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固体氧化物燃料电池电解质材料La_(1.95)Sr_(0.05)Ce_(2)O_(7-δ)的制备与性能研究
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作者 杨春利 晁泽莹 +1 位作者 刘璐 余文瑞 《功能材料》 北大核心 2025年第2期2084-2090,共7页
采用溶胶-凝胶法制备了质子导体固体氧化物燃料电池电解质材料La_(1.95)Sr_(0.05)Ce_(2)O_(7-δ)。Sr^(2+)掺杂后材料仍为萤石结构,且掺杂提高了材料的氧空位含量。Sr^(2+)掺杂有效降低孔隙率,提高La_(2)Ce_(2)O_(7)质子导体陶瓷样品的... 采用溶胶-凝胶法制备了质子导体固体氧化物燃料电池电解质材料La_(1.95)Sr_(0.05)Ce_(2)O_(7-δ)。Sr^(2+)掺杂后材料仍为萤石结构,且掺杂提高了材料的氧空位含量。Sr^(2+)掺杂有效降低孔隙率,提高La_(2)Ce_(2)O_(7)质子导体陶瓷样品的致密性。在湿润氢气气氛中,700℃时,La_(1.95)Sr_(0.05)Ce_(2)O_(7-δ)的电导率可达到1.2×10^(-2)S·cm^(-1)。制备了不同阴极的燃料电池,与La_(1.95)Sr_(0.05)Ce_(2)O_(7-δ)-La_(0.9)Sr_(0.1)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)相比,Sm_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)-Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-δ)作为阴极时,各部分电阻整体降低,性能得到了提升,其单电池的峰值功率密度在700℃时可达到207 mW·cm^(-2),开路电压为0.813 V。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 质子导体 电解质 锶掺杂
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Sb掺杂对Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)固体电解质离子电导率和稳定性影响的第一性原理
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作者 曹星 倪磊 +2 位作者 段理 傅茂森 钟宏 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期16-22,共7页
石榴石型固态电解质Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)是实现全固态锂离子电池关键技术中最具潜力的电解质材料之一。本研究采用第一性原理方法研究了Sb掺杂对Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)电解质材料离子电导率和稳定性的影响。计算结果表明,Sb的... 石榴石型固态电解质Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)是实现全固态锂离子电池关键技术中最具潜力的电解质材料之一。本研究采用第一性原理方法研究了Sb掺杂对Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)电解质材料离子电导率和稳定性的影响。计算结果表明,Sb的加入可以稳定Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)的立方相结构,并在结构中引入一定数量的Li空位,形成均匀的扩散网络。随着Sb含量进一步提升,晶胞中产生过量的锂空位会削弱离子间的相互作用,造成局部少量结构畸变和迁移路径阻滞,导致离子电导率降低。在所研究的体系中Li_(52)La_(24)Zr_(12)Sb_(4)O_(96)具有最大的离子电导率(σ_(300k)=10.776 mS·cm^(-1))。通过第一性原理计算,加深了人们对Sb掺杂Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)电解质材料中锂离子扩散机制的理解。 展开更多
关键词 固体电解质 密度泛函理论 分子动力学 离子电导率
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固体氧化物燃料电池电解质材料研究进展
