电极活性材料精细结构与MH-Ni电池性能关系研究的一些进展

为了更深入地研究正负极活性材料精细结构与MH-Ni电池性能之间的关系,本文在介绍了简单而较适用的处理X射线衍射数据的方法之后,系统综述了电池活化前后、循环过程中正负极活性物质结构和微结构与电池性能之间关系研究的一些进展。主要包括:(1)具有适当晶粒大小和较大层错几率的β-Ni(OH)2物质,能获得较大的充放电容量;(2)没有观测到MH/Ni电池在充放电过程中有β-Ni(OH)2β-NiOOH的相变,只有满充和过充电时才发生部份β-Ni(OH)2γ-NiOOH的相变;MH/Ni电池的物理导电机制是在正负极活性物质中嵌入和脱嵌的氢离子形成固相质子在电极间定向运动。(3)循环性能的衰减、内阻、容量的变化与正负极活性物质的微结构变化有良好对应关系。微结构变化消耗电解液,并改变电解液的性能。正极、负极和电解液三者的共同作用是循环性能衰减的主导原因。(4)正极添加剂与电池性能之间的关系。由于正极添加剂Lu2O3和CaF2能抑制正极活性物质的微晶细化、减缓总的层错几率降低,对于储氢合金能抑制晶粒增大,特别能抑制A(OH)3和B的析出,故能提高了电池的循环性能和寿命。(5)电池储存前后的容量衰减和内阻增加是其在储存过程中CoOOH析出和晶粒细化双重作用的结果。     

尖晶石LiMn2O4及其衍生物的电化学阻抗特性

尖晶石LiMn2O4(以下简称LMO)是锂离子电池正极材料之一，具有价格低廉，资源丰富的特点。锂离子电池的充放电过程实际上是锂离子从正极脱嵌、再嵌入正极的过程。因此Li^ 在正负极材料及电解液中的扩散性能影响着电池的电性能，通过其电化学阻抗谱可得出锂离子的扩散系数及电导率等参数。     

基于动态参数响应模型的动力锂离子电池循环容量衰减研究

结合锂离子电池容量衰减主要机制,建立了基于动态参数响应的电化学热耦合模型,研究磷酸铁锂电池循环寿命及电池内部的电化学行为.模型采用恒流恒压充放电制度对电池进行循环充放电仿真计算.结果显示:800次循环后,电池容量衰减率约为6.35%,电池内部固体电解质界面膜阻抗增大了15.6 m?·m~(-2).分别探讨了充放电倍率、负极活性物质颗粒粒径、负极固相体积分数对电池循环寿命的影响.研究表明:400次循环后,相较于1C(C表示充放电倍率)倍率下的容量衰减率3.31%,2C,3C,4C容量衰减率分别达到3.93%,4.69%和5.04%;负极活性颗粒粒径为2和10μm时对应容量衰减率分别为2.89%,3.87%,差值接近1%;固相体积分数在[0.5,0.6]区间内能保持最好的电池循环稳定性和寿命发挥.     

X射线衍射研究纳米材料微结构的一些进展

本文在简单评叙过去常用于金属材料中晶粒(嵌镶块)大小和微观应变的X射线衍射线形分析方法(分离微晶—微应变二重宽化效应的Fourier分析、方差分析和近似函数三种方法)之后,介绍了作者及合作者近年来发展和建立的分离微晶—微应变、微晶—层错、微应变—层错二重宽化效应和分离微晶—微应力—层错三重宽化效应的一般理论、最小二乘方法和计算程序系列。然后把这些方法用于评价各种典型纳米材料微结构的研究。它们包括:(1)贮氢合金MmB5;(2)面心立方结构纳米NiO的分析,获得微结构参数与热分解温度的关系;(3)体心立方结构的V-Ti基合金在吸放氢过程中的结构变化;(4)用来研究镍氢电池活化前后正极-βNi(OH)2的微结构时,对一般方法作简化,从而了解了-βNi(OH)2在镍氢电池中充放电过程和电池循环过程中的行为;(5)六方纳米ZnO的微结构研究和添加Ca、Sr和混合稀土的Mg-Al合金中的微结构研究;(6)还用于六方(2H-)石墨堆垛无序度的测定。实际应用发现,对不同的纳米材料合理应用分离X射线衍射多重宽化效应的一般理论和方法显得十分重要。实际应用还发现,所提出的分离多重宽化效应的方法,能用于评价和研究纳米材料及其在使用过程微结构的变化,从而把材料性能与微结构参数联系起来,建立性能与结构之间的关系,并已获得不少有益结果。     

