千瓦级熔融碳酸盐燃料电池堆

1.5kW级熔融碳酸盐燃料电池（molten carbonate fuel cell,MCFC）堆由15个电极面积为250mm×400mm的单电池组成.系统采用内部分配方式供给气体,通过设在电池堆上、下部和四个侧面的电炉丝进行加热.在常压和650℃条件下,分别以氢气和空气作燃料和氧化剂,经过4次热循环,电池堆的开路电压依然保持在16.33V,在运行144h后,电池堆在150mAcm^-2放电时,其峰值输出功率为1.48kW,在工作电压10.5V（平均每个单电池的工作电压为0.7V）条件下输出功率基本不变,达到825W.     

相转化法制备陶瓷涂层改性锂离子电池隔膜

以聚乙烯（PE）隔膜为基底，涂覆聚偏氟乙烯（PVDF）和纳米氧化铝（nanoAl2O2），通过相转化的方法形成多孔陶瓷涂层，以改善聚乙烯隔膜对电解液的润湿能力、吸液能力及其热稳定性和电化学稳定性。结果表明：当涂层溶液中ω（PVDF）-0．15，72）（nano—Al2O2）-0．3时，改性隔膜的吸液率比纯PE隔膜提高了211．5％，水接触角降低了41．3°，热分解温度和电化学稳定窗口分别提高了73．4℃和0．2V。电池的容量保持率达到96．17％，而纯PE隔膜的只有85．78％。改性后隔膜的润湿能力、稳定性、安全性以及循环性能都有较大程度的提高。     

全钒液流电池磺化石墨烯/Nafion复合膜的研究

本文通过磺化石墨烯对Nafion膜进行改性,研究了磺化石墨烯/Nafion复合膜（GRS-Nafion复合膜）的吸水率、电阻率和钒离子迁移数. 结果表明,经磺化石墨烯改性之后,GRS-Nafion复合膜的面电阻和钒离子渗透率显著降低. 全钒液流电池的测试结果表明,GRS-Nafion复合膜有着更加优异的电化学性能,展示出GRS-Nafion复合膜在液流电池中的应用潜力.     

液相隔膜辉光放电等离子体自由基发射光谱研究

为了更好了解液相隔膜辉光放电等离子体引发的化学反应机理,运用发射光谱法研究了稀硫酸溶液隔膜辉光放电等离子体产生的自由基,估算了电子温度与电子密度。结果表明：当电压超过700 V时,观察到了羟基自由基和氢原子的发射光谱;当电压超过750 V时,除了羟基自由基和氢原子外,还观察到了氧原子的发射光谱;这些自由基的发射强度随电压升高而升高;稀硫酸溶液隔膜辉光放电等离子体的平均电子温度与平均电子密度分别为1.3×104 K与7.8×1017 cm-3。     

首届全国化学类专业研究生化学课程与教学研讨会暨全国化学类专业研究生教育论坛纪要

高中化学电化学部分以氯碱工业为例,讨论了用阳离子交换树脂隔膜电解槽电解饱和食盐水时在电解池阴极区和阳极区发生的变化及其原理.     

锂硫电池用碳化钛涂层隔膜性能探究

为提高锂硫电池的比容量和循环性能,本文使用纳米碳化钛（TiC）作为涂层制备得到TiC/Celgard涂层隔膜,并探究其对锂硫电池性能的影响. 电化学性能测试结果表明,涂层隔膜能有效提高电池在不同倍率下的比容量以及电池的循环性能,在2C倍率下仍表现出650 mAh·g-1的比容量,0.5C循环100周容量仍能保持在843.1 mAh·g-1.     

纤维素微孔锂电隔膜的制备及性能研究

为了改善锂电隔膜的亲液性和耐高温性,以醋酸纤维素为成膜材料,利用相转化法制备了新型锂电隔膜,通过形貌和孔道结构表征、亲液性能和耐热性能测试对醋酸纤维素隔膜的基本性能进行研究,并将该隔膜装配成锂离子电池进行充放电性能测试. 结果表明,醋酸纤维素隔膜具有均匀的微孔结构,孔隙率达到65%,约为传统聚烯烃隔膜的1.5倍;纤维素材料的良好亲液性和高孔隙率结构改善了隔膜的吸液性能,其吸液率达到285%;该隔膜在150 ^oC、30 min的热处理条件下未发生明显的热收缩. 鉴于上述优点,相对于市售PE隔膜,醋酸纤维素隔膜所装配锂离子电池显示出更优的循环性能和倍率性能.     

静电纺丝技术在锂离子动力电池中的应用

锂离子动力电池,作为动力源,要求其具有较高的比容量、倍率性能、热稳定性及优异的循环性能。静电纺丝技术是一种新型纳米纤维制备技术,因其制备的纳米纤维膜具有比表面积大和孔隙率高等特点,近年来在锂离子电池领域得到了广泛应用,有望成为大幅改善锂离子动力电池性能的关键技术。基于锂离子动力电池的特性,当前静电纺丝技术主要用于制备高孔隙率的纳米纤维膜、高分子共混膜及无机-高分子复合膜等隔膜材料以提高隔膜的机械性能和热稳定性;此外,静电纺丝技术还被用于改善磷酸铁锂等聚阴离子型正极材料及石墨负极材料的电化学性能。本文还针对上述研究中存在的问题,提出了未来静电纺丝技术在锂离子动力电池中应用的可改进的研究方案。     

拉伸外场作用下热定型工艺对湿法隔膜微观结构及性能影响关系研究

在湿法隔膜制备过程中,热定型工艺与常规热定型工艺有所不同,在高温处理同时还需要对隔膜进行拉伸回缩,即湿法隔膜在热定型过程中存在拉伸外场和温度场耦合作用.本文通过设计不同拉伸比与回缩比,研究了热定型工艺中拉伸外场(拉伸比、回缩比)对隔膜微观结构及宏观热收缩性能的影响关系.结果 发现,小的拉伸比(≤1.3)仅作用于聚乙烯的...     

高性能锂离子二次电池隔膜

随着电动汽车对锂离子电池功率要求的不断提高, 高性能锂离子电池逐渐成为了人们研究的热点。隔膜作为锂离子电池的关键部件之一, 发挥着隔离正负极材料以及为锂离子迁移提供通道的作用。此外, 隔膜的热稳定性也直接影响着锂离子电池的安全性能。聚烯烃微孔隔膜由于其出色的化学稳定性、机械强度以及价格低廉而被广泛应用于锂离子电池中。然而, 其热稳定性差以及不易湿润等缺点给高性能锂离子电池的广泛应用带来很大隐患。因此, 本文探讨了聚烯烃微孔隔膜的表面改性, 以此为出发点, 介绍了基于聚合物表面改性的聚烯烃微孔隔膜、基于无机纳米颗粒的聚烯烃微孔隔膜、基于有机-无机复合材料的聚烯烃微孔隔膜的研究进展。在基于无机纳米颗粒的聚烯烃微孔隔膜的介绍中, 本文还对原子层沉积法、化学气相沉积法、物理气相沉积法等先进表面改性方法进行了简单介绍。随后, 从湿法制备、相转化法、呼吸图法、静电纺丝法以及原位聚合法5种方法出发, 对其他聚合物微孔隔膜的研究进展进行了介绍。最后, 本文对将来高性能隔膜材料的研究方向上作出展望, 旨在为高性能锂离子二次电池隔膜材料的研究和应用提供参考。