锌离子在水相介质Zn/V_2O_5二次电池中的迁移性能研究

利用间歇性恒电流测定法和Ｘ Ｒａｙ衍射法,研究水相介质的Ｚｎ／Ｖ２Ｏ５二次电池中的锌离子在正极材料中的迁移性能及其放电机理;讨论锌离子在正极材料中发生迁移时的某些动力学参数与放电深度的关系．实验结果表明,该电池的正极放电反应为锌离子在ＺｎｘＶ２Ｏ５中的嵌入过程．     

Zn/V2O5水相二次电池的交流阻抗研究

钒的氧化物,特别是Ｖ6Ｏ13与Ｖ2Ｏ5,由于具有层状结构,可以嵌入一定量的小体积阳离子而保持原有的晶体结构基本不变,因而作为电池的可逆嵌入电极材料,一直受到广泛重视[1-9].从考虑降低电池生产成本、提高电池的安全性和充分利用我国的钒资源角度出发,本课题组研究了锌与一些钒氧化物组成的二次电池,主要是Ｚｎ/Ｖ6Ｏ13有机相二次电池[10]和Ｚｎ/Ｖ2Ｏ5水相二次电池[11,12].研究结果表明,在一定范围内,锌离子能够可逆地嵌入到上述钒氧化物的层状结构中.该类二次电池具有价格低、安全性能好、能量密度大并具有适度的循环寿命和贮存寿命等优点…     

客体预嵌策略提升水系锌离子电池正极材料电化学性能

随着人们对电子通讯器件、新能源汽车以及电网级储能技术的需求日益增长,开发安全、高效且兼具环保、低成本等优点的二次电池显得至关重要。近年来,水系锌离子电池因其高安全性、高容量、低成本以及环境友好等优点受到了广泛关注。在与锌负极相匹配的众多正极材料中,具有多电子转移特性的钒基和锰基材料表现出了广阔的应用前景。然而这些正极材料在电池循环过程通常面临着结构坍塌、组分溶解、衍生副反应、反应动力学缓慢等问题,严重制约了其商业化进程。近年来,大量研究表明,客体离子或分子预嵌正极宿主结构可以有效缓解上述问题,提升水系锌离子电池正极材料的电化学性能。本文综述了客体预嵌策略应用于水系锌离子电池钒、锰基正极材料的研究进展,对该策略所解决的问题以及其局限性进行了讨论和总结,并对未来水系锌离子电池钒基和锰基正极材料的研究发展方向进行了展望。     

水系锌离子电池钒基氧化物正极材料研究进展

近年来,钒基氧化物因为种类众多、理论比容量高和倍率性能优异等优点,被认为是一类具有潜在应用价值的水系锌离子电池正极材料。本文综述了V2O5、VO2等钒基氧化物材料的结构特点及其作为水系锌离子电池正极材料的最近研究进展。重点概述了当前钒基氧化物在锌离子电池中所面临的关键问题以及应对策略;最后,对钒基氧化物储锌材料的发展方向进行了展望。     

无汞锌锰干电池反应机理的探讨

无汞锌锰干电池反应机理的探讨张述林李敏娇（四川轻化工学院科研处自贡６４３０３３）关键词络合离子配位体机理中图分类号Ｏ６４６在电解液中加入ＰｂＣｌ２、聚乙二醇能有效地抑制锌腐蚀，用ＰｂＣｌ２、聚乙二醇及其混合物替代ＨｇＣｌ２装配电池，对电池性能进行检测...     

水系锌离子电池用钒基正极材料的研究进展

水系锌离子电池(aqueous zinc-ion batteries,AZIBs)具有高安全性、低生产成本、锌资源丰富和环境友好等优点,被认为是未来大规模储能系统中极具发展前景的储能装置。目前,AZIBs的研究关键之一在于开发具有稳定结构和高容量的锌离子可脱嵌正极材料。钒基化合物用作AZIBs正极时,表现出可逆容量高和结构丰富可变等特点,受到了广泛的关注和研究。然而,钒基化合物的储锌机理较复杂,不同材料通常表现出各异的电化学性能和储能机理。在本综述中,我们全面地阐述了钒基化合物的储能机制,并探讨了钒基材料在水系锌离子电池中的应用和发展近况,以及它们的性能优化策略。在此基础上,也进一步地展望了水系锌离子电池及其钒基正极材料的发展方向。     

锌离子电池正极材料V2O5的储能机理和容量衰减原因

采用水热法结合热处理制备了具有高结晶性的V₂O₅,利用X射线衍射仪、球差校正扫描透射电子显微镜和扫描电子显微镜对V₂O₅的物相和形貌进行了表征,发现制备的V₂O₅择优取向生长并且具有良好的结晶性.电化学测试结果表明,以V₂O₅为正极材料的电池在电流密度为0.5 A/g下首次放电比容量约为340 mA·h/g.在电流密度为5 A/g下电池的首次放电比容量为170 mA·h/g,并且循环100次后衰减为50 mA·h/g.对不同放电态的V₂O₅正极材料的物相进行了分析,得出了V₂O₅正极材料在充放电过程中发生了锌离子和质子共嵌入（脱出）的反应机理;V₂O₅正极材料在充放电过程中发生的非晶化和副产物碱式硫酸锌的生成是导致以V₂O₅作为水系锌离子电池正极材料的电池系统发生容量衰减的主要原因.     