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作者 王亚丽 孙航宇 +4 位作者 李晓艳 李明川 付云枫 杜国山 陈宋璇 《中国有色冶金》 北大核心 2025年第3期36-46,共11页
固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质作为离子传输的重要载体,直接决定着SOFC的运行温度和电化学效率。根据SOFC的运行温度电解质材料分为高温电解质(>850℃)、中温电解质(650~850℃)和低温电解质(<650℃)。氧化钇稳定氧化锆(YSZ)是... 固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质作为离子传输的重要载体,直接决定着SOFC的运行温度和电化学效率。根据SOFC的运行温度电解质材料分为高温电解质(>850℃)、中温电解质(650~850℃)和低温电解质(<650℃)。氧化钇稳定氧化锆(YSZ)是高温电解质中应用最多的离子传导型电解质,其氧离子电导率偏低,高温运行条件下电池寿命短;氧化钪稳定氧化锆(ScSZ)和LaGaO_(3)基电解质都适用于中温SOFC,ScSZ电解质因原材料成本较高限制了其商业化应用,LaGaO_(3)基电解质由多种元素合成制备,容易引入杂质相,进而增大材料内阻;氧化铈基(GeO_(2))材料和具有立方萤石型结构的氧化铋(δ-Bi_(2)O_(3))材料在低温环境中具有稳定的离子电导率,然而,这两种材料在氧化还原气氛下易被还原,从而导致SOFC电池内部短路;BaCeO_(3)基质子传导型电解质的研发尚处于初级阶段,其掺杂改性机理复杂,仍需要进行深入理论分析。未来,降低电解质材料使用温度、稳定电解质材料晶相结构、提高电解质材料离子电导率和降低电解质材料的制备成本是SOFC电解质研究和发展的重要方向。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池(SOFC) 电解质 运行温度 离子电导率 晶相结构 制备成本 薄膜制备
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液相法制备硫化物固体电解质及其在全固态锂电池中的应用 被引量:2
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作者 门明阳 吴敬华 +3 位作者 刘高瞻 张婧 张妮妮 姚霞银 《物理化学学报》 北大核心 2025年第1期1-22,共22页
硫化物固体电解质具有接近甚至超过液态有机电解质的高室温离子电导率和较好的机械延展性,是一种极具应用潜力的固体电解质。其制备方式主要分为固相烧结法、高能球磨法和液相法三类。其中,固相烧结法和高能球磨法耗时长,能耗高,且合成... 硫化物固体电解质具有接近甚至超过液态有机电解质的高室温离子电导率和较好的机械延展性,是一种极具应用潜力的固体电解质。其制备方式主要分为固相烧结法、高能球磨法和液相法三类。其中,固相烧结法和高能球磨法耗时长,能耗高,且合成的电解质颗粒尺寸较大。相比之下,液相法以有机溶剂为介质,可以合成颗粒较小的硫化物固体电解质,工艺简单省时,更适用于规模化生产。有鉴于此,本文总结了近年来液相法制备硫化物固体电解质的研究进展,基于原料在溶剂中的溶解状态,分析了悬浮型、溶液型和混合型三种反应类型的反应机理,并进一步探讨了溶剂对电解质纯度、形貌及结晶性的影响。同时,概述了液相法制备的硫化物固体电解质在全固态锂电池中的应用。最后,对硫化物固体电解质液相法合成的优势与局限性进行了全面的分析,以期为该领域的研究提供方向。 展开更多
关键词 全固态电池 硫化物固体电解质 液相法 湿化学合成 反应机理
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基于X射线光电子能谱(XPS)深度剖析技术的锂离子电池负极界面固体电解质(SEI)膜的组成分析
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作者 刘佳梅 李超 曹智 《中国无机分析化学》 北大核心 2025年第1期136-142,共7页
