法,制备了SiOx/C复合材料,并探索了其最优化的制备条件.结果表明,在一定的盐酸与氨水浓度下,分别以摩尔比为4/1、4/1、30/1的水/正硅酸乙酯、葡萄糖/正硅酸乙酯、乙醇/正硅酸乙酯为原料,在氩气中850℃下焙烧30min后再球磨5h即可制备得到电化学循环性能良好的SiOx/C复合材料.XRD结果表明,该复合材料主要组成为低结晶度的SiO2和C.所制备的复合材料首周充、放电容量分别为653.5mAh/g和972.7mAh/g,循环20周后仍保持在671.4mAh/g,具有良好的循环稳定性.

炭气凝胶的微观结构调控及其电化学性能

采用CO_(2)活化工艺对炭气凝胶(Carbon Aerogel,CA)的微观结构进行调控,研究了CA的比表面积对其电化学性能的影响。结果表明,通过控制CO_(2)的活化温度或时间,CA的比表面积在571~1866m^(2)/g范围内可调,但在活化过程中需要选择适当的活化条件,使CA比表面积增加的同时仍能保持孔结构的稳定性。CA的比表面积越大,比电容越大;比表面积为1866 m^(2)/g、电流密度为0.5 A/g的CA比电容达162.4 F/g。此外,电流密度为1 A/g的CA经1000次充放电循环后,电容保持率仍高于96.2%,具有较高的循环稳定性。

电化学机械加工对汽车齿轮使用性能和寿命的影响

本文分析了齿轮生产现状和存在的主要问题,提出了采用电化学机械加工提高汽车齿轮表面质量的新思路.该项目检测并分析了电化学机械加工后汽车齿轮的表面特性,研究了电化学机械加工对汽车齿轮使用性能和寿命的影响.

烧结时间对IrO_(2)-Ta_(2)O_(5)/Ti电极寿命及电化学性能的影响

将氯铱酸和五氯化钽正丁醇溶液按Ir与Ta的物质的量比7∶3混合,采用热分解法在不同烧结时间下制备了IrO_(2)-Ta_(2)O_(5)/Ti阳极。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别分析了电极表面涂层的形貌及物相组成,通过循环伏安曲线(CV)、线性扫描伏安曲线(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)、标准强化寿命试验(SALT)等方法考察了电极的电化学性能和稳定性。结果表明:随着烧结时间的延长,阳极的电催化活性表面积总体呈减小的趋势,阳极涂层的物相组成及析氧电位未发生明显变化。单层烧结5 min所制备的阳极具有最高的电催化活性,但电解寿命最短;烧结15 min的阳极具有最长的电解寿命,电化学综合性能最佳。

Cu对MI(NiAlMnCoCu)_(5.1)贮氢合金电化学性能的影响

研究了Cu含量对MINi3.9-xCo0.4Al0.2Mn0.6Cux贮氢合金的电化学性能的影响。实验发现:随着Cu含量x从0增加至0.3,合金的活化性能仍保持在2～3次;但合金的最大放电容量从344mAh/g下降到310mAh/g;高倍率放电性能均在81%以上;合金的循环寿命随着Cu含量的增加而有所提高的。实验表明,合金中加入适量的Cu,可有效的改善合金的循环寿命。

La_(0.7)Mg_(0.3)(Ni_(1-x)Co_x)_(3.5)(0≤x≤0.5)储氢合金电化学性能

The effects of Ni/Co ratios on A2B7-type La0.7Mg0.3 (Ni1-xCox)3.5 （0≤x≤0.5） alloys were investigated. The results showed that the discharge capacity of the alloys first increased from 245 to 392 mAh·g-1, then decreased to 316 mAh·g-1, corresponding to x=0, 0.2 and 0.5, respectively. While the electrochemical impedance spectra indicated that the reaction resistance had the opposite tendency. When x is equal to 0.2, the reaction resistance has the lowest value. The electrochemical P-C-T results are consistent with the discharge ones of the alloys. When x is equal to 0.2, the dehydriding capacity is 1.34wt.%.

La0.55Pr0.05NdxMg0.4-xNi3.3Al0.1(x=0.10～0.20)储氢合金的研究Ⅱ：电化学性能

研究了La0.55Pr0.05NdxMg0.4-xNi3.3Al0.1(x=0.10,0.15,0.20)储氢合金的电化学性能。随着合金中Nd/Mg比的增加,合金电极的放电平台逐渐降低,电极极化减小。x=0.15的合金具有较高的电化学容量(372mAh.g-1),而x=0.10的合金具有较好的倍率放电能力(HRD1800=73.1%)。合金电极的循环寿命随着Nd含量的增加而逐渐改善。合金电极的电化学阻抗谱(EIS)表明,随Nd含量减小,合金电极的电荷迁移电阻逐渐减小,动力学性能增强。线性极化测试表明,随着Nd/Mg比的减小,合金电极表面的电化学反应速率增加。通过合金电极阳极电流对时间响应的半对数曲线计算的氢扩散系数随着Nd/Mg比降低而增加,说明合金内部的氢扩散能力也提高。

盐酸掺杂态聚苯胺的合成、表征及电化学性能研究

讨论了化学氧化聚合法合成聚苯胺的条件,研究介质酸的种类与浓度、氧化剂的种类与用量等因素对聚苯胺产率和导电率的影响,用红外光谱、扫描电镜及元素分析等方法对聚苯胺进行了表征,并通过循环伏安、交流阻抗和电池的充放电实验研究聚苯胺的电化学性能。

MH-Ni电池循环衰退的电化学阻抗谱分析

采用电化学阻抗谱技术研究了ＭＨ－Ｎｉ电池早期循环衰退的主要原因。研究表明：ＭＨ－Ｎｉ电池早期循环衰退首先表现为电池的电压性能的降低，而后才是电池的电压性能和放电容量的迅速降低。电压性能的降低主要是由于隔膜逐渐变干造成电池溶液电阻Ｒｓ增加。

球磨表面包覆对镁基贮氢合金电化学性能的影响

表面包覆是一种表面改性方法 ,对于提高贮氢合金表面活性 ,防止氧化和抑制容量衰退都有较积极的作用。探索了以球磨方法对二元非晶合金Mg5 0Ni5 0和三元非晶合金Mg( 5 0 -x)TixNi5 0 (x =5 ,10 ,15 )进行表面包覆的工艺及其对合金电极充放电循环稳定性的影响。结果表明 :Y ,Al,Ni等包覆元素皆可在一定程度上延缓非晶合金Mg5 0Ni5 0较快的循环容量衰退 ,而且Ni对Mg( 5 0 -x)TixNi5 0 (x =5 ,10 ,15 )

化学氧化法合成聚吡咯工艺条件优化及电化学性能

采用化学氧化法合成粉末状导电高分子材料聚吡咯(PPy),研究氧化剂浓度、氧化剂种类、反应温度及反应时间对PPy电导率的影响,通过正交设计思路,优化合成工艺条件,并研究其电化学活性.结果表明,合成导电高分子材料PPy的影响因素顺序依次为:氧化剂种类、反应温度、氧化剂用量、反应时间;PPy的最佳合成条件为:以FeC l3为氧化剂,PPy与FeC l3用量摩尔比为1∶1,在0℃冰水浴条件下反应6 h;聚吡咯的电导率随氧化剂用量的增加呈现先增大后减小的趋势,合成聚吡咯的氧化剂为FeC l3时电导率较高,随着反应时间的增加,聚吡咯的电导率有显著地增加,在低温下有利于提高聚吡咯的电导率;循环伏安表明,PPy具有良好的电化学活性.