作者:杨娟; 郎俊伟; 张鹏; 刘宝 期刊:《电化学》 2019年第05期
本文通过简单的电荷吸附制备了高分散的氧化石墨烯含锰化合物(Mn-GO),利用高温驱动下氧化锰的生长以及热运动同时实现了GO的还原、刻蚀和纳米氧化锰的负载,即成功构筑了纳米氧化锰-多孔石墨烯复合材料(MnO-PGNSs).对影响GO分散性的Mn2+的添加量、影响GO层数的分散液浓度以及影响MnO热运动的烧结条件进行了详细的考察.研究发现,当Mn-GO同时满足优异的分散性、适合的片层厚度和烧结条件(>800oC,>2h),才能在GNSs表面刻蚀成孔制备得到M...
作者:姜锴; 刘训良; 温治; 楼国锋 期刊:《电源技术》 2020年第01期
针对非水系锂空气电池多孔电极内物质传输及电极反应过程建立多物理场耦合数学模型,考虑两种不同的放电产物生长模式,分别建立了产物形态模型和电子通道模型。比较了两种产物模型的放电电压-比容量关系曲线,发现基于电子通道模型预测的不同倍率下的电池性能与实验结果吻合更好,并通过模拟研究了电池不同放电阶段的氧气浓度分布、产物厚度分布、多孔正极孔隙率分布、活性比表面积和液相电势分布等演化规律。
作者:黄路露; 孙凯玲; 刘明瑞; 李静; 廖世军 期刊:《化学进展》 2019年第10期
锂空气电池因其极高的理论能量密度和环境友好等优点,有望成为下一代车用动力电源体系。然而,目前锂空气电池尚存在许多的问题和挑战,就正极而言,空气电极活性低的问题已成为制约锂空气电池技术发展最为重要的问题,因此,开发高性能锂空气电池正极催化剂一直以来都是该领域的重要研究课题。碳基催化剂(正极材料)是目前最具吸引力的锂空气电池正极材料之一,近年来得到了广泛的关注和研究。本文总结和介绍了近年来国内外在多孔碳基材...
锂空气电池是一种新型的储能电池,具有能量密度高,环境友好无污染,造价成本低等优点,是一种理想的储能电池。但是,目前锂空气电池的研发遭遇诸多挑战,特别是锂金属负极保护、正极活性成分穿梭等问题。本文设计并开发了一种新型的准固态锂空气电池电解质可以有效保护金属锂负极并抑制正极活性成分的穿梭,与传统电解质相比,电池的循环性能有了显著提高。
近两年关于中国和世界电动汽车发展的信息纷杂。中国和欧美国家积极支持电动汽车发展;汽车公司看似都对造电动汽车充满激情,汽车'四化'(电动化、智能化、网联化、共享化)蓬勃发展。
作者:杜双龙; 赖延清; 贾明; 程壮; 艾立华; 艾亮 期刊:《中国有色金属学报》 2018年第06期
基于COMSOL仿真平台,建立-维电化学模型,研究放电电流密度、氧气浓度、氧气扩散速率以及Li+扩散系数等因素对电池性能影响.结果表明:当放电电流密度从0.05mA/cm2增大到0.5mA/cm2时,锂空气电池的放电比容量由1256.4mA·h/g下降到139.2mA·h/g;在放电电流密度为0.1mA/cm2条件下,外界氧气浓度从4.73mol/m3增加到18.92mol/m3时,电池比容量从371.2mA·h/g增加到1274.5mA·h/g,表明提高外部环境的氧气浓度有助于提高电池比容量;氧气扩散速...
作者:任警; 黄志梅; 沈越; 黄云辉 期刊:《储能科学与技术》 2018年第04期
在锂空气电池中,电解液对电池的充放电过程、放电产物的稳定性以及循环性能有着至关重要的影响。本文利用脲类溶剂1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)作为新型的锂空气电池电解液,有效地增加了放电产物过氧化锂(Li_2O_2)的溶解度,促进其溶剂化,并改善Li_2O_2与正极之间的接触,使得电池性能得到有效提高。通过研究表明,相比较传统的醚类电解液四乙二醇二甲醚(TEGDME),DMI能将电池放电容量提升1.5倍,而充电过电位则降低了0.6 V,减少了...
