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。     

MH/Ni电池储存性能的改善及其机理研究

应用恒电流充放电法和循环伏安法研究了MH/Ni电池的储存性能.结果表明,储存期间当电池开路电压下降至1.0V以下后,组成正极导电网络的CoOOH将被还原并在随后的充电过程中不能完全复原,导致电池储存性能下降.如于正极中加入镍粉作导电剂,便能在一定程度上减缓这种影响,改善电池的储存性能.     

MH—Ni电池低温性能的研究

从合金组成及电解液组份研究了ＭＨ－Ｎｉ电池的低温性能，确定了适宜的合金组成和电解液组成。     

混合动力车用新型双极性MH/Ni电池的研制及性能测试

This paper deals with the design and development of bipolar Ni/MH batteries. After optimizing the parameters of bipolar plates by adjusting electrode thickness and modifying the capacity ratio of two adjacent electrodes of a single cell, some bipolar Ni/MH stacks with a voltage of 6 V were assembled and examined. Electrochemical testing results showed that the bipolar battery has excellent high rate discharge and recharge characteristics, satisfying pulse discharge performance even in a low state of charge (SOC). Moreover, the battery showed good stability during pulse cycles as simulating hybrid electric vehicle working conditions. It would be a promising alternative for power storage system in hybrid electxic vehicles.     

锂离子电池电解液中甲醇杂质对石墨电极性能影响机制的电化学阻抗谱研究

运用电化学阻抗谱和循环伏安法研究了在1mol/LLiPF6-EC/DEC/DMC电解液中,不同甲醇杂质含量对石墨电极性能的影响及其机制.结果表明,甲醇对石墨电极性能的影响与电解液中甲醇的含量有关;其对石墨电极性能的影响机制为甲醇在2.0V左右还原生成的甲氧基锂沉积在石墨电极表面上,形成一层初始SEI膜,影响了EC的还原分解成膜过程.     

MH－Ni电池低温性能的研究

从合金组成及电解液组份研究了ＭＨ－Ｎｉ电池的低温性能,确定了适宜的合金组成和电解液组成。     

Mn2+浓度对钒液流电池正极液的电化学性能影响

电解液中金属离子会影响钒液流电池的电化学性能。本文采用循环伏安法和电化学阻抗谱研究了正极液中Mn2+浓度对V髨/V(Ⅳ)电对的氧化还原过程影响规律,发现Mn2+在正极液中没有发生副反应,但严重影响V髨/V(Ⅳ)的反应活性、电极反应可逆性、离子扩散与电荷转移反应等电化学性能。循环伏安测试结果表明Mn2+浓度为0.04-0.13 g.L-1时,V髨/V(Ⅳ)电对电极反应可逆性和反应活性较高,钒离子扩散系数由参照溶液中的8.89×10-7-1.098×10-6增大至1.302×10-6-1.800×10-6 cm2.s-1,提高了-60%;电化学阻抗测试结果表明Mn2+浓度为0-0.04 g.L-1时,V髨/V(Ⅳ)电对电极反应阻抗和界面阻抗均较参照溶液中的增加不明显,但当Mn2+浓度增至0.07 g.L-1时,上述阻抗值较参照溶液增大了25%-28%。基于二者结果,Mn2+对电极反应有不同程度的负面影响,但是适当的Mn2+浓度有利于钒离子的扩散。     

纳米氧化物对MH/Ni电池负极电化学性能影响的研究

采用纳米氧化铜作为添加剂掺杂制备MH/Ni电池负极, 研究了氧化铜在电极内部的反应机理, 考察了修饰后电极储备容量的变化, 及电极的电化学性能, 并应用EIS方法探讨了电极性能改善的作用机理. 循环伏安测试表明, 氧化铜在首次充电时被还原成铜并沉积在合金颗粒表面. 电化学测试表明, 掺杂后合金电极的电化学性能显著提高. EIS分析表明, 掺杂后合金电极的导电性提高, 电化学活性增强.     

酞菁类化合物对MH/Ni电池性能的影响

针对MH/Ni电池充电过程中氧的产生和不恰当的消除方式带来的内压升高和热量聚集使电池总体性能衰减很快的问题, 提出采用降低化学催化氧还原的比例, 提高热量产生少的电催化氧还原比例的方法加以解决.金属酞菁类化合物是一种电催化氧还原剂.添加酞菁的MH/Ni电池与对比电池进行容量衰减、内压、大电流放电等特性比较, 其性能均有显著提高.     

吡唑基镁卤化物/四氢呋喃可充镁电池电解液

将不同配比的吡唑与格氏试剂反应制得的吡唑基镁卤化物/四氢呋喃（THF）溶液用作可充镁电池电解液,采用循环伏安和恒电流充放电测试研究了该电解液的镁沉积-溶出性能和氧化分解电位;并通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对沉积物的组分和形貌进行了分析. 结果表明,吡唑上的取代基、吡唑与格氏试剂的反应配比对电解液的电化学性能都有影响. 1 mol·L^-1 1-甲基吡唑-PhMgCl（1：1摩尔比）/THF反应配制的电解液在不锈钢（SS）集流体的阳极氧化分解电位达到2.4 V（vs Mg/Mg²⁺）,并具有镁沉积-溶出电位低、循环稳定性高、配制方便的特点,有希望应用于实际的可充镁电池体系中.     