几种稀土盐对NH4Cl溶液中锌电极腐蚀的影响

几种稀土盐对ＮＨ４Ｃｌ溶液中锌电极腐蚀的影响＊张校刚王田芳夏熙＊＊（新疆大学化学系电化学研究室乌鲁木齐８３００４６）关键词无汞Ｚｎ／ＭｎＯ２干电池锌阳极稀土缓蚀剂中图分类号Ｏ６４６．５４锌广泛地用作一次和二次电池的阳极材料。但是锌锰电池在搁置期间存在...     

方铁锰矿Mn2O3作为正极材料的高比容量可充电水性锌离子电池

由于具有低成本、高安全性、组装简易方便等优点,水性可充电锌离子二次电池被认为是太阳能和风能的最佳储能装置,尤其是锌锰二次电池.目前,锰正极材料的研究较多集中在二氧化锰上,同时,也有关于Mn2O3的研究,但比容量及能量密度皆较低.本文合成了方铁锰矿Mn2O3并将其用于水性锌离子电池的正极材料,在0.2C倍率下充放时,获得...     

关于水系锌离子电池中无氧钒基正极材料的综述

水系锌离子电池具有功率密度高、环境友好、安全性高、低成本和锌资源丰富等优点，被认为具有潜力成为下一代电化学储能系统。然而，正极材料较差的电化学性能制约了水系锌离子电池的未来发展。尽管氧化锰、氧化钒、普鲁士蓝类似物、有机材料等多种材料已被广泛研究，设计具有高性能的理想正极材料仍面临着巨大挑战。无氧钒基化合物由于具有高的电导率、大的层间距、低的离子扩散势垒和高的理论比容量，受到越来越多的关注。本文总结了无氧钒基化合物的研究进展，包括电极材料的设计、改善其电化学性能的有效途径以及复杂的储能机制，提出了无氧钒基化合物目前面临的挑战和未来的发展前景，为进一步制备新型高性能钒基正极材料提供指导。     

聚并苯与V2O5复合材料二次电池的性能

研究表明，象聚并苯（ＰＡＳ）等有机高分子，作为二次电池的正极材料，其循环性能良好，与实用的二次电池相比，有许多优良性能。但这种电池容量较小，不能很好满足实用要求￣［１，２］。而一些无机氧化物如Ｖ＿２Ｏ＿５等作为电池材料具有较大的容量￣［３］，但其循环性能差。因此我们设想在ＰＡＳ中混合少量无机氧化物，使制成的电池既保持ＰＡＳ良好的循环性能，又有较大的容量。本文对此作了初步探讨。     

水系锌离子电池负极集流体关键问题及设计策略

水系锌离子电池具有成本低廉、环境友好、安全、能量密度较高等特点,有望应用于大规模电化学储能装置.然而,目前使用的商业化锌箔负极相对正极活性材料大大过量,显著降低了电池的能量密度,且存在严重的穿孔和极耳脱落等问题.使用集流体负载锌作为负极可有效提高放电深度,同时避免电极穿孔失效.但是,集流体界面易产生锌枝晶与副反应,严重影响电池的循环寿命.本综述首先分析了锌枝晶与副反应的产生原因及其对锌负极电化学性能的影响,并从集流体材料成分选择与结构构建两方面总结了锌负极集流体的设计思路,包括选择亲锌性材料、设计择优取向基底与构建三维集流体结构.设计合适的集流体可有效调控锌金属的沉积与剥离行为,从而推进水系锌离子电池的实用化.     

添加剂对干荷电式锌空气电池锌电极电性能的影响

1．引言 锌空气电池具有容量大、比能量高、成本低、放电电压平稳等优点，是一种具有巨大市场前景的化学电源。目前锌空气电池大多使用多孔气体扩散电极作为正极，传统锌膏作为负极，因而都存在着自放电率高、电解液碳酸化、失水或者吸潮、爬碱漏夜等技术难题。这些技术难题制约着锌空气电池的实用化和发展。而实际使用前才加电解液的干荷电式锌空气电池可有望解决上述难题。     

锌多面体微球制备及其在碱性锌锰电池中的应用

应用加热蒸发高纯锌粉气相传输法,制备锌多面体微球.产物的结构和形貌经XRD、SEM等测试表征,结果表明与该产物为结晶度较好的直径2~3μm的多面体微球.分别以所制锌微球或市售熔融锌作负极,γ-MnO2纳米线为正极,组装AA型碱性锌锰电池.电化学测试表明以锌微球为负极的碱性锌锰电池能显著提高其放电性能,100 mA下的放电容量达到3.14 Ah,显示出它在高能化学电源领域的应用前景.     