锂离子电池负极界面固体电解质(SEI)膜是决定电池性能与安全性的关键因素,准确解析SEI膜的化学组成及其深度分布对于认识SEI膜的形成机理和优化电池性能具有重要意义。X射线光电子能谱(XPS)深度剖析技术是研究SEI膜表面深度组分变化的... 锂离子电池负极界面固体电解质(SEI)膜是决定电池性能与安全性的关键因素,准确解析SEI膜的化学组成及其深度分布对于认识SEI膜的形成机理和优化电池性能具有重要意义。X射线光电子能谱(XPS)深度剖析技术是研究SEI膜表面深度组分变化的重要方法,但在实际分析过程中存在诸多关键影响因素。通过XPS深度剖析技术系统研究了样品传递、溅射能量以及溅射面积等关键因素对SEI膜表面深度组分表征结果的影响。研究表明,样品传递方式的选择十分关键,空气中快速传样会导致SEI膜表面发生化学变化,因此应采用准原位传样方式以保持SEI膜的原始状态。在Ar+溅射过程中,适当提高溅射能量可以提高溅射速率,但不会对深度组成分布的分析结果造成明显影响。此外,研究还发现溅射面积大小对不同元素的溅射速率存在差异,表明溅射速率与元素种类有关,需要针对性地选择合适的溅射面积,以获得SEI膜准确的深度组成信息。研究结果为采用XPS深度剖析技术精准解析锂离子电池SEI膜的组成提供了有效的方法支持。 展开更多
关键词 锂离子电池 固体电解质 XPS深度剖析 溅射条件 溅射面积
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Na_(3.3)La_(0.3)Zr_(1.7)Si_(2)PO_(12)纳米纤维基复合固体电解质研究
6
作者 张昌隆 王中跃 《电源技术》 北大核心 2025年第1期184-191,共8页
利用静电纺丝法制备了一种Na_(3.3)La_(0.3)Zr_(1.7)Si_(2)PO_(12)(NLZSP)纳米纤维,研究了前驱体溶液中聚合物含量和热处理温度对其微观形貌、结构和电化学性能的影响。在前驱体溶液中PVP含量为6%,800℃热处理4 h制备的NLZSP纳米纤维的... 利用静电纺丝法制备了一种Na_(3.3)La_(0.3)Zr_(1.7)Si_(2)PO_(12)(NLZSP)纳米纤维,研究了前驱体溶液中聚合物含量和热处理温度对其微观形貌、结构和电化学性能的影响。在前驱体溶液中PVP含量为6%,800℃热处理4 h制备的NLZSP纳米纤维的纯度和结晶度高,纤维尺寸均匀且表面光滑。基于NLZSP纳米纤维制备的PEO(NaClO_(4))复合聚合物电解质(CPE)的室温离子电导率达3.3×10^(−4)S/cm,而PVDF-HFP(NaClO_(4))基CPE的室温离子电导率也达到了3.24×10^(−4)S/cm,活化能仅有0.24 eV,电化学稳定窗口可达5 V以上,显示出优异的电化学性能和稳定性。基于PVDF-HFP-NaClO_(4)-NLZSP纳米纤维的CPE、Na_(4)MnCr(PO_(4))3@C正极的固态钠金属电池在0.1 C时的首次放电比容量可达106.2 mAh/g,经倍率循环后容量保持率为94.8%;其在2 C下循环100次后的容量保持率也高达85.4%,显示出良好的循环稳定性。 展开更多
关键词 Na_(3.3)La_(0.3)Zr_(1.7)Si_(2)PO_(12) 纳米纤维 复合固体电解质 钠离子电池
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固体氧化物电池电解质材料研究进展
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作者 李玲秀 《石油化工》 北大核心 2025年第6期883-890,共8页
固体氧化物电池(SOCs)是一种新型环境友好型能源转换和存储技术,而电解质是SOCs的核心部件,它的主要作用是传导离子,在很大程度上决定了电池的电化学性能。开发具有高离子传导性的电解质是使电池获得良好性能的关键。综述了两类电解质... 固体氧化物电池(SOCs)是一种新型环境友好型能源转换和存储技术,而电解质是SOCs的核心部件,它的主要作用是传导离子,在很大程度上决定了电池的电化学性能。开发具有高离子传导性的电解质是使电池获得良好性能的关键。综述了两类电解质材料的研究进展,包括ZrO_(2)基、CeO_(2)基、Bi_(2)O_(3)基、LaGaO_(3)基氧离子导体型电解质以及钙钛矿型质子导体型电解质,总结了目前提升材料电导率和稳定性的常用方法。 展开更多
关键词 固体氧化物电池 电解质材料 离子电导率 稳定性
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纤维素纳米纤维和LATP修饰的PEO固体电解质的制备及其性能研究
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作者 嵇晨豪 张汉泽 +2 位作者 王欣欣 杨雅晴 黄锋林 《化工新型材料》 北大核心 2025年第1期115-119,124,共6页