添加剂氟代碳酸乙烯酯对锂离子电池性能的影响

在1 mol·L-1 LiPF6/碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)+碳酸甲乙酯(EMC)(EC、DMC、EMC体积比为1:1:1)电解液中加入体积比为2%的添加剂氟代碳酸乙烯酯(FEC), 用循环伏安法(CV)、扫描电镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、电化学阻抗谱(EIS)等方法, 研究了FEC 对锂离子电池性能及石墨化中间相碳微球(MCMB)电极/电解液界面性质的影响. 结果表明, 体积比2%FEC的添加可以抑制部分电解液溶剂的分解, 在MCMB电极表面形成一层性能优良的固体电解液相界面(SEI)膜, 降低了电池的阻抗, 明显提高了电池的比容量和循环稳定性.     

钴的添加形式对氢氧化镍电极性能的影响

研究了钴元素分别以Co ,CoO ,Co +CoO三种形式作为添加剂并分别以与Ni(OH) 2 用机械混合的方式添加到电极活性物质中时对镍电极性能的影响 ,用循环伏安法和电化学交流阻抗法对实验结果进行分析 .结果表明 :对于机械混合的添加方式 ,Co ,CoO和Co +CoO三种形式的钴添加剂均可在一定程度上改善镍电极的性能 .其中 ,当钴以CoO的形式添加时镍电极的性能最好 .这是因为三种形式的添加剂均在一定程度上改善了活性物质Ni(OH) 2 的结构、增强了电极中质子的传输能力 ,从而提高了镍电极反应的可逆性 ,强化了镍电极的析氧极化 ,并提高了镍电极的充电效率 ,其中CoO的作用效果最明显 .     

电解液添加剂硫酸亚乙酯对锂离子电池性能的影响

在1 mol/L LiPF₆/碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯+碳酸甲乙酯（体积比1∶1∶1）电解液中,采用恒流充放电测试、循环伏安法（CV）、扫描电子显微镜（SEM）、能量散射光谱（EDS）、电化学阻抗谱（EIS）等测试技术,研究了添加剂硫酸亚乙酯（DTD）对锂离子电池性能及石墨化中间相碳微球（MCMB）电极/电解液界面性质的影响。 结果表明,在电解液中引入体积分数0.01%DTD后,MCMB/Li电池可逆放电容量从300 mA·h/g提高至350 mA·h/g,电池总阻抗降低,循环稳定性提高。CV测试发现,在首次还原过程中,DTD在电极电位1.4 V左右（vs Li/Li⁺）发生电化学还原,参与了MCMB电极表面固体电解质相界面膜（SEI膜）的形成过程。 同时,DTD对LiMn₂O₄电极性能无不良影响。     

弱碱性介质中氯离子对铜电极腐蚀行为的影响

应用循环伏安法、X射线光电子能谱法、电化学阻抗谱法以及现场椭圆偏光法研究了在弱碱性介质中添加Cl－对铜电极腐蚀行为的影响.结果表明, Cl－的加入能加剧铜电极的腐蚀,使腐蚀电流以及现场椭圆偏振参数Δ的变化范围都增大1个数量级, Cl－对Cu2O的掺杂将使铜电极的表面膜变得疏松,膜的耐蚀性变差.椭圆偏光实验不仅与电化学和能谱实验的结果一致,而且还能定性地、清楚地分辨出铜电极腐蚀过程中Cu2O的生成、Cl－对Cu2O的掺杂、CuO的生成等不同阶段;同时,利用恰当的模型还能定量地确定各个阶段铜电极表面膜的组成、厚度的变化,从而为研究铜电极的腐蚀与防护机理提供更多有用信息.     

十二烷基磺基甜菜碱与铂电极支撑的磷脂双层膜作用的电化学研究

以铂电极支撑的磷脂双层膜(Supported Bilayer Lipid Membrane,s-BLM)作为生物膜的模型,以Fe(CN)36-和Fe(CN)64-为探针分子,利用循环伏安法(CV)和交流阻抗谱(EIS)研究两性表面活性剂十二烷基磺基甜菜碱(Dodecyl Sulfobetaine,DSB)对s-BLM相互作用。结果显示,DSB可以嵌入到s-BLM的疏水区,容易使其表面分子的排列发生变化,产生缺陷或孔洞,探针分子Fe(CN)63-和Fe(CN)64-可以通过这些微孔接近电极,产生氧化还原响应。并且作用时间、DSB的浓度以及胆固醇的存在与否对二者的相互作用有直接影响。此外作用后的双层膜在0.1mol/LKCl溶液中能够自我修复,这表明DSB与s-BLM的相互作用是可逆的。     

Electrochemical synthesis and characterization of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) in ionic liquids with bulky organic anions

