基于锌负极的混合水溶液电池的构建及电化学性能研究

向电解液中加入明胶、硫脲和硼酸,采用电解的方法制备了锌箔。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对商业锌箔和自制锌箔进行了结构和形貌表征,研究了2种锌箔在1 mol/L ZnSO_4和2 mol/L Li_2SO_4混合电解液中的耐腐蚀性能,考察了2种锌箔在混合水溶液电池中的循环性能及浮充性能。结果表明,自制锌箔表面平整光滑,其腐蚀电流为79.926μA,电池循环100次后,容量保持率高达86.1%,且高温浮充24 h,浮充电流密度仅为3.99 mA/g,自制锌箔耐腐蚀性能良好。

中性水溶液高容量TiB_2负极的电氧化反应

本文报道了TiB2作为阳极材料在中性水溶液中的电化学行为.结果表明TiB2在KF水溶液中释放出超高电化学容量:在电流密度为50 mA/g时,容量可以达到1300 mAh/g,超过目前报道的所有金属电极的容量.在放电过程中,二硼化钛中的硼发生电化学氧化反应生成硼氟酸根,而其中的钛则形成金属单质.因此二硼化钛可以作为一种阳极材料构建高比容量中性化学电源体系.

水溶液锂离子电池负极材料LiV_3O_8研究进展

介绍了Li1+xV3O8的结构和作为水溶液锂离子电池负极材料时的充放电机理;对近年来Li1+xV3O8材料作为水溶液锂离子电池负极材料的性能进行了评述。探讨了该材料在水溶液中电化学性能不稳定的原因,并指出其未来的发展方向。

pH对水溶液锂离子电池负极材料LiV_3O_8性能的影响

采用柠檬酸溶胶-凝胶法合成了层状锂离子嵌入化合物LiV3O8,用XRD、SEM对其晶体结构和表面形貌进行表征,用循环伏安法对其嵌锂性能和扩散系数进行测定,用恒电流充放电法研究了电解液pH对电极可逆性及对模拟电池容量和循环性能的影响。结果显示,电解液pH=7时,电池的性能最优,首次放电比容量为81.0 mAh·g-1,40次后比容量保持率达89.1%。

磷酸铁锂在水溶液中的循环伏安研究

采用循环伏安法对LiFePO4在水溶液中的电化学行为进行了研究,用X射线衍射分析表征了循环扫描过程中材料结构的变化。结果表明,LiFePO4在饱和LiNO3溶液中具有良好的电化学可逆性。循环伏安法估算出Li+在LiFePO4中的扩散系数约为(1.8￣4.4)×10-11cm2·s-1,根据循环伏安曲线计算得,其初始放电比容量为75.3mAh·g-1。以0.5mV/s的扫描速度循环50次后,容量保持初始容量的47.6%。

α-Fe_2O_3在LiOH水溶液中的锂化行为

用循环伏安和红外光谱法对α－Ｆｅ_２Ｏ_３在室温ＬｉＯＨ溶液中的锂化行为进行研究．采用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、电感偶合等离子体光源的原子发射光谱（ＩＣＰ）对α－Ｆｅ_２Ｏ_３电极在第一、二次循环中不同时段进行了跟踪分析测量．实验结果揭示： α－Ｆｅ_２Ｏ_３能进行少量锂化；大量的α－Ｆｅ_２Ｏ_３在第一次放电和充电后反应生成Ｆｅ_３Ｏ_４；之后，Ｆｅ_３Ｏ_４的锂化行为不可避免地为Ｆｅ的析出、氧化反应所限制，但在用ＫＯＨ作电解质溶液的对比实验时发现：α－Ｆｅ_２Ｏ_３在ＬｉＯＨ溶液中的充放电行为与它在ＫＯＨ溶液中是不同的，主要表现为，１）在ＬｉＯＨ溶液中，锂化和Ｆｅ析出、氧化反应协调的结果是其充放电曲线平台高度比在同碱度 ＫＯＨ溶液中降低了 １００ ｍＶ左右， ２）与 Ｋ^（＋）对比， Ｌｉ^（＋）的插入反应促进了α－Ｆｅ_２Ｏ_３到Ｆｅ_３Ｏ_４的转化．

锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2在LiNO_3溶液中的电化学性能研究

由溶胶凝胶法合成的锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在水溶液体系中具有优异的高倍率充放电性能,放电时能够输出极高功率密度.XRD表征证明合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料具有层状α-NaFeO2结构,SEM形貌显示材料的粒径约为500nm,恒电流充放电测试表明LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料在pH12的2mol·L-1LiNO3溶液中,以2C(0.36A/g)倍率充放时,比容量达到了147mAh/g.如以80C(14.4A/g)、150C(27A/g)和220C(39.6A/g)的倍率充放,材料的比容量仍可达到64mAh/g、33mAh/g和16mAh/g,而全电池的功率密度分别达到2574W/kg、3925W/kg、4967W/kg.其中80C倍率充放,经1000周循环后,容量保持率为90.9%.