作者:杨晓桐; 徐鹏; 张鹏; 王淼 期刊:《电源技术》 2019年第06期
为了缓解能源的日益短缺,减少环境污染,开发具有高性能和低成本的锂空气电池正极材料成为当前亟待解决的问题。采用化学气相沉积法和水热法在泡沫镍基底上合成了三维石墨烯和CuCo2O4微米花复合材料,该材料具有独特的分层多孔结构,为O2 和放电产物提供了充足的输运和储存空间。以三维石墨烯和钴酸铜微米花复合材料为正极的锂空气电池,在电流密度为100 mA/g的条件下,放电比容量达到了3 278 mAh/g。限制充放电比容量为500 mAh/g时,电...
作者:苏芳; 李相哲; 徐祖宏 期刊:《电源技术》 2019年第05期
满足新能源汽车用动力电池的高比能量、快速充电、长寿命等需求,使电动汽车达到燃油车接近的使用条件,是电池研究者追求的目标。新一代锂离子动力电池包括全固态锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池等。介绍了这些锂离子电池的研究进展,分析了当前的研究热点,并对今后的研发态势进行了展望。
作者:崔雷杰; 王相君; 段梦雅; 李鹏; 池永庆 期刊:《电池工业》 2018年第02期
本文使用水热法制备纳米铁酸钴CoFe2O4材料,将其在不同温度(350℃、450℃、550℃、650℃、750℃)下焙烧,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)与氮气吸附仪(BET)对CoFe2O4结构进行表征;利用恒电流充放电法对不同温度下焙烧的CoFe2O4作为锂空气电池氧气电极催化剂的性能进行检测。结果表明,水热法制备的CoFe2O4属于尖晶石型结构。当电压范围为2.3V4.5V,电流密度为0.02mA·cm-2,650℃焙烧的CoFe2O...
作者:赵玉振; 胡承亮; 罗志虹; 边志成; 罗鲲 期刊:《材料导报》 2017年第A01期
锂空气电池是一种高能量密度的清洁储能设备,其应用对于缓解能源危机和环境压力具有重要意义。当前,锂空气电池性能仍受到阳极锂腐蚀、电解质分解、充放电效率低的影响。本文结合国内外研究最新进展,从阳极锂保护、电解质及添加剂的使用、氧化还原中间体和多孔阴极结构等方面探讨改善锂空气电池稳定性、提高放电产物分解速度、降低充放电过电位的方法,并对锂空气电池的应用前景进行展望。
作者:胡建星; 郁亚娟; 黄凯; 吴昊慧 期刊:《工业安全与环保》 2018年第07期
钠离子电池、多晶硅太阳能电池和锂空气电池均为近年来比较热门的新能源储能电池,为综合比较它们的环境污染性,选用足迹家族中的碳足迹、水足迹和生态足迹为评价指标,确定功能单位为1 kWh,采用生命周期评价法(LCA),借助环境评价软件Simapro进行足迹值计算。钠离子电池的碳足迹、水足迹和生态足迹分别为954.07 kg CO2 eq,1 160.10 m^3,2 343.64 m^2 a;多晶硅太阳能电池的足迹值最高,分别为1 027.42 kg CO2 eq,18 981.87 m^3和2 990....
作者:王犇; 刘朔 期刊:《无机盐工业》 2018年第12期
锂空气电池具有高能量密度和良好的发展前景,但其循环性能仍不能满足使用要求,而空气电极侧(即正极)的电化学反应对电池的循环可逆性具有显著影响,正极催化剂的引入可以显著改善电池的循环性能。以高比表面积的石墨相氮化碳介孔材料作为模板和碳源,以六氯化钨为钨源,通过高温反应制备具有较高比表面积的碳化钨材料,并以该碳化钨作为锂空气电池的正极催化剂。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、物理吸附等对合成的样品进行...
