铝-空气电池废电解液制备片状氧化铝的研究

以铝-空气电池废电解液为原材料,用硫酸铝调节pH值,用硫酸钾作为熔盐制备片状氧化铝(α-Al_(2)O_(3)),研究了合成温度、晶种添加量对α-Al_(2)O_(3)粉体体积分数、粒度大小及粒度分布的影响规律。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和激光粒度仪等,对加入不同晶种量的α-Al_(2)O_(3)粉体的结构和形貌进行表征。结果表明,添加晶种后可以提高α-Al_(2)O_(3)粉体的体积分数,减小α-Al_(2)O_(3)粉体的粒度,使α-Al_(2)O_(3)粉体的粒度分布更集中,同时使α-Al_(2)O_(3)粉体更分散。此外,当晶种添加量为5%(质量分数)时,制备出的片状α-Al_(2)O_(3)的体积分数可达97.0%,平均粒度约为7.24μm。

铝-空气电池电解液的研究现状

综述了铝-空气电池电解液及其添加剂的研究与发展现状，重点分析讨论了影响电解液性能的主要因素以及无机离子、有机物和复合物等添加剂在铝．空气电池中的作用、机理、应用。说明了Ga^3+，In^3+，配位剂，复合物是最有希望成为一种实际应用于铝．空气电池的添加剂。

缓蚀剂对铝空气电池放电后电解液组成与性质的影响

通过红外、拉曼光谱并结合黏度及离子电导率等物理性质分析,研究不同种类的缓蚀剂对铝-空气电池放电后电解液组成与性质的影响,并进一步研究放电后电解液性质。研究结果表明:含氧化锌和丙烯酰胺(ZnO-AM)及氧化锌和聚丙烯酰胺(ZnO-PAM)复合缓蚀剂的放电后电解液中铝含量较低,其苛性比分别为16.17和17.46。铝主要以Al(OH)_(4)^(-)形态存在于放电后的电解液中,且伴有少量的Al(OH)_(6)^(3-),此外,含有丙烯酰胺(AM)和ZnO-AM缓蚀剂的放电后电解液中还存在[(HO)_(3)AlOAl(OH)_(3)]^(2-)二聚体离子。缓蚀剂并不会改变溶液的强碱性环境,且氧化锌的加入对电解液黏度及离子电导率的影响较小;含ZnO-AM复合缓蚀剂的放电后电解液的黏度为2.51 mPa·s,电导率为1 317.28 mS/cm;而ZnO-PAM复合缓蚀剂的放电后电解液中,黏度增至5.75 mPa·s,电导率降至1 065.25 mS/cm。

低温下电解液浓度对铝-空气电池的影响

研究0℃下电解液浓度对铝-空气电池的影响,分析铝-空气电池在低温下的放电特性。在相同放电电流密度下,铝-空气电池的电解液温度随着浓度的增加而增加,当电解液浓度为12 mol/L时,温度在电流密度为16. 5 m A/cm^2时最高可升高9. 9℃;当电解液浓度达到电池正常放电反应的浓度(1~12 mol/L)时,电压值基本稳定,实验中的最大电压值稳定在1. 3 V左右。

铝空气电池废电解液生产超细氢氧化铝工艺条件研究

以铝空气电池的废电解液为原料,采用种分法生产氢氧化铝。结果表明,当种分时间为24 h、晶种系数为2%~4%时,可生产出超细氢氧化铝,且粒径分布宽度窄,阻燃性能优良,达到HG/T4530-2013氢氧化铝阻燃剂ATH-1一等品的要求。

铝-空气电池电解液^(27)Al核磁共振谱研究

通过分析不同Al(Ⅲ)浓度条件下电解液的27 Al核磁共振谱,包括不同放电时间、不同放电电流密度、不同放电温度等条件,首次对铝-空气电池放电过程中电解液的组成进行了初步研究。溶液的化学位移始终在80附近,即Al(OH)_4^-一直是溶液中的主要成分。随Al(Ⅲ)浓度升高,溶液中含铝络合阴离子种类增加,使化学位移向高场移动,且谱线宽化现象显著。固态27 Al核磁共振谱和液态27 Al核磁共振谱表现出明显不同,据此做出了可能性分析。