采用静电纺丝制备了醋酸纤维素纳米纤维膜,并进行去乙酰化处理和引入Li_(1.4)Al_(0.4)Ti_(1.6)(PO_(4))_(3)无机颗粒对聚氧化乙烯(PEO)电解质进行改性,可提高离子电导率,锂离子迁移数以及锂硫电池的循环稳定性。结果表明:经纤维素纳米... 采用静电纺丝制备了醋酸纤维素纳米纤维膜,并进行去乙酰化处理和引入Li_(1.4)Al_(0.4)Ti_(1.6)(PO_(4))_(3)无机颗粒对聚氧化乙烯(PEO)电解质进行改性,可提高离子电导率,锂离子迁移数以及锂硫电池的循环稳定性。结果表明:经纤维素纳米纤维和LATP改性的PEO固体电解质在60℃下离子电导率达3.43×10^(-4)S/cm,锂离子迁移数达0.44,高于PEO固体电解质。改性PEO固体电解质在60℃,0.1C下初始放电比容量为844.13mAh/g,且达到了50圈循环。 展开更多
关键词 静电纺丝 PEO固体电解质 再生纤维素纳米纤维 锂硫电池
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多孔电解质固体氧化物燃料电池的制备及抗积碳性能研究 被引量:1
9
作者 刘志军 邱家欣 +3 位作者 张拓 刘凤霞 许晓飞 魏炜 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期199-203,共5页
采用共压法制备了孔隙率约为10%的具有多孔电解质的纽扣式固体氧化物燃料电池(Porous Solid Oxide Fuel Cell,P-SOFC)。在700℃对P-SOFC和普通SOFC进行了电化学测试。结果表明,P-SOFC在运行中的电化学性能衰减程度以及阻抗增加程度为普... 采用共压法制备了孔隙率约为10%的具有多孔电解质的纽扣式固体氧化物燃料电池(Porous Solid Oxide Fuel Cell,P-SOFC)。在700℃对P-SOFC和普通SOFC进行了电化学测试。结果表明,P-SOFC在运行中的电化学性能衰减程度以及阻抗增加程度为普通SOFC的3/5和1/5;在长时间运行8 h后还能保持0.85 V的高电位,普通SOFC的碳元素分布比P-SOFC聚集。由此可见,具有多孔的电解质结构能提高电池放电的可持续性和稳定性,该结构通过改变阳极氧碳比增加电池的抗积碳性能,使电池在甲烷氛围中长时间内保持稳定的功率输出。 展开更多
关键词 多孔结构 固体氧化物燃料电池 抗积碳 电解质
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质子导体SOFC钙钛矿电解质的研究进展
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作者 徐晓琦 梁裕彩 魏涛 《电池》 北大核心 2025年第1期166-171,共6页
质子导体固体氧化物燃料电池(P-SOFC)的低温化发展,离不开具备优异性能的电解质材料。电解质体系质子电导率不高、烧结难度大的问题,阻碍了P-SOFC的商业化发展。讨论P-SOFC常用的典型钙钛矿型电解质材料,包括BaZrO_(3)基氧化物、BaCeO_... 质子导体固体氧化物燃料电池(P-SOFC)的低温化发展,离不开具备优异性能的电解质材料。电解质体系质子电导率不高、烧结难度大的问题,阻碍了P-SOFC的商业化发展。讨论P-SOFC常用的典型钙钛矿型电解质材料,包括BaZrO_(3)基氧化物、BaCeO_(3)基氧化物和BaCeO_(3)-BaZrO_(3)基电解质材料,并对掺杂电解质BaZr_(0.9)Y_(0.1)O_(3)-δ(BZY)、Ba(Zr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2))O_(3)-δ(BZCY)和BaCe_(0.5)Zr_(0.3)Y_(0.1)Yb_(0.1)O_(3)-δ(BCZYYb)等进行讨论。 展开更多
关键词 质子导体固体氧化物燃料电池(P-SOFC) 钙钛矿 电解质材料 质子传导 掺杂改性
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MOFs基固体电解质在钠离子电池中的应用进展
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作者 周志远 王春梅 +4 位作者 张嘉 孙鑫垚 张瑶 丁大千 高艳芳 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期21-26,共6页