作者:朱允广; 王庆 期刊:《中国材料进展》 2017年第10期
由于高的理论能量密度,锂空气电池被看作最有前景的能源存储系统之一.但是,目前仍有许多因素制约着它的发 展,比如大的极化电压、电解液和空气电极的不稳定性,以及由此带来的差的循环稳定性等.此前,研究人员重点研究了各 种固态电催化剂来解决上述问题.但由于固态催化剂自身的特性,它并不能解决空气电极的表面钝化以及孔隙的堵塞问题, 因此人们开始转向均相催化剂.从金属空气电池的结构来看,由于正极的有效空间有限,即使均相催化剂...
作者:刘云菡; 舒朝著; 龙剑平; 胡安俊 期刊:《电子元件与材料》 2017年第12期
采用水热合成法制备了二维硫化铋复合泡沫镍电极材料,避免了使用传统碳材料和粘结剂在充放电过程中有害放电副产物的生成.通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)对该复合材料的形貌和物相进行了表征,采用循环伏安法、恒流充放电法研究空气电极的电化学性能.结果表明,二维硫化铋复合泡沫镍作为空气电极的电池在充放电过程中具有降低过电位的效果,在100次循环内充电电压低于3.82 V.
作者:南彩云; 张宇; 李玉峰; 全燕苹 期刊:《化学工程与装备》 2018年第03期
本论文围绕电池研究前沿内容,设计了一个研究型综合实验方案,将纳米材料应用于锂空气电池研究中。借鉴水热法,通过对模板剂含量的控制,成功制备了纯相的β-MnO2纳米棒。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜对产物进行分析。并将其作为锂空气电池正极材料,对其进行循环性能测试。该实验依托当下科研的研究热点,给予学生充足的思考空间,有利于培养学生的科研创新能力。
作者:姚富友; 舒朝著; 龙剑平 期刊:《功能材料》 2018年第04期
近年来,针对锂离子空气电池,国内外学者进行了大量实验和建模等当面的研究,其中多相传输是研究中的重点和难点。为更好的研究锂空气电池的反应机理,对电池反应过程中的多相传输过程进行了深入的研究。多相传输现象涉及氧溶解和氧析出两个方面:(1)锂离子在液体电解质以及电子在固体电极材料和多孔结构中的耦合反应;(2)其它诸多反应,特别是电池放电过程中放电产物在多孔阴极表面的生长。探讨的重点涉及固体产物的形貌、空隙堵塞效应...
作者:张英杰; 章艳佳; 曾晓苑; 李雪; 朱子翼; 董鹏 期刊:《化工进展》 2018年第03期
锂空气电池具有理论能量密度高、成本低廉、环境友好等优点,受到学者们的广泛关注。本文首先介绍了锂空气电池的分类,并阐述了非水系锂空气电池的工作原理,回顾了传统碳材料和新型碳材料作为催化剂在锂空气电池中的应用,指出了纯碳材料的优势和不足,综述了杂元素(N、P、S等)的引入对碳材料催化性能的优化。重点讨论了N元素掺杂对氧还原反应的促进作用,强调了金属或金属氧化物的负载有利于氧析出反应,从而构建具有双功能的阴极催...
作者:杨蕊; 肖尧; 郎笑石; 张钰颖; 葛芳; 蔡克迪 期刊:《电子元件与材料》 2017年第08期
以CoO和Pt催化剂(Co-Pt催化剂)作为二元催化剂并将其应用到锂空气电池中,通过场发射扫描电镜和X射线粉末衍射进行物理表征,采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电法研究样品的电化学性能。结果表明,Co-Pt二元催化剂具有良好的电化学性能,在0.025×10–3A·cm–2的电流密度下首次放电比容量和能量密度分别可达到2225.8mAh·g–1和5822.8mWh·g–1。
作者:周青青; 韩雨; 沈韦良; 李奔; 赵王研; 宋明 期刊:《产业与科技论坛》 2017年第10期
锂-空气电池理论比能量高达3,600Wh·kg^1,远超现有电池体系,故有希望成为下一代可应用的二次电池。然而,目前其研究还处于探索阶段,距离其实用化还有一定距离。本文简述锂空气电池反应机理及现有实验室报道的几种典型锂空气电池模具,论述其优势与弊端,并在此基础上,优化设计与报道了一种新型锂空气电池模具。