熔融碳酸盐燃料电池研究

以烧结Ｎｉ作电极，以ＬｉＡｌＯ２无机膜作电池隔膜，组装成了电极而积２８ｃｍ＾２的小型熔融碳酸盐燃料电池，试验了各种工作条件对电池性能的影响，电池经多次启动性能无衰减，放电电流密度１００ｍＡ／ｃｍ＾２，电池电压０．９５Ｖ，放电电流密度１２５ｍＡ／ｃｍ＾２，电池输出功率１１４ｍＷ／ｃｍ＾２，燃料气利用率８０％，电池能量效率３１％。     

MnO2电极在含NH4溶液中的不可充电性

ＭｎＯ_２电极在含ＮＨ_４~＋溶液中的不可充电性李伟善，江琳才黄仲涛（华南师范大学化学系，广州５１０６３１）（华南理工大学化工系，广州５１０６４１）锌锰电池应用面广，使用量大，一次性使用存在原材料浪费、环境污染等问题。因此，二次性锌锰电池的开发研究一直?..     

基于改性电解液实现超稳定V6O13水系锌离子电池的研究

钒基氧化物材料因其高比容量而成为水系锌离子电池正极材料主要候选者,然而却面临在传统水系电解液中的溶解问题。通过构建水-磷酸三甲酯(TMP)复合电解液新体系1 mol/kg Zn(CF₃SO₃)₂-20%(wt)H₂O-80%(wt)TMP,不仅显著抑制钒基材料的溶解,而且降低水系电解液的凝固点到-46℃,拓展了水系锌离子电池工作温度范围。基于构建的新电解液体系,组装的Zn|V₆O₁₃全电池在常温下以0.1 A/g的电流密度稳定循环1 800 h后,仍具有423.4 mAh/g的高比容量,能量密度高达302.4 Wh/kg;而且在-40℃低温环境中,以0.1 A/g的电流密度循环500圈后,放电容量保持在83.8 m Ah/g。     

水系锌离子电池研究进展和挑战

水系锌离子电池(AZIBs)作为一种新兴电池储能技术,具有安全性高、价格低廉、能量密度高、环境友好、易制造等优点,在大规模储能等领域具有良好的应用价值和前景,近年引起了人们的广泛关注且发展迅速.作者从目前AZIBs存在的科学问题出发,综述了AZIBs在正负极材料及电解液方面取得的重要进展,对己开发的多种正极材料的特点及...     

Mm(NiCoMnAl)5贮氢合金中铝对直封型MH/Ni电池性能的影响

制作电池前在正极活性物质βＮｉ（ＯＨ）２微粒表面沉积５％Ｃｏ,抑制了γＮｉＯＯＨ的产生,并能有效地防止βＮｉ（ＯＨ）２在充放循环过程中粉化,通过对电池充放电曲线的测量、Ｘ射线分析,探明了用前处理方法可消除贮氢合金中铝对正极活性物质的影响．     

聚吡咯@二氧化锰/碳纳米管薄膜电极的制备及在高性能锌离子电池中的应用

中性/弱酸性水系锌锰电池因其能量密度高、价格低廉、环境友好等优势受到广泛关注。然而,现有的二氧化锰正极材料存在导电性能差,在充放电过程中易于溶解等问题。这严重影响了电池的倍率性能和循环稳定性,阻碍了中性锌锰电池的应用。为了解决上述问题,本文设计了以碳纳米管(CNT)网络薄膜为导电基底沉积聚吡咯(PPy)包覆二氧化锰(PPy@MnO₂/CNT)的多级结构电极。碳纳米管和聚吡咯组装形成高比表面积的三维交联导电网络,为活性材料提供了快速的电子、离子传输通道;聚吡咯包覆纳米级二氧化锰能够有效地抑制二氧化锰的溶解,进而提升电池的倍率特性和循环稳定性。以PPy@MnO₂/CNT作为正极材料组装的水系锌锰电池在1 A·g^-1的电流密度下,比容量达到210 mAh·g^-1,循环1000圈后,电池依然具有较高的容量保持率(85.7%)。本工作的导电聚合物包覆活性物质的策略可为发展高稳定柔性储能器件提供新思路。