La1－xSrxNi1－yFeyO3型钙钛矿双功能氧电极的电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了一系列La_1－xSr_xNi_1－yFe_yO₃ (x＝0, 0.1, 0.2, 0.5; y＝0～1.0)型的钙钛矿催化剂, 以活性碳为载体, PTFE乳液为粘接剂制备双功能氧电极. 对催化剂进行了XRD结构分析以及SEM分析和BET比表面积测量. 采用三电极体系测试了氧电极的稳态极化曲线和电化学交流阻抗谱并对其阴极极化和阳极极化的交流阻抗谱图进行分析. 通过等效电路的拟合研究了该系列双功能氧电极氧还原反应的工作机理. 实验表明对于LaNiO₃化合物, B位掺杂可显著提高催化剂的电催化性能; 电极氧还原反应的极化主要由电荷转移反应和Nernstian扩散过程造成. 通过各个电极对于催化分解H₂O₂的分解速率常数的测定得知, Ni离子对于催化H₂O₂分解反应的活性大于Fe离子, 继续在对于氧还原反应和氧析出反应都具有较高电催化活性的LaNi_0.8Fe_0.2O₃催化剂上进行A位掺杂Sr离子后显著提高了催化剂分解H₂O₂的催化活性, 主要是因为氧空位的增多和金属离子d电子含量的降低有利于催化分解H₂O₂的活性的提高, 但由于氧空位的增多导致催化剂电导率的降低, 所以其电催化活性降低了. 通过多圈循环伏安扫描的测试, 催化剂LaNi_0.8Fe_0.2O₃有很好的稳定性.     

锂离子在石墨化碳纤维中的扩散系数

锂电子电池;嵌入电极;锂离子在石墨化碳纤维中的扩散系数     

LiCrxMn2-xO4的倍率放电特性

锂电子电池;正极材料;LiCrxMn2-xO4的倍率放电特性     

PAFC空气电极催化层相界面结构分析

提出一个考虑了催化层中电压不均匀分布,可以在任意气体压力p、输出电流密度I工作条件下,表征PAFC空气电极行为的数学模型.发现表征“气/液”相界面比表面的参数AB与I在不同的p下呈不同的线性关系.其中在较低的压力下AB对I有较深的依赖关系,而在较高的压力p下,AB趋向与I无关.表征“液/固”界面的参数AI在不同p、I下基本保持不变.利用所构建的数学模型对PAFC空气电极中催化反应层内O2电化学还原速率进行了定量分析.结果表明,大电流下运行的空气电极,其主要的电极反应发生在“扩散层/催化层”交界处的催化反应层中,意味着厚的催化反应层是不必要的.     

锂离子固相扩散控制下的材料放电过程

从理论上分析了在锂离子相扩散控制条件下,电极材料的恒流放电过程,数值计算的结果表明,Q值（放电时率和扩散时间常数之比）对材料的放电容量有非常重要的影响,模拟了LiMn2O4正极材料和石墨负极材料的恒流放电曲线,分析了颗粒粒径对这两种材料放电容量的影响。     

锂离子电池爆炸机理分析

研究L iCoO2(或L1.05Co1/3N i1/3Mn3O2)/L ixC6锂离子电池材料的热分解特性以及锂离子电池在加热、过充、短路等情况下的爆炸机理.实验表明,50~350℃之间负极表面存在SEI膜的分解、L ixC6与电解液乃至L ixC6与PVDF等3种放热反应,电解液于178℃时开始放热,L i1-xCo1/3N i1/3Mn1/3O2的热分解反应起始于230℃.锂离子电池在150℃加热时爆炸,1.5 C过充至15 m in时爆炸,短路情况下不发生爆炸.     

