纳米改性动力型锌镍电池的产业化技术

近年来电动汽车、电动自行车等交通工具快速发展,便携式仪器仪表、各种动力工具也在不断增长,这些产品的快速发展直接导致了一个庞大而迅猛发展的动力型电池市场,2004年全球销售各类小型动力型二次电池已达到70亿美元.     

常见动力电池技术参数与运行经济效益的探讨*

就目前普遍应用的铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和燃料动力电池的技术参数与电池反应原理,并针对电池安全性、快速充电、耗电成本和行驶里程计算方法等问题进行了讨论,为当下在新能源交通工具核心动力部件的教学提供情境素材。     

新型聚阴离子型正极材料的合成、结构表征及电化学性能

寻求廉价、安全、环境友好并具有高比能量的可充锂电池正极材料成为目前锂离子电池材料研究的热点之一。聚阴离子型正极材料（如：橄榄石型LiFePO4材料）作为新一代锂离子电池正极材料引起了人们的广泛关注，给锂离子电池正极材料带来了安全、廉价、环境友好的希望，为动力及储能电池的发展提供一个很好的材料体系选择。硅酸盐材料（Li2MSiO4，M为金属元素）理论上可以允许可逆的嵌脱两个锂，因而具有较高的理论容量，     

先进电池关键材料循环利用现状与存在的问题

目前应用最广泛的先进电池主要有锂离子电池、氢镍电池和太阳能电池等。氢镍电池是20世纪80年代后期研制成功的高能电池，锂离子电池则是20世纪90年代初由日本索尼公司率先研制成功并投入商业生产的绿色高能电池，而太阳能电池则是近年来发展最快速的物理电源之一。     

基于磷酸铁锂的锂离子动力电池性能

磷酸铁锂（LiFePO4）因其无毒、对环境友好、原材料来源丰富、比容量高、循环性能好、安全性能优异等特点已被公认为突破正极材料制约的新一代安全低成本高容量大功率型动力或储能锂离子电池首选正极材料，已成为我国及世界主要发达国家锂离子动力电池的重点发展方向。     

锂离子电池爆炸机理研究

安全性是高容量及动力型锂离子电池商品化的主要障碍。当在热冲击、过充、过放、短路等滥用状态下，电池内部的活性物质及电解液等组分间将发生化学、电化学反应，产生大量的热量与气体，当积累到一定程度就会引起电池的着火、爆炸。本文综述了电池内部热量的来源和产生的原因，分析了电池在加热、过充、短路等状态下的爆炸机理，并提出了解决电池爆炸问题的具体措施。     

超级电容电池

本文比较了超级电容器、锂离子电池和超级电容电池的结构、原理、研究现状和发展前景。超级电容电池的正极具有超级电容器电极的结构和双电层储能机制,负极具有类似锂离子电池负极的结构和快速电化学储能机制。超级电容器和锂离子电池的发展空间都很有限,而作为两者结合的产物的超级电容电池可兼具高比功率、高比能量、高放电电压和长循环寿命的优点,是未来储能电池的发展方向之一,但还面临缺乏具有高分解电压的电解液和高充电电压下电解液中离子枯竭的问题。     

超级电容电池

本文比较了超级电容器、锂离子电池和超级电容电池的结构、原理、研究现状和发展前景。超级电容电池的正极具有超级电容器电极的结构和双电层储能机制,负极具有类似锂离子电池负极的结构和快速电化学储能机制。超级电容器和锂离子电池的发展空间都很有限,而作为两者结合的产物的超级电容电池可兼具高比功率、高比能量、高放电电压和长循环寿命的优点,是未来储能电池的发展方向之一,但还面临缺乏具有高分解电压的电解液和高充电电压下电解液中离子枯竭的问题。     