传统钠离子电池常使用液体有机电解质,存在热失控等安全问题。而固态电解质具有高安全性和高能量密度,因而成为下一代储能设备材料最有潜力的候选者。金属有机骨架(MOFs)由金属节点和有机连接器构成,具有高孔隙率、高比表面积和有序孔道... 传统钠离子电池常使用液体有机电解质,存在热失控等安全问题。而固态电解质具有高安全性和高能量密度,因而成为下一代储能设备材料最有潜力的候选者。金属有机骨架(MOFs)由金属节点和有机连接器构成,具有高孔隙率、高比表面积和有序孔道,是设计快速离子导电材料的一个很有前途的结构平台。基于MOFs结构的多样性和可修饰性,介绍几种导钠离子MOFs基固体电解质的研究设计,包括引入掺杂相应阴离子钠盐的离子液体或有机溶剂、钠化处理、枝接与电解质离子相互作用的官能团和与聚合物复合的杂化材料。 展开更多
关键词 固态钠离子电池 金属有机骨架 固体电解质 离子电导率
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当前固体电解质与固态电池技术成熟度分析 被引量:5
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作者 陈昕 赵宁 +1 位作者 刘桂贤 郭向欣 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第6期969-984,共16页
开发低成本、综合性能优异的固体电解质材料体系及其相适配的固态电池是实现新型高能量密度、高安全性锂电池的必经之路。目前,国内外研究机构在大力推进固态电池的基础研究和产业化进程,其中,氧化物固体电解质、硫化物固体电解质、卤... 开发低成本、综合性能优异的固体电解质材料体系及其相适配的固态电池是实现新型高能量密度、高安全性锂电池的必经之路。目前,国内外研究机构在大力推进固态电池的基础研究和产业化进程,其中,氧化物固体电解质、硫化物固体电解质、卤化物固体电解质和聚合物固态电解质受到关注程度最高。然而在固态电池层面,存在界面问题、循环寿命差等挑战,阻碍了产业化进程,部分企业采用固液混合电池策略进行过渡。对典型固体电解质材料及固态电池技术成熟度进行了分析,以期为行业发展提供参考。同时指出,固态电池作为一个复杂的系统,其性能不由固体电解质单一的优异特性决定,需要全面评估。 展开更多
关键词 固体电解质 固态锂电池 技术成熟度 产业化
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聚合物人工固体电解质界面层的研究进展
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作者 宋芊颖 胡桔溏 +4 位作者 唐一帆 娜仁托雅 喻颖枝 旷桂超 陈立宝 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第5期757-766,共10页
锂金属负极因具有极高的比容量(3860 mAh/g)和低电化学电势(-3.04 V),成为可充电电池领域的研究热点。然而,锂金属的不稳定性会促使枝晶形成,在充放电过程中发生不可控的界面反应,导致生成的固体电解质界面(solid electrolyte interphas... 锂金属负极因具有极高的比容量(3860 mAh/g)和低电化学电势(-3.04 V),成为可充电电池领域的研究热点。然而,锂金属的不稳定性会促使枝晶形成,在充放电过程中发生不可控的界面反应,导致生成的固体电解质界面(solid electrolyte interphase,SEI)层不稳定,进而影响电池循环寿命。通过锂金属负极表面引入聚合物人工SEI(ASEI),改善机械性能和电化学性能,从而制备长循环寿命和高能量密度的锂金属电池(LMBs)。聚合物具有灵活度高及结构可设计等特点,是人工SEI的理想材料。概述了人工SEI的性质及作用,根据聚合物官能团类型和所起作用,系统总结了聚合物人工SEI的研究进展,并对未来的研究方向和发展前景作出展望。 展开更多
关键词 人工固体电解质界面层 聚合物 锂金属电池
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纳米石榴石固体电解质粉体在聚合物电解质中的均匀分散 被引量:1
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作者 吕寒梅 陈昕 +2 位作者 孙麒富 赵宁 郭向欣 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第3期46-47,共2页