X射线衍射研究纳米材料微结构的一些进展

本文在简单评叙过去常用于金属材料中晶粒（嵌镶块）大小和微观应变的X射线衍射线形分析方法（分离微晶-微应变二重宽化效应的Fourier分析、方差分析和近似函数三种方法）之后,介绍了作者及合作者近年来发展和建立的分离微晶微应变、微晶层错、微应变-层错二重宽化效应和分离微晶-微应力层错三重宽化效应的-般理论、最小二乘方法和计算程序系列。然后把这些方法用于评价各种典型纳米材料微结构的研究。它们包括：（1）贮氢合金MmB5;（2）面心立方结构纳米NiO的分析,获得微结构参数与热分解温度的关系;（3）体心立方结构的uTi基合金在吸放氢过程中的结构变化;（4）用来研究镍氢电池活化前后正极伊Ni（OH）2的微结构时,对一般方法作简化,从而了解了β-Ni（OH）2在镍氢电池中充放电过程和电池循环过程中的行为;（5）六方纳米ZnO的微结构研究和添加Ca、Sr和混合稀土的Mg-Al合金中的微结构研究;（6）还用于六方（2H）石墨堆垛无序度的测定。 实际应用发现,对不同的纳米材料合理应用分离X射线衍射多重宽化效应的一般理论和方法显得十分重要。 实际应用还发现,所提出的分离多重宽化效应的方法,能用于评价和研究纳米材料及其在使用过程微结构的变化,从而把材料性能与微结构参数联系起来,建立性能与结构之间的关系,并已获得不少有益结果。     

脉冲激光沉积非晶态Ni-V2O5 复合薄膜及其电化学性能研究

首次报道了用 35 5nm脉冲激光沉积非晶态Ni V2 O5复合薄膜电极的电化学性能 .采用不同摩尔比的NixV2 O5靶 (x =0 .1,0 .3,0 .5 ) ,在不同的基片温度 (Ts)和O2 气压力下制备了Ni V2 O5复合薄膜 .XRD和SEM测定表明 ,在不锈钢基片上 ,Ts=30 0℃和氧气压力为 14Pa沉积 0 .5h得到的是非晶态的Ni V2 O5薄膜 .将此非晶态的Ni0 .3 V2 O5薄膜电极用于锂电池的正极 ,与纯V2 O5薄膜相比 ,不仅具有良好的放电速率性能和高的比容量 ,而且其充放电循环稳定性优异 .该薄膜电极在放电速率为 2 0C时测得的比容量达 2 0 0mAh/ g ,并经 10 0 0次以上的充放电循环无明显的衰减     

锂离子电池Sn-Ti合金负极材料的制备及性能研究

采用磁控溅射沉积技术制备了纳米级Sn-Ti合金负极材料,并用X射线衍射和扫描电子显微镜进行表征,用高精度电池测试系统进行充放电和循环伏安测试.结果表明先镀Sn后镀Ti（Sn/Ti复合膜）和先镀Ti后镀Sn（Ti/Sn复合膜）具有很大的性能差异,其中Sn/Ti复合膜具有优异的循环稳定性和较高的可逆容量.首次放电容量和充电容量分别为9275 mAh/g和6954 mAh/g,首次库仑效率为75％,经30次循环后,该电极的放电容量保持为4152 mAh/g,这主要归因于活性物质Sn与电解液界面之间存在非活 关键词： 锂离子电池 磁控溅射 Sn-Ti合金 电化学性能     

三维自支撑甲苯灰微球锂硫电池正极材料的制备与性能研究

新能源交通工具的飞速发展激发了人们对高能量密度电池技术的探索,锂硫电池因为具有较高的理论能量密度被视为锂离子电池的替代品。但由于硫具有导电性差和多硫化物的穿梭效应等问题,锂硫电池的商业化应用仍面临巨大的挑战。基于此,为改善锂硫电池的性能,设计了一种高导电性三维支撑的正极结构:多级交联的三维导电网络能够有效提高正极材料导电性;纳米碳球堆叠形成的孔道结构提供了丰富的反应活性点位和体积缓冲空间。测试结果表明,这种新型正极结构在0.15 C的电流倍率下放电比容量高达1 124 mAh g-1;在2 C的大电流倍率充放电200次循环后,放电比容量仍能保持在591 mAh g~(-1),表现出良好的循环稳定性和电化学稳定性。     

基于相变材料的动力电池热管理数值模拟

锂离子动力电池经过多次充放电循环后,不可避免出现老化现象,单体电池局部温差增大,成组效应更加明显.本文建立了非均匀产热动力电池组三维模型,采用数值模拟的方法,模拟分析了基于相变材料的圆柱形LiFePO_4动力电池模块(4×6)的降温与均温性能。结果表明,相比没有填充PCM情况,填充PCM后,最高温度随时间呈现先明显增加后逐渐平缓的趋势,放电结束时明显降低,但随着导热系数的增加,最高温度降低不明显。在单体电池固有较大温差情况下,采用StyleⅠ方式排列电池正负极,降低相变温度和增加导热系数均难很好地控制电池模块温度均匀性。对于正负极出现产热不均匀的老化电池组,采用styleⅡ或styleⅢ排列方式是必要的。     

