电解液及其界面电化学性质的机理研究进展

电解液在锂离子电池中不仅起到传导离子的作用,其在电极界面所形成的电解液薄层在很大程度上决定了电极/电解液界面的性质,进而影响电池的循环稳定性、倍率性能和安全性能.锂离子电池得以成功商品化并广泛应用至今,与电解液在电极表面分解形成的固体电解质界面膜息息相关.本文简要综述界面电解液的电化学稳定性、分解规律和影响因素,旨在抛砖引玉,引起更多科学家对电解液及其界面性质研究的关注和重视.     

气相色谱-串联质谱法同时测定锂离子电池电解液中13种有机磷阻燃剂的含量

建立了一种可同时测定锂离子电池电解液中13种有机磷阻燃剂含量的气相色谱-串联质谱分析方法,以乙酸乙酯为萃取溶剂,超声萃取锂离子电池电解液中的有机磷阻燃剂,萃取液经浓缩、定容、过滤后进行气相色谱-串联质谱分析,外标法定量。结果显示,13种有机磷阻燃剂在一定浓度范围内线性良好,相关系数不低于0.999 3,方法的检出限(S/N=3)为0.3～30μg/kg,定量下限(S/N=10)为1～100μg/kg。在低、中、高3个加标水平下的平均回收率为80.4%～94.6%,相对标准偏差(RSD)为3.8%～10%。该方法简单快捷,灵敏度高,定量下限低,可满足锂离子电池电解液中有机磷阻燃剂含量日常检测需要。     

差示光度法测定铜电解液中高含量铜

在粗铜电解精炼过程中,铜电解液中铜的测定常用碘量法,由于As(Ⅱ)等杂质的干扰,须经过掩蔽和氧化等预处理,操作时间较长,且结果稳定性较差.差示光度法具有测定高含量的优点,本文利用在硫酸介质中铜离子的本色,寻求差示光度法测定铜的各种条件,拟定了铜电解液中铜的快速测定法.本法操作简便,稳定性好,结果与碘量法相吻合.     

示波极谱法测定铜电解液中微量硫脲

提出了在乙二胺-KBr-Cu~(2+)底液中示波极谱测定微量硫脲的新的分析方法。在该底液中硫脲能产生灵敏的催化极谱波,其二次导数峰电位为—0.37V(vs.SCE),硫脲浓度在1～50ng·ml~(-1)范围内与峰电流呈良好线性关系,检测下限达0.8ng·ml~(-1),加标回收率为93％～104％。高浓度Cu~(24)及相当量的As~(5+)、Sb~(5+)、Bi~(3+)、Fe~(3+)、Ni~(2+)、Cl~-等离予共存均不干扰。方法可不经分离直接用于铜电解液中微量硫脲的测定,结果满意。     

用非水二甲基溶液作电解液电沉积ZnO纳米晶薄膜

用含ZnCl2的二甲基亚砚溶液做电解液可在Si衬底上电化学沉积纳米晶薄膜。薄膜的粒径尺寸为8.9nm，样品的光致发光谱以紫外发射峰为主。分析表明用本文介绍的方法可以制备高质量的不含-OH的ZnO纳米晶薄膜。     

有机硫化物在可充电电池中的研究进展

近年来,有机硫化物因具有结构灵活、种类繁多、资源丰富和环境友好的特点而在储能领域得到广泛应用,并展示出较大的发展前景.有机硫化物在充放电过程中会发生硫-硫(S—S)键的可逆断裂和形成,分子中S—S键的数目决定了电子转移的多少,而有机基团可以影响电池的电化学行为.本文综合评述了有机硫化物在可充电电池中的研究进展,主要包括有机硫小分子和聚合物正极材料在可充电锂电池中的应用,有机硫电解液添加剂对锂-硫(Li-S)和锂-硒(Li-Se)电池性能的影响及有机硫材料在其它可充电电池中的应用等4个方面.这些结构可调的有机硫化物展示出优异的循环稳定性,改变了传统Li-S和Li-Se电池的氧化-还原路径,参与正负极固体电解质界面的形成,能抑制多硫化物的穿梭效应,阻止锂枝晶的生长.最后,讨论了有机硫化物在可充电电池领域未来研究发展中面临的挑战.     