The electrochemistry of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) was studied in two ionic liquids with bulky organic anions, i.e., 1-butyl-3-methylimidazolium (BMIM) diethylene glycol monomethyl ether sulfate (MDEGSO₄) and BMIM octyl sulfate (OctSO₄). BMIM-MDEGSO₄ is a liquid, while BMIM-OctSO₄ is in solid form at room temperature. Electrosynthesis of PEDOT in BMIM-MDEGSO₄ with an EDOT concentration of 0.1 M and in BMIM-MDEGSO₄/EDOT 1/1 (w/w) solution resulted in no polymer at all or a very limited amount of polymer on the electrode surface, as determined by cyclic voltammetry in 0.1 M KCl(aq) solution. In contrast, electrosynthesis of PEDOT in BMIM-OctSO₄/EDOT 1/1 (w/w) resulted in a high yield of electroactive material on the electrode surface. Furthermore, electrosynthesis of PEDOT in ionic liquid–water solution (C_{ionic liquid}=1.5 M) containing 0.1 M EDOT was also found to give a relatively high yield of electroactive material on the electrode surface, both for 1.5 M BMIM-MDEGSO₄(aq) and 1.5 M BMIM-OctSO₄(aq). The PEDOT electrodes showed an anionic potentiometric response in 10^–5–10^–1 M KCl(aq) solution, indicating a predominant anion transfer at the polymer–solution interface despite the relatively bulky anions (MDEGSO₄^– or OctSO₄^–) incorporated as counterions in PEDOT during electropolymerization. On the basis of electrochemical impedance spectroscopy, the charge (ion) transport properties of the polymer film were strongly influenced by the water content of the ionic liquid (C_{ionic liquid}=0.05–2.0 M).Dedicated to Zbigniew Galus on the occasion of his 70th birthday     

电化学阻抗谱研究聚合物凝胶电解质对染料敏化太阳能电池性能的影响

用甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)与N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)共聚物P(HEMA-NVP)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物P(MMA-NVP)为原料制备了聚合物凝胶电解质, 用电化学阻抗谱(EIS)研究了聚合物凝胶电解质中聚合物基质的结构与组成对准固态染料敏化太阳能电池(DSSCs)光伏性能的影响. 不同交联剂用量、不同HEMA用量的P(HEMA-NVP)共聚物及不同MMA用量的P(MMA-NVP)吸收液态电解质后分别形成HGelI、HGelII、MGel凝胶电解质. 结果发现, 随共聚物P(HEMA-NVP)中交联剂由0.1%(w, 下同)增大到0.6%时, 形成的HGelI 组装的DSSCs的光电转化效率(η)先增大后降低, 交联剂用量为0.4%时, DSSCs的η为最大, 为5.54%(光强100 mW·cm^-2). 同时, 比较HGelII 系列和MGel 系列DSSCs的光电性能参数发现, 含有羟基的HGel 系列的η要高于MGel 系列, 而后者的开路电压(V_oc)值高于前者. 在HGelII 系列中, HEMA含量为60%(w)时, DSSCs的η最高. 电化学阻抗谱分析表明共聚物中交联结构的不同影响了电池内部的界面阻抗及离子的传输, 引入羟基有利于降低界面阻抗. 通过调整共聚物中交联剂用量和羟基含量可改善DSSCs的光伏性能.     

Electrochemical behavior of PbO2/PbSO4 electrode in the presence of surfactants in electrolyte

The electrochemical behavior of PbO₂/PbSO₄ electrode is investigated in 4.5 M H₂SO₄ in presence of three surfactants, Sodium Dodecyl Sulfate (SDS), Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and Sodium tripolyphosphate (STPP), using cyclic voltametry, electrochemical spectroscopy impedance and galvanostatic discharge as techniques. The micro morphology of the surface of the modified PbO₂ electrodes is examined by scanning electron microscopy. The results show that SDS and CTAB when added in the electrolyte could refine the coating particles and change the roughness of the surface of the electrode leading to a thin film of PbO₂ with amorphous character. In addition, SDS and CTAB shift the hydrogen evolution potential towards more negative values, improve the discharge capacity of the anodic layer and accelerate the charge transfer. Under cathodic polarization, CTAB presents the lowest value of the charge transfer resistance R_ct. In the contrary, STPP shifts the oxygen evolution potential towards more positive values, passivates the surface of the electrode and inhibits completely the reaction of PbO₂ formation.     

Li_2CO_3添加剂对石墨电极性能的影响

运用电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)研究了在1mol/LLiPF6-EC(碳酸乙烯酯):DMC(碳酸二甲酯)电解液中添加Li2CO3对石墨电极性能的影响及机制.CV研究结果表明,在1mol/LLiPF6-EC:DMC电解液中添加Li2CO3能够有效抑制石墨电极首次充放电过程中碳酸乙烯酯(EC)的单电子还原过程,即还原分解产生乙烯和碳酸锂的过程,进而改善石墨电极的电化学循环性能.EIS研究结果表明,在添加Li2CO3的1mol/LLiPF6-EC:DMC电解液中,石墨电极表面的固体电解质相界面膜(SEI膜)具有较强的黏弹性,可以更好地适应锂离子嵌入过程中石墨颗粒体积的微小变化,从而使锂离子的嵌入过程更容易进行.