铝-空气电池阳极材料及其电解液的研究进展

金属-空气电池自进入人们的视野以来,由于其高能量密度和容量、平稳的放电特性、对负载和温度的依赖性低和较低的制造成本等特点,受到越来越多的关注。其中,锂-空气电池因具有极大的应用潜力而引起了学者们极大的研究兴趣;然而,锂-空气电池对周围环境十分敏感,容易造成爆炸,存在安全隐患;此外,锂离子电池的大规模生产和应用造成了原材料锂价格的大幅上涨。为了实现电池的商业化应用,选用来源广泛、经济实惠的电极材料成为必不可少的条件。铝是地壳中含量最多的金属元素,具有矿藏丰富、质量轻、无污染、安全、价格低廉和回收利用率高等优点,是一种潜在的储能材料。铝的理论质量比容量为2 980 mAh·g^(-1),仅次于锂(3 860 mAh·g^(-1)),其体积比容量(8.04 Ah·cm-3)约是锂的四倍(2.05 Ah·cm-3),被认为是金属-空气电池最有吸引力的候选阳极材料,也是化石燃料最有吸引力的替代者之一。然而,铝在空气和水溶液中表面上自发形成的钝化膜会显著降低铝阳极材料的活性;在碱性溶液中,铝-空气电池存在的主要问题是铝阳极材料自腐蚀导致氢析出速率较高,库伦效率降低和含水电解液的流动性可能导致的多孔空气阴极中毛细管的渗透及泄漏。因此,近年来,学者们不断开展深入研究,探索出以下几种改善铝阳极的方法:通过向铝中添加合金元素Ga、In、Sn、Zn、Mg、Bi、Mn等来改变铝阳极材料的活性和减少析氢反应;对电解液添加剂进行研究,发现部分植物提取液作为电解液添加剂可以保持铝阳极活性,降低析氢腐蚀;开发离子液体、固态和凝胶电解液,一方面可以减小铝阳极自腐蚀,提高阳极利用率,另一方面可减小铝-空气电池体积,增加电池的灵活性。目前研究获得性能较好的碱性铝-空气电池的阳极材料有Al-Ga/In-Mg系列、Al-Ga/In-Mg-Sn系列、Al-Ga-In-Bi-Pb系列等合金,其中部分铝阳极合金已经实现了实际应用。近几年研究工作获得了羽扇豆提取物、茄属植物叶的提取物等绿色电解液添加剂,其可以保持铝阳极的电化学活性,降低腐蚀率。此外,研究发现,室温下低聚氟化氢离子液体作为电解液可以活化铝阳极,降低其腐蚀速率,一些便携式铝-空气电池采用固态或凝胶电解液已经在护理医疗设备、商用LED手表方面应用。本文主要从铝阳极材料、电解质和电解质添加剂三方面论述了其对铝-空气电池性能的影响,并简单阐述了铝-空气电池放电的基本原理、面临的挑战和最新研究进展及应用。首先,综述了铝与合金元素的合金化,以此减少铝的自腐蚀,提高电池性能;并介绍了通过一定的加工工艺来改善铝阳极电化学性能的方法。其次,探讨了水溶剂电解质和非水溶剂电解质在铝-空气电池中的应用。同时,也研究了电解质添加剂对铝-空气电池的电化学性能的影响。最后,进一步明确了空气电池未来的研究和发展方向。

铝空气电池电解液制备高纯氧化铝的工艺研究

随着铝-空气电池应用范围和使用量的扩大,电解液的回收再利用成为了该领域迫在眉睫的问题。文中以铝-空气电池废弃电解液为原料,通过晶种控制沉淀法,加上非常规冶金制得高纯超细氧化铝。主要研究将含有多种杂质的铝酸钠溶液经除杂、晶种分解、酸溶、沉淀、干燥、煅烧、研磨分散制备回收高纯氧化铝,并对产物进行了一系列的表征分析,证明以铝-空气电池废弃电解液为原料可制得形貌规则,纯度在99.99%以上的高纯氧化铝。

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。

中性电解液铝—空气电池

一、概述将金属铝用作化学电池阳极材料,是国内外广大电化学工作者很久以来的愿望。这不仅因为铝在地壳中蕴藏量大,冶炼容易,成本低;而且金属铝有良好的电化学性能,即电化当量小,具有很高的理论比容量和负值很高的理论电位,且具有很高的理论比能量。然而金属铝用作电池阳极材料,有两个致命弱点:一是极化大,工作电位比理论电位正移400—600mV,致使电池工作电压下降;二是铝电极自放电大,使铝的利用率下降。因此,要使铝电极有实际使用价值并得到实用,必须解决上述两个问题。为此。

锂-空气电池电解液研究进展

锂-空气电池作为比能量最高的电池,有望解决电动汽车及能量存储问题,近年来备受全世界瞩目。在影响其商业化的众多问题中,电解液不稳定,含氧量低及放电产物溶解度小等问题是最关键的制约因素。针对上述限制条件,对非水体系电解液锂-空气电池的研究现状做了全面的阐述与剖析,并预测了未来的发展趋势。此外,还对离子液体,有机混合电解液,水系、有机-水系及全固态电解液体系锂-空气电池的研究进展做了全面调研与概述。

船用大功率静止中性电解液铝—空气电池组研究

报道了船用２００Ｗ静止中性电解液铝－空气电池组的特性。电池组以８．５Ａ的电流放电时，输出电压２４Ｖ以上。单体电池２９克铝合金可放出容量５５Ａｈ。准楔形电池结构避免了铝阳极溶解不均匀，使铝电极得以充分利用。