酸性条件下二氧化碳高效电还原策略（英文）

二氧化碳电还原技术可以将可再生电能与温室气体二氧化碳转化为高价值燃料和化学品.选择性、能量转化效率、碳利用效率和可持续性是评价二氧化碳电还原技术是否具有工业应用前景的主要指标.在碱性或中性电解液中进行二氧化碳电还原,由于部分二氧化碳在阴极转化为碳酸盐,导致碳利用效率降低.碱性电解液和中性电解液还分别存在电解液再生过程耗能巨大和溶液电阻较高等问题.这些因素导致使用碱性和中性电解液的二氧化碳电还原技术能量转化效率低下.最近,酸性条件下二氧化碳电还原技术有望提高碳利用效率和能量利用效率,成为研究热点.然而,在酸性条件下提升二氧化碳还原选择性具有挑战.前期研究已发展了多种策略以抑制酸性条件下的氢离子还原反应并促进二氧化碳还原反应,但研究者对于酸性条件下的阳离子效应以及局域pH效应等基础科学问题认识尚不一致.此外,气体扩散电极内的碳酸氢盐盐析问题仍限制着酸性条件下二氧化碳还原电解系统的可持续性.因此,亟需对促进酸性条件下二氧化碳电还原的不同策略及可能机制进行总结,并探讨进一步提升电解系统可持续性的潜在路径.本文首先概述了酸性条件下二氧化碳电还原技术的提出及发展历程,对比了碱性、中性和酸性电解液中...     

甘氨酸电解液添加剂对水系锌离子电池电化学性能的影响

水系锌离子电池因其高安全性、高容量、低价格等优点,有望成为下一代规模储能设备。然而,副反应、锌枝晶和有限的使用寿命阻碍了其实际应用。我们将电解质添加剂甘氨酸(Gly)引入到常规水系ZnSO₄电解质中。Gly中的极性基团(—COOH和—NH₂)可以调节Zn²⁺的溶剂化结构,从而重新分配Zn²⁺的沉积以避免枝晶和副反应发生。结果表明,在ZnSO₄电解质中添加50 mmol·L^-1的Gly后(ZnSO₄-Gly),Zn||Zn对称电池在1 mA·cm^-2和1 mAh·cm^-2下,表现出良好的循环寿命(3 000 h),明显高于使用ZnSO₄电解质的性能(300 h)。以ZnSO₄-Gly为电解液的Zn||MnO₂全电池,在比电容和倍率性能方面比无添加剂器件表现得更好。     

以金属有机骨架为前驱体的高活性氧还原非贵金属催化剂制备

The development of a non‐precious metal electrocatalyst (NPME) with a performance superior to commercial Pt/C for the oxygen reduction reaction (ORR) is important for the commercialization of fuel cells. We report the synthesis of a NPME by heat‐treating Co‐based metal organic frameworks (ZIF‐67) with a small average size of 44 nm. The electrocatalyst pyrolyzed at 600 °C showed the best performance and the performance was enhanced when it was supported on BP 2000. The resulting electrocatalyst was composed of 10 nm Co nanoparticles coated by 3–12 layers of N doped graphite layers which as a whole was embedded in a carbon matrix. The ORR performance of the electrocatalyst was tested by rotating disk electrode tests in O2‐saturated 0.1 mol/L KOH under ambient conditions. The electrocatalyst (1.0 mg/cm2) showed an onset potential of 1.017 V (vs. RHE) and a half‐wave potential of 0.857 V (vs. RHE), which showed it was as good as the commer‐cial Pt/C (20μgPt/cm2). Furthermore, the electrocatalyst possessed much better stability and re‐sistance to methanol crossover than Pt/C.