锂离子电池LiMn1-xFexPO4(0<x<1)正极材料的制备及性能研究

本文采用固相法制备了纯相LiMn_1-xFe_xPO₄/C (x=0.2,0.4,0.6)正极材料,并用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)进行表征,用高精度电池测试系统进行充放电和循环伏安测试.结果表明不同Mn和Fe原子比的电极材料具有很大的性能差异,其中当x=0.4时,材料具有优异的循环稳定性和较高的可逆容量.首次充电容量和放电容量分别达到141.5 mAh/g和125.7 mAh 关键词： 锂离子电池 固相法 1-xFe_xPO₄')" href="#">LiMn_1-xFe_xPO₄ 正极材料     

干电池供电式电子标准电池的设计

标准电池是度量电源电动势的标准仪器．利用RC4191和MC1403精密的低压稳压特性，设计一款电子稳压式的标准电池，既可克服传统汞镉标准电池的缺点，又能保证相同精度的实验性能要求．     

超级电容组电池特性的研究与制作

电池作为便携式能源,除提供诸多便利外,也带来对环境的污染和资源浪费等负面效应.利用超级电容组的强大储电和放电功能替代传统的充电电池可减少对环境的污染,有利于保护环境和提高能源利用率,将其应用于物理实验对今后应用推广更具有积极作用.     

开设太阳能电池板室外特性研究性实验的尝试

探索适应时代要求的教学模式、研究设计性实验的教学内容与方法,是物理实验课程改革的一项重要的工作.本文将介绍通过自组搭建,开设太阳能电池板室外特性研究性实验的尝试.     

电池正极材料中Li+运动特性的7Li NMR研究

利用变温⁷LiNMR实验对Li-电池正极材料LiMn₂O₄和LiCoO₂中Li⁺的运动特性进行了研究,结果表明,随实验温度的提高,LiMn₂O₄的⁷LiNMR谱线窄化,表明其中Li⁺迁移能力增加,而LiCoO₂的谱线无变化.此外随温度提高,LiMn₂O₄的⁷Li的T₁变短,而LiCoO₂的T₁变长,产生这种不同变化趋势的原因在于LiMn₂O₄和LiCoO₂晶相结构的差异造成其中Li⁺迁移能力的差别,它们各自的相关时间τ_c使⁷Li核的T₁分别位于T₁-τ_c曲线极小点两侧.     

太阳能电池特性的研究——一项有意义的创新研究实验

目前全球面临着能源短缺的危机,太阳能作为一种清洁能源,它的利用成为人们努力挖掘和研究的课题,随着太阳能电池技术的日臻成熟,市场上涌现出很多品种的太阳能电池,笔者在实验室运用实验技术手段对当前市场存在的几种太阳能硅晶电池进行测量,对采集的实验数据进行比较分析后得出理性的结果,供大家采纳使用时参考.     

测量电池电动势和内阻中不确定度评定方法比较

本文介绍了用板式电势差计测量电池电动势和内阻中直线拟合参数的不确定度的评定方法,并用图解法和最小二乘法求得的结果进行比较,得出评定方法的可行性与优缺点.     

电池正极材料中Li~+运动特性的~7Li NMR研究

利用变温７ＬｉＮＭＲ实验对Ｌｉ电池正极材料ＬｉＭｎ２Ｏ４和ＬｉＣｏＯ２中Ｌｉ＋的运动特性进行了研究，结果表明，随实验温度的提高，ＬｉＭｎ２Ｏ４的７ＬｉＮＭＲ谱线窄化，表明其中Ｌｉ＋迁移能力增加，而ＬｉＣｏＯ２的谱线无变化．此外随温度提高，ＬｉＭｎ２Ｏ４的７Ｌｉ的Ｔ１变短，而ＬｉＣｏＯ２的Ｔ１变长，产生这种不同变化趋势的原因在于ＬｉＭｎ２Ｏ４和ＬｉＣｏＯ２晶相结构的差异造成其中Ｌｉ＋迁移能力的差别，它们各自的相关时间τｃ使７Ｌｉ核的Ｔ１分别位于Ｔ１－τｃ曲线极小点两侧     

射频磁控溅射法制备薄膜电池电极的计算机模拟初步

计算机模拟仿真射频磁控溅射实验制备薄膜及离于电池电极,研究了在特定实验条件下薄膜的生长过程,并分析了影响薄膜生长的部分因素。