磷酸铁锂在饱和硝酸锂溶液中的电极过程动力学

利用循环伏安法(CV)、充放电测试和恒电位间隙滴定技术(PITT)研究了LiFePO4在饱和LiNO3溶液中的电极过程动力学.研究结果表明,LiFePO4在饱和LiNO3溶液中具有良好的电化学可逆性,其首次放电比容量达116.2mAh·g-1,首次充放电效率达92%.CV法估算出氧化峰和还原峰处锂离子在LiFePO4中的扩散系数分别为4.3×10-11和3.8×10-11cm2·s-1.采用PITT测定出锂离子在LiFePO4中的扩散系数随电位的变化规律,其在充电平台附近达到最小值5.5×10-11cm2·s-1.

锂离子电池电极材料Li_(1+x)V_3O_8研究进展

钒酸锂(Li1+xV3O8)具有比容量大的优点,可用作传统锂离子电池正极材料及水溶液锂离子电池负极材料,是一种重要的锂离子电池活性材料。Li1+xV3O8作为传统锂离子电池正极材料已被广泛研究,近年来Li1+xV3O8作为水溶液锂离子电池负极材料的研究备受瞩目,成为了锂离子电池研究领域的热点与前沿。本文综述了Li1+xV3O8作为传统锂离子电池正极材料的研究现状,从结构与充放电机理、合成方法及改性等方面进行了讨论,此外,综述了Li1+xV3O8作为水溶液锂离子电池负极材料的研究现状并指出了其发展趋势。

LiFePO_4在饱和LiNO_3溶液中的锂化行为

The lithiation behavior of LiFePO4 in saturated LiNO3 solution is investigated by analyses of cyclic voltammetry(CV), potentiostatic intermittent titration(PITT) and electrochemical impedance spectra(EIS), The results show that LiFePO4 has good electrochemical reversibility in saturated LiNO3 solution. The lithium diffusion coefficients measured by PITT vary with potential, get its lowest value at the beginning of phase transition. EIS show that phase transition will baffle lithium diffusion in electrode.

以碱式碳酸铜为负极的水系锂离子电池的构筑及电化学性能研究

水系锂离子电池具有能量密度高、环境友好、安全可靠、价格低廉等优点,是极具潜力的新一代储能电池。目前,水系锂离子电池及其电极材料的研究已成为电化学储能领域的研究热点。本文以碱式碳酸铜作为水系锂电池的负极材料,以锰酸锂为正极材料,组装成CuCO_(3)·Cu(OH)_(2)/Li_(2)SO_(4)/LiMn_(2)O_(4)电池体系,并对其在水性电解液中的电化学性能进行了研究。研究发现:所构造的CuCO_(3)·Cu(OH)_(2)/LiMn_(2)O_(4)水系锂电池的输出电压约为1.0 V,比容量66.5 mAh·g^(-1),比能量密度53.2Wh·kg^(-1),在水系电解液测试条件下表现出了良好的充放电性能。

球状多孔状Mn_(3)O_(4)/石墨烯正极材料制备及性能研究

通过水热法和喷雾干燥法合成了球状多孔结构的Mn_(3)O_(4)/石墨烯复合正极材料,该材料的多孔微纳结构为充放电过程中Zn2+的迁移提供了更多的通道,同时也增加了正极材料与电解液的接触面积;同时,在石墨烯的协同作用下,进一步提高了复合材料的导电性。一系列电化学测试表明:所合成的Mn_(3)O_(4)/石墨烯正极材料具有良好的电化学性能,在2.0 A/g大电流密度下首次放电比容量为90.8 mAh/g,循环1000次以后容量保持率为93.4%。该工作为长循环、高倍率的水溶液金属锌可充电电池正极材料的制备提供了一种可行的方法。