锌酸钙的球磨法合成及其电化学性能

阳极材料;锌镍电池;锌酸钙的球磨法合成及其电化学性能     

球磨法制备锌酸钙研究

应用球磨法制备锌酸钙,并研究制备过程的影响因素.XRD,TG DTA等测试表明,合成的锌酸钙化学组成为Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O.粉末微电极和模拟电池实验显示该材料具有良好的循环可逆性.     

镧掺杂碱性锌合金电极的制备及其电化学性能研究

运用脉冲电沉积技术,将Zn2+,Pb2+,Bi3+,La3+共沉积制备多元合金,以此来改善锌电极的电化学性能。利用XRD,SEM和EDS对多元合金进行了结构表征,结果显示共沉积Pb,Bi,La元素进入了锌中形成置换型固溶体。通过极化曲线、塔菲尔曲线、循环伏安曲线、交流阻抗谱和充放电循环实验,研究了共沉积元素对锌电极在6 mol.L-1KOH溶液中电化学性能的影响,结果表明Zn-Pb-La-Bi四元合金电极的腐蚀电流为107.68 mA,致钝电流为68.85 mA,与锌电极相比,腐蚀程度降低了66.834%,阴阳极峰电流的衰减最慢,电化学阻抗也较大。以Zn-Pb-La-Bi四元合金粉为负极或锌粉为负极,组装二次碱性锌镍电池,充放电循环实验表明,最高容量分别为130.8,121.8 mAh.g-1,循环20次,电池衰减百分数分别为2.68%,6.65%。结果表明本文制备的8种合金电极的综合性能顺序为Zn-Pb-La-Bi>Zn-Bi-La>Zn-Pb-Bi>Zn-Pb-La>Zn-Bi>Zn-La>Zn>Zn-Pb,综合性能最佳的Zn-Pb-La-Bi合金有望代替汞齐化锌用作二次碱性锌镍电池负极。     

电解液流速对锌镍单液流电池性能的影响简

通过电化学测试、扫描电子显微镜观察和X射线衍射分析研究了电解液流速、电流密度和锌沉积面容量三者关系及对锌镍单液流电池充放电性能和负极锌沉积形貌的影响. 结果表明,锌沉积面容量是影响锌镍单液流电池充放电效率和负极锌沉积形貌的最主要因素,电解液流速不宜过高或过低. 随着锌沉积面容量的增大,电池的充放电效率和循环稳定性对电流密度的变化更为敏感,适宜的电解液流速范围变窄. 锌沉积面容量在25 mA·h/cm2以上,锌沉积皆呈海绵状. 在较低锌沉积面容量下,电解液流速也较低时,海绵锌沉积较为均匀致密. 而在高的锌沉积面容量下,海绵状锌沉积的团簇和颗粒变大,不均匀性加重,仅在适中的电解液流速(7.1 L/min)下,锌沉积部分致密规整,电池具有较好的充放电性能.     

单液流锌镍电池锌负极性能及电池性能初步研究

对单液流锌镍电池锌电极在电解液流动状态下,电沉积锌形貌随电流密度的变化进行表征,结果表明,随充电电流密度的增大电沉积锌层逐渐致密化,没有枝晶生成.组装了容量为2Ah的电池,并进行长时间充放电性能研究.测试结果该电池的平均充电电压为1.84 V,平均放电电压1.65 V,平均库仑效率达到96%,能量效率达到了86%.     

电解液流速对锌镍单液流电池性能的影响

通过电化学测试、 扫描电子显微镜观察和X射线衍射分析研究了电解液流速、 电流密度和锌沉积面容量三者关系及对锌镍单液流电池充放电性能和负极锌沉积形貌的影响. 结果表明, 锌沉积面容量是影响锌镍单液流电池充放电效率和负极锌沉积形貌的最主要因素, 电解液流速不宜过高或过低. 随着锌沉积面容量的增大, 电池的充放电效率和循环稳定性对电流密度的变化更为敏感, 适宜的电解液流速范围变窄. 锌沉积面容量在25 mA·h/cm²以上, 锌沉积皆呈海绵状. 在较低锌沉积面容量下, 电解液流速也较低时, 海绵锌沉积较为均匀致密. 而在高的锌沉积面容量下, 海绵状锌沉积的团簇和颗粒变大, 不均匀性加重, 仅在适中的电解液流速(7.1 L/min)下, 锌沉积部分致密规整, 电池具有较好的充放电性能.     