动力锂离子电池关键材料的研究进展和展望

锂离子电池在现代社会的应用越来越广泛和重要。目前主要应用在手机用和笔记本电脑用的电池，并在技术上比较成熟。随着环境污染的日益加剧和能源危机的日趋严重，迫切需要开发本身环保和高能量密度的电动车；而能开发出性能优良的动力锂离子电池，方可能实现这一目标。所以，开发动力锂离子电池成为锂离子电池的当今该领域的研究热点，同时也是难点。成功开发出性能优良（即高安全、高环保、高能量密度、高容量、高功率、长循环寿命、良好的高倍率性能和价格低廉）的动力锂离子电池的关键是要开发出性能优良的组成其的关键材料，即正极材料、负极材料、电解质、隔膜和集流体等。     

先进电池关键材料循环利用现状与存在的问题

目前应用最广泛的先进电池主要有锂离子电池、氢镍电池和太阳能电池等.氢镍电池是20世纪80年代后期研制成功的高能电池,锂离子电池则是20世纪90年代初由日本索尼公司率先研制成功并投入商业生产的绿色高能电池,而太阳能电池则是近年来发展最快速的物理电源之一.     

有机自由基电池

有机自由基电池(ORB)是利用稳定的有机自由基聚合物作为电极活性材料的一类新型可充电电池,具有快速充电速度和良好的循环稳定性。此外,有机自由基聚合物还可制成薄膜电池。ORB不含有毒的重金属,其充放电依赖于有机自由基如氮氧自由基的氧化和还原反应,不同于锂离子电池依靠锂离子的脱嵌和嵌入。ORB为环境友好型电池,可作为笔记本电脑、智能卡、传感器和无线电频率识别标签等设备的潜在电源。本文综述了ORB的构成、特征、充放电机理以及研究进展,分析了高性能有机自由基电池的开发动态,包括通过自由基聚合物的多阶充放电特点成倍增加电池的放电容量,通过电极材料的纳米掺杂提高电池的循环稳定性,并指出了高放电容量有机自由基聚合物的设计原理、ORB的发展趋势和潜在应用领域。     

电化学储能研究22年回顾

本文回顾了22年来作者的电化学储能研究活动,共分三个部分. 第一部分叙述高比能量、高比功率储能器件研究,包括锂硫电池研究（硫复合正极材料、锂硫电池制作、锂硼合金作为锂硫电池负极、硫-锂离子电池新体系）、超级电容器研究（超级活性炭、以酚醛树脂为原料制备电容炭、碳纳米管阵列中寄生准电容储能材料、氧化镍干凝胶准电容储能材料、归纳出电容炭材料的性能要求、电容器研制、确定“第四类”超级电容器）、锂离子电池研究（锂离子电池与可再生燃料电池的对决、双变价元素正极材料、磷酸钴锂正极材料、高功率锂离子电池的制作）. 第二部分叙述规模储能电池研究,包括液流电池新体系研究（蓄电与电化学合成的双功能液流电池、全金属化合物单液流电池、有机化合物正极的单液流电池）、致力于振兴铅酸电池（推广铅蓄电池新技术、铅炭电池的研究、铅酸电池新型板栅的研究）,储能电池（站）的经济效益计算方法. 第三部分叙述电动汽车发展路线研究,包括氢能燃料电池电动汽车、纯电动汽车与混合动力汽车、对我国电动汽车发展路线的建议、力争电动汽车补贴的合理化、坚守电动汽车“节能减排”宗旨、提出“发电直驱电动车”. 最后的结束语谈了三点感悟.     

长寿命、高安全性的Li4Ti5O12／LiMn2O4锂离子电池

自Sony公司推出锂离子二次电池以来，以AC／LiCoO2体系为主的商品锂离子电池由于具有高容量、高电压、环境友好等优势，已在便携式电子设备领域得到了广泛应用。但由于C／LiCoO2体系的锂离子电池存在成本、安全和寿命等方面的问题，限制了其在动力和储能领域的应用。选择合适的锂离子电池材料，开发新的电池体系是解决问题的关键。     