锂离子在石墨负极材料中扩散系数的测定

锂离子电池是以各种碳材料为负极而起来的一 种新型电池,成功地解决了以 为负极瓣锂可充电电池的安全性问题,已经应用于锂离子电池的负极材料有石墨和石油焦炭,正在研究的负极材料有热解碳,石墨化碳纤维,硼炭或硼炭氮化合物以及锡基氧化物等[1],石墨的比容量要比石油焦炭的比容量高一倍左右,其理论比容量372mA.h.g^-1,但锂离子在石墨材料中的扩散系数比较低,限制了以其为负极材料的电池的大电流充放电能力,锂离子在电极材料中的扩散系数可以用多种电化学方法测量得到,主要有：电位间歇滴定方法（PITT）（Potentiostatic Intermittent Titratiobn Technique)^[2,3,4,6],恒电流间歇滴定法（GITT）（Galvanostatic Intermittent Titration Technology)^[6],电流脉冲松弛法（CPR）（Current Pulse Relaxation Method)^[3,6]和交流阻抗法（A－C Technology)^[4,5,6],GITT,CPR,A-C等方法测定锂离子扩散系数时,由于相变发生处dE/dy值不容易准确得到（相变时,dE/dy→0）,此时测得的扩散系数误差比较大,PITT方法测定锂离子扩展系统,不存在这个问题,能比较准确地测定整个嵌入组成范围内的锂离子扩散系数。     

La1－xSrxNi1－yFeyO3型钙钛矿双功能氧电极的电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了一系列La_1－xSr_xNi_1－yFe_yO₃ (x＝0, 0.1, 0.2, 0.5; y＝0～1.0)型的钙钛矿催化剂, 以活性碳为载体, PTFE乳液为粘接剂制备双功能氧电极. 对催化剂进行了XRD结构分析以及SEM分析和BET比表面积测量. 采用三电极体系测试了氧电极的稳态极化曲线和电化学交流阻抗谱并对其阴极极化和阳极极化的交流阻抗谱图进行分析. 通过等效电路的拟合研究了该系列双功能氧电极氧还原反应的工作机理. 实验表明对于LaNiO₃化合物, B位掺杂可显著提高催化剂的电催化性能; 电极氧还原反应的极化主要由电荷转移反应和Nernstian扩散过程造成. 通过各个电极对于催化分解H₂O₂的分解速率常数的测定得知, Ni离子对于催化H₂O₂分解反应的活性大于Fe离子, 继续在对于氧还原反应和氧析出反应都具有较高电催化活性的LaNi_0.8Fe_0.2O₃催化剂上进行A位掺杂Sr离子后显著提高了催化剂分解H₂O₂的催化活性, 主要是因为氧空位的增多和金属离子d电子含量的降低有利于催化分解H₂O₂的活性的提高, 但由于氧空位的增多导致催化剂电导率的降低, 所以其电催化活性降低了. 通过多圈循环伏安扫描的测试, 催化剂LaNi_0.8Fe_0.2O₃有很好的稳定性.     

V2O5/C电化学电容器有机电解液的性能研究

以偏钒酸铵为反应原料,采用液相沉淀法制备出不定型V2O5电极材料.以V2O5为正极,石墨为负极,分别选用1.0 mol/L LiClO4/EC+DMC、1.0 mol/L LiPF6/EC+DEC+DMC、1.6 mol/L Et4NBF4/AN 3种有机电解液组成不对称电化学电容器,恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试该模拟电容器,如以1.0 mol/LLiClO4/EC+DMC作电解液则具有良好的循环性能和较小的阻抗,且在500 mA/g电流密度下比能量达到8.4Wh/kg,充放电效率达98%.     

阴阳离子复合掺杂对尖晶石型正极材料的影响

采用高温固相法合成了复合离子掺杂的尖晶石型锰酸锂Li_1.02CraCobLacMn₂－a－b－cFyO₄－y(a，b，c＝0，0.01，0.02；y＝0，0.02)正极材料. XRD表征合成物均具有良好的尖晶石型结构. 充放电表明多元复合掺杂产物Li_1.02Cr_0.01Co_0.02La_0.01Mn_1.96F_0.02O_3.98作为锂离子电池正极材料较未掺杂或仅掺杂阳离子的材料能够更好地抑制可逆容量在充放电循环中的衰减，80次循环充放电比容量（120.1～113.5 mAh•g-1）仍保持94.5％以上. 高温(55 ℃)循环性能也有较大的改善. 交流阻抗测试结果表明该材料在充放电平台附近有较小的阻抗和良好的充放电可逆性.