两种铝空气电池电解液的对比分析

为加快铝空气电池的产业化,有必要对铝空气电池电解液进行深入研究。盐溶液和碱性溶液是两种最典型的铝空气电池电解液。运用自制的电解液测试装置,比较了两种典型的铝空气电池电解液(盐溶液、碱性溶液)在电化学性能、铝阳极能量密度等方面的差异;运用XRD、SEM等技术分析了两者在产物晶体结构、微观形貌等方面的差异;探究了产物AI(OH)3对铝空气电池性能的影响;探究了CO2对铝空气电池性能的影响。实验结果表明,碱性溶液适用于大功率铝空气电池;盐溶液适用于小功率铝空气电池;产物AI(OH)3对铝空气电池性能的影响较小;CO2对采用碱性电解液的铝空气电池的性能影响较大。实验为铝空气电池电解液的选择、铝空气电池系统的设计提供了有价值的参考材料。

铝-空气新能源电池技术及其放电特性

针对柴油发电机组存在震动噪声大、污染大、维护保养要求高等诸多弊端,开展了铝-空气新能源电池技术研究。分析了铝-空气电池的工作原理和特点,完成了铝-空气电池单体和电堆设计;研究了铝-空气电池的能量转换和放电机理,分析了铝-空气单体的伏安特性;通过电源启动试验、长时间放电性能试验、放电容量测算试验、伏安特性试验,掌握了铝-空气电堆的放电特性,为大功率铝-空气电站研制奠定了基础。试验结果表明,该新能源电池可满足大功率用电要求。

有机电解液型锂-空气电池的研究现状

锂-空气电池能量密度与汽油相近,且具有绿色环保、安全实用等优点,可应用到交通、通信及智能电网削峰填谷等领域,成为备受关注的电化学能量储存体系之一,其中有机电解液型锂-空气电池因证实其正极反应可逆逐渐成为研究热点。综述了锂-空气电池有机电解液类型、碳材料以及催化剂的研究进展,分析了有机电解液的分类和优缺点、碳材料的影响因素、催化剂的类型及三者对电池电化学性能的影响,指出锂-空气电池的不足并对其进行展望。

铝-空气电池铝负极的研究现状

综述了近年来铝负极在中性和碱性电解液中的钝化与腐蚀、负差效应的研究情况,杂质Fe、Cu、Si及晶体结构对铝负极的影响以及防止措施,阐述了活化理论与抑制腐蚀的具体方法。

薄膜铝空气电池聚丙烯酸凝胶电解质的制备

采用聚丙烯酸与氢氧化钾溶液结合,制备凝胶电解质。选择铝丝作为金属阳极,空气电极作为阴极,与所制凝胶电解质组装成薄膜铝-空气电池。采用单因素法,通过测试所制电池的放电性能,确定凝胶电解质的最佳制备条件。结果表明:选取中速滤纸作为纸基材料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺的用量为0.50 g、氢氧化钾溶液的质量分数为37.5%、过硫酸钾的质量为0.20 g时,所制得的电解质与阴阳极组装的薄膜铝-空气电池在放电电流为20 mA时,能量密度最大,性能最好。

铝—空气电池电解液添加剂的研究与发展方向

近年来由于化石能源的迅速枯竭和人们对环境保护意识的加强,高效、可持续的新能源绿色储能装置在现代社会越来越受到重视。铝—空气电池作为锂燃料电池潜在的替代品,备受关注。通过对电解液添加剂的研究进行综述,探讨电解液添加剂减少对铝的腐蚀的原理,以及对提高铝材料阳极利用效率的原因;指出铝—空气电池电解液添加剂的研究方面应该加强理论模拟和原位表征,用来深入理解其降低析氢的机理。

二甲基亚砜对有机电解液锂空气电池性能的影响

以硝酸锂-二甲基乙酰胺(LiNO_3-DMA)有机电解液体系为基础,向电解液体系添加溶剂二甲基亚砜(DMSO),研究分析了混合溶剂电解液的物化性质、恒流充放电及反应机理。DMSO的添加可以使锂负极形成稳定的固体电解质相界面(SEI)膜,有效增强了LiNO_3-DMA与锂的化学兼容性,降低了极化阻抗,因此循环性能有所提高。截止比容量为1 000mAh/gcarbon、电流密度为0.2mA/cm^2时可稳定循环40周。SEM及XRD分析表明,LiNO_3-DMA和LiNO_3-DMA/DMSO放电均生成可循环产物Li_2O_2,但DMSO中的疏水性甲基抑制了LiNO_3-DMA中副产物LiOH的生成。此外,LiNO_3-DMA循环过程中生成了含硫化合物,这是导致放电终止的重要原因。

铝-空气电池的研究进展

铝-空气电池以轻质金属铝作为阳极活性物质,以空气中的氧气作为阴极活性物质,具有容量大、比能量高、成本低、无污染等优点,被认为是未来很有发展潜力和应用前景的电池。铝-空气电池的研究工作可分为铝阳极、空气电极和电池结构等,从这几个方面对国内外的铝-空气电池研究现状进行介绍,并对铝-空气电池的未来研究方向进行展望。