中性或弱酸性体系下锌基水系电池负极材料研究进展

锌具有原料丰富、质量轻便、金属导电性与延展性好以及理论比容量高等优势,可以作为绿色可充电电池的理想电极材料。其中,以中性或弱酸性水溶液为电解质、锌为负极的锌基水系电池具有安全性高、电池材料廉价无毒、制备工艺简单、环境友好等特点,在储能和动力电池领域具有极高的应用价值和发展前景。但电池充放电过程中伴随的锌枝晶、析氢、腐蚀、钝化等问题限制了其实际应用。本文综述了锌基水系电池负极存在的问题及当前的解决策略,并对其负极研究发展方向进行了展望。     

钡添加剂对二次碱性锌电极性能的影响

采用直接化学合成法制备以钡作添加剂的二次碱性锌电极活性物质,样品的表面形貌及其晶态结构由SEM和XRD表征,并以循环伏安、充放电循环及电化学阻抗谱测定样品的电化学性能.实验表明,锌电极因Ba的添加而生成一种化学式为BaZn(OH)4·xH2O的锌酸钡,改善了电极的电化学性能.此外发现,Zn电极的电化学阻抗谱含有一个对应于电极表面放电产物覆盖率的时间常数.     

新型Ni(OH)2.05电极材料的电化学性能研究

采用化学氧化法制备了碱性二次电池用正极材料Ni(OH)2.05, 考察了其作为镍氢电池正极活性材料的电化学性能. 结果表明: 以氧化处理过的样品为正极材料组装成镍氢模拟电池在0.2 C倍率下放电容量为281 mAh•g－1; 1 C充放电条件下, 270次循环后容量保持98% 以上. 交流阻抗分析和循环伏安测试表明, 经过氧化修饰的镍电极具有更小的电荷传递电阻、更快的质子扩散速度; ΔEa,c小于未处理样品70 mV, 电化学可逆性优于未处理样品; 对不同放电截止电压下的充放电测试发现: 放电截止电压进一步降低后, 相对于未处理过的样品, 氧化处理后样品无明显的二次放电平台, 第一放电平台末的容量与未处理样品二次放电平台末容量相当, 从而有效地抑制了二次放电平台现象.     

熔盐锌热法制备三维多孔碳用于高性能钾离子电池负极材料

采用熔盐锌热法,以蔗糖为前驱体成功制备了三维多孔碳材料,并将其用作钾离子电池负极材料。所制备的三维多孔碳具有大量相互贯通的孔道,有效地缓解了电极在充放电循环过程中的体积效应,提高了电解液对电极的浸润性,缩短了钾离子的扩散路径,从而展现出优异的循环稳定性和倍率性能。三维多孔碳电极在0.5 A·g-1的电流密度下,经过2500次循环后仍展现174.6 mAh·g-1的比容量,甚至在4.4 A·g-1的高倍率下容量仍保持在170 mAh·g-1。     

稀土氧化物对二次锌电极性能的影响

应用阴极极化法在锌电极上覆盖一层稀土氢氧化物膜La(OH)3或Ce(OH)3,并用循环伏安、动电位极化、定电位阴极极化实验研究其电化学性能.结果表明,La(OH)3或Ce(OH)3膜能抑制锌酸根离子的迁移,提高析氢过电位,降低腐蚀电流密度并能抑制枝晶生长.SEM观测显示,稀土氧化物La2O3或CeO2改变了锌沉积形态,进而提高了锌酸钙电极的充放电循环性能.     

掺杂NiO的Ni(OH)_2电化学性能研究

于Ni(OH)2中添加具有电容特性和大电流充放电性能良好的NiO.研究发现掺杂5%NiO的Ni(OH)2在0.2C倍率下放电容量可达310.1mAh/g,而3C放电容量还可以保持79.5%.其循环伏安扫描氧化还原峰电位差仅为164mV,表明该材料的循环可逆性好.由此可见在Ni(OH)2掺杂适量的NiO,对于Ni(OH)2的大电流充放电性能确有改进作用.     

Preparation of Al/Ni Reactive Multilayer Foils and its Application in Thermal Battery

The conventional heating materials of thermal battery have the disadvantages of low combustion rate and less heat release, so it is necessary to develop new heating materials. Al/Ni Reactive Multilayer Foils (RMFs) is an ideal heat source due to its high heat release, fast burning speed and no gas generated during combustion. Al/Ni RMFs were prepared by magnetron sputtering, and the heat transfer process of thermal battery using Al/Ni RMFs as heating material was simulated by the COMSOL MULTIPHYSICS simulation. The Al/Ni RMFs combustion reaction mechanism with different Al/Ni ratios was proposed according to DSC and XRD results. The effects of Al/Ni atomic ratio of RMFs on the melting time of electrolyte were investigated, and the temperature distribution during the activation was obtained, indicating the rapid activation process of the thermal battery.     

