3D打印超拉伸凝胶电解质的制备及在柔性铝空气电池中的应用

以细菌纤维素(BC)、聚乙烯醇(PVA)为原料,通过3D打印与冻融循环法制备了超拉伸凝胶电解质。采用SEM、接触角测量仪、XRD、电化学工作站和微机控制电子万能试验机对凝胶电解质物理性能、电化学性能及拉伸性能进行了表征,对其孔隙率和吸液率进行了测试。结果表明,当m(BC)∶m(PVA)=0.0048∶1时,基于3D打印制备的凝胶电解质具有稳定的三维网络结构、优异的拉伸性能和电化学性能,拉伸强度可达0.90 MPa、断裂伸长率可达961%、离子电导率为11.00×10^(-2) S/cm。将该凝胶电解质应用于柔性铝空气电池,功率密度可达21.0 mW/cm^(2),电流密度为20 mA/cm^(2)时,铝阳极比容量为1124 mA·h/g,电池可稳定放电90 min。

SnO_(2)/聚乙烯吡咯烷酮防腐薄膜的制备及其在柔性铝-空气电池中的应用

为减缓柔性铝-空气电池阳极析氢腐蚀,将纳米二氧化锡(SnO_(2))和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)均匀分散在无水乙醇中作为前驱体溶液,通过静电纺丝技术制备成SnO_(2)/PVP薄膜,将附着薄膜的铝箔处理后用作柔性铝-空气电池的阳极。对SnO_(2)/PVP薄膜进行表征和测试,并探究SnO_(2)在薄膜中的含量变化对腐蚀抑制率和电池性能的影响。结果表明:SnO_(2)/PVP薄膜能有效抑制铝-空气电池阳极析氢腐蚀,腐蚀抑制率随SnO_(2)含量的增加而提高;相比于不添加防腐蚀薄膜的电池,SnO_(2)质量分数为50%时电池腐蚀抑制率可达62.1%,放电时间延长2.4倍左右,阳极比容量可提高1.5倍以上。

多孔钙钛矿型氧还原催化剂在柔性铝空气电池中的应用研究

钙钛矿型催化材料作为贵金属的低成本替代物受到广泛关注,其用作氧还原反应催化剂具有非常可观活性和稳定性.目前相关工作主要集中在使用钙钛矿制备技术影响元素组成、形态、表面积和结构控制等方面.对于普遍存在的钙钛矿(ABO3)材料而言,制备过程煅烧温度较高导致合成材料比表面积通常较小,限制了其在非均相催化反应中活性的提升.本文借助无机模板SiO2制备具有高活性的大比表面的钙钛矿型催化材料La0.7Sr0.3MnO3(LSMO).测试结果表明,模板法LSMO具有非常可观的比表面积(31.1825 m^2·g^-1),用在柔性铝空气电池中放电电压相比于无模板法和溶胶凝胶法可分别提高8.2%和24.5%,且在大电流放电下性能衰退明显减缓.在电池变形状态下,输出电压可稳定在1.38 V以上.不仅为燃料电池商业化提供了解决方案,同时为未来可变性电源发展提供了新方向.