锂离子电池高压电解液

锂离子电池作为一种绿色可充电电池,具有较高能量密度以及功率密度,是便携式电子产品的首选,并逐渐应用于动力汽车领域。为了更好地满足其应用需求,需要进一步提高当前锂离子电池的能量密度。不同于高压正极材料的快速发展,传统电解液在较高工作电压下容易分解,很大程度上阻碍了高能量密度锂离子电池的商业化应用。作为锂离子电池的重要组分,电解液对其多方面性能均具有重要影响,因此亟需提高电解液的工作电压以解决锂离子电池能量密度较低的问题。本文从新型有机溶剂以及高电压添加剂两方面入手,综述近年来国内外高压电解液的研究进展,介绍理论计算对于设计高压电解液的作用,并对高压电解液的发展及前景做出总结和展望。     

电解液组分对锌镍电池负极自放电的影响

随着石油资源的日益紧张及燃油汽车对环境污染的日趋严重，用电池作动力的电动汽车受到各国政府的高度重视。锌镍电池以其优异^11的电气性能、原材料丰富、成本低等特点，是未来电动车车辆主要的候选电池。但锌负极充放电循环过程中存在枝晶、形变、钝化、自放电（腐蚀析氢）等问题，解决前两者的关键是抑制放电产物锌酸盐在电解液中的溶解。为此，人们提出了两种有效的电解液体系。     

电动汽车与动力电池

通过回顾电动汽车一百多年的发展历史,讨论了化学电源技术对电动汽车发展的影响。在简要介绍电动汽车种类和电动汽车对动力电池的技术要求之后,围绕动力锂离子电池应用的主要问题进行了讨论,包括电池安全性、环境适应性和成本。最后,简单分析了未来动力电池技术的发展之路。     

锂离子电池高容量合金复合负极材料的研究新进展

随着锂离子电池的应用范围向薄膜电池、储能和动力电池等方面扩展，对电池的能量密度和使用寿命提出了更高的要求，电极材料是决定这些性能的关键。目前商业化的锂离子电池负极材料主要是中间相炭微球和改性石墨。它们的比容量，尤其是体积比容量不够高。而且，由于它们的嵌锂电位接近金属锂，快速充电时容易在电极表面析出锂并产生锂枝晶，有安全隐患。因此，寻求新的高性能负极材料一直是锂离子电池研究的重要方向。     

锂离子电池硅基负极粘结剂发展现状

在锂离子电池负极材料的研究中，硅材料以其高达4200 mAh·g^-1的理论比容量，成为近年来新能源电池领域的研究热点.但是在锂化/去锂化过程中，硅负极体积变化高达300%，导致快速的容量衰减和较短的循环寿命.目前硅负极改性最有效的方法之一，是通过粘结剂来保持活性物质、导电添加剂和集流体间的接触完整性，减少硅材料在充放电循环过程中体积变化引起的裂化和粉碎，保持硅负极的高容量，提升电池循环性能.基于硅材料作为锂离子电池负极的优异特性，以及目前锂离子电池粘结剂的发展，将针对锂离子电池硅基负极粘结剂做出系统讨论，描述不同粘结剂对电池性能的主要影响，为锂离子电池硅基负极粘结剂的开发和应用提供研究方向.     

高安全性阻燃动力锂离子电池隔膜

逐年加剧的能源短缺以及日益严重的环境污染问题使得发展电动汽车日益迫切.电动汽车安全问题对动力锂离子电池在大功率输出和高安全性能等方面提出了更高的要求.隔膜电解质体系是制约动力锂离子电池快速发展的重要瓶颈之一,因此,开发高性能的隔膜对提高动力锂离子电池的综合性能至关重要.本文综述了近年来隔膜材料的种类、制备工艺、性能以及本课题组在高安全性阻燃动力锂离子电池隔膜方面的研究进展,并对未来电池隔膜的发展方向进行了预期和展望.     

高倍率A型MH-Ni电池的制备及其性能

高倍率A型MH-Ni电池的制备及其性能;高倍率氢镍电池;电池制备;充放电性能