锌负极材料锌酸钙的晶体形貌和物化性质研究

0引言 碱性可充锌基电池因其具有能量密度高、无环境污染而引起人们的广泛重视.上世纪70年代掀起了二次锌电极研究的热潮.但电极材料的形变、枝晶等问题依旧影响了锌电极的开发利用.     

新型氢氧化镍正极材料的制备和表征

选取Co、Zn、Ca、Mg、Cu等元素与Ni元素按照一定的化学计量比"合金化",实行修饰或掺杂,制备出新型氢氧化镍(New Type Nickel Hyclroxide,NTNH).利用X射线衍射、扫描电镜和恒电流充放电技术测试其相结构、表面微观形貌和充放电性能.研究结果表明:和商业产品相比,新型氢氧化镍具有良好的高温大电流充放电性能和循环稳定性.实现多种元素共沉积,利用元素之间的协同效应,是改善氢氧化镍正极材料高温大电流充放电性能的一条有效途径.     

层状正极材料LiNi1/6Co1/6Mn2/3O2的制备及电池性能

0引言为解决目前日益严重的汽车尾气排放对城市空气造成污染问题,作为绿色能源的锂离子电池已成为动力电池的首选对象。国际上,高容量、大功率锂离子电池早于1995年已开始研制。1996年,我国天津电源研究所也进行了大容量锂离子蓄电池及电池组的探索[1]。目前,锂离子电池的正极材料是制约其大规模推广应用的关键。现研究的正极材料主要包括具有层状结构的LiCoO2,LiN iO2和LiM nO2及具有尖晶石结构的LiM n2O4等。其中LiC oO2作为目前唯一已经商业化的正极材料具有理论容量高、可循环性能好等优点,但因Co资源的相对缺乏导致其价格高昂。…     

Preliminary study of single flow zinc–nickel battery

A novel redox flow battery–single flow Zn/NiOOH battery is proposed. The electrolyte of this battery for both negative electrode and positive electrode is high concentration solutions of ZnO in aqueous KOH, the negative electrode is inert metal such as nickel foil, and the positive electrode is nickel oxide for secondary alkaline batteries. Typically, there is no requirement for a membrane in the battery. Ni(OH)₂ is oxidized to NiOOH at positive electrode and the zincate ions is reduced to zinc and electroplated onto the negative electrode during charge. The reverse occurs during discharge. Results obtained with a small laboratory cell show that high efficiencies can be achieved with an average coulombic efficiency of 96% and energy efficiency of 86% over 1000 cycles. High performance obtained indicates that the single flow zinc/nickel battery is a promising battery.     

Ni(OH)_2电极材料的XRD和Raman光谱表征

用 XRD和 Raman光谱等方法对几种典型球形 Ni( OH) 2 电极材料进行了表征 ,并分析了材料的表观形貌、掺杂元素和微观结构等对其充放电性能的影响 .结果表明 ,有较好填充性和充放电性能 Ni( OH) 2 电极材料所具有的特征为 ,颗粒的球形好且结晶完好 ,晶粒较小 ,较大的晶格参数 c,并在 51 0和 3596cm- 1 处可以生成 Raman光谱峰 ;而 XRD和 Raman光谱方法则是评价 Ni( OH) 2 电极材料性能的有效手段 .     

Ultrasound-induced elevation of interlayer spacing and conductivity of CoNi hydroxides for high-performance Ni–Zn batteries

Nickel–zinc (Ni–Zn) batteries hold a lot of promise for energy storage thanks to their high output voltage, plentiful Zn supply, and low toxicity. Achieving the facile preparation of high-performance cathodes at ambient temperature remains a challenge, it is however essential for practical applications. Here, in the present study, an efficient ultrasound-assisted one-step fabrication of CoNi double hydroxide (UA-CoNi DH) microspheres at room temperature that performs well as a cathode for Ni–Zn batteries was proposed. This designed ultrasound-assisted method induces the formation of metal double hydroxide with an elevation of interlayer spacing and bulk conductivity while maintaining the structure features of CoNi DH prepared without ultrasound assistance. As a result, the UA-CoNi DH as an electrode material displays highly enhanced electrochemical properties relative to CoNi DH prepared without ultrasound assistance. Benefitting from the improved performance of our UA-CoNi DH electrode, the Ni–Zn battery with UA-CoNi DH as the cathode (UA-CoNi DH//Zn) delivers a good specific capacity (202.36 mAh/g) and rate performance (70.49% capacity maintained at a 10-fold higher current), presenting more than 71.61% and 21.99% improvement relative to the CoNi DH//Zn battery, respectively. This work offers guidelines for constructing high-performance Ni–Zn battery cathodes in an open environment.