固态锂电池(SSLBs)因采用金属锂负极和固体电解质,具有提高能量密度和安全性的潜质。固体电解质作为固态锂电池的关键材料,对电池性能有重要影响。其中,聚合物-石榴石型复合固态电解质因结合了聚合物电解质的易加工性以及石榴石电解质... 固态锂电池(SSLBs)因采用金属锂负极和固体电解质,具有提高能量密度和安全性的潜质。固体电解质作为固态锂电池的关键材料,对电池性能有重要影响。其中,聚合物-石榴石型复合固态电解质因结合了聚合物电解质的易加工性以及石榴石电解质的热稳定性和高离子电导率的优点,在固态电池规模化制造中具有良好的应用前景。然而,由于纳米固体电解质粉体的表面能高、与有机物的界面兼容性差,导致纳米锂镧锆氧颗粒在聚合物基体中容易发生团聚,进而导致复合电解质的离子电导率降低。本工作引入硅烷偶联剂3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)(LLZTO)的表面进行改性,旨在改善LLZTO颗粒在溶剂和聚合物基体中的分散性。LLZTO纳米颗粒表面的羟基与GPTMS分子反应形成共价键,在颗粒表面形成一层厚度约5 nm的GPTMS修饰层。GPTMS中具有亲脂性的环氧基团,使改性后的LLZTO纳米颗粒(LLZTO@GPTMS)在有机溶剂中均匀分散。粒度分布实验表明,LLZTO纳米颗粒的分散性与溶剂的极性呈正相关。采用均匀分散的LLZTO悬浮液,制备的PEO:LLZTO复合电解质的室温离子电导率可以达到2.31×10^(-4)S·cm^(-1)。使用优化后的PEO:LLZTO@GPTMS电解质组装的锂对称电池以及以LiFePO_(4)(LFP)为正极、金属锂为负极的SSLBs均表现出更长的循环寿命。此外,GPTMS的修饰有助于LLZTO纳米颗粒在聚乙烯(Polyethylene,PE)隔膜上的均匀涂覆。采用LLZTO@GPTMS涂覆PE隔膜的LFP|Li电池比采用未修饰LLZTO涂覆PE隔膜的电池展现出更优异的循环稳定性。结果表明,GPTMS能够有效提高LLZTO纳米颗粒在有机溶剂和聚合物基质中的分散性,对其他有机-无机复合材料体系具有指导意义。 展开更多
关键词 固态锂电池 石榴石型电解质 复合固体电解质 硅烷偶联剂 纳米粉体分散
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氧化铈基电解质材料的优化策略及其研究进展
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作者 程继海 侯义峰 王明 《化工新型材料》 北大核心 2025年第8期48-52,共5页
固体氧化物燃料电池是一种可持续、环保和高效的能量转换装置,其中低温化的发展趋势要求电解质材料在较低温度下具有高离子电导率和良好的稳定性。电解质材料是固体氧化物燃料电池最重要的组成部件之一,应具备高离子电导率、高致密性和... 固体氧化物燃料电池是一种可持续、环保和高效的能量转换装置,其中低温化的发展趋势要求电解质材料在较低温度下具有高离子电导率和良好的稳定性。电解质材料是固体氧化物燃料电池最重要的组成部件之一,应具备高离子电导率、高致密性和稳定性好等性能。钇稳定氧化锆是研究最早的电解质材料,萤石结构的氧化铈基电解质材料因在中温范围内具有较高的离子电导率,被认为是钇稳定氧化锆的理想替代者。结合近年来氧化铈基电解质材料的研究现状,综述了元素掺杂和第二相材料复合2种优化策略下氧化铈基电解质材料的研究进展。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 电解质材料 氧化铈 掺杂 复合
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烧结助剂对BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3)–δ电解质烧结行为及电导率的影响
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作者 张婧慧 陆晓彤 +2 位作者 毛海雁 田亚州 张山林 《无机材料学报》 北大核心 2025年第1期84-90,共7页
BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3)–δ(BZCY)作为质子导体型固体氧化物燃料电池的典型电解质材料之一,具有高质子电导率及高稳定性等优点。然而,BZCY电解质的烧结活性较差,通常需要较高的烧结温度来实现致密化,而过高的烧结温度不利于电... BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3)–δ(BZCY)作为质子导体型固体氧化物燃料电池的典型电解质材料之一,具有高质子电导率及高稳定性等优点。然而,BZCY电解质的烧结活性较差,通常需要较高的烧结温度来实现致密化,而过高的烧结温度不利于电池的制备及应用。本研究旨在降低BZCY电解质的烧结温度,通过引入NiO、Fe_(2)O_(3)、ZnO与CuO等烧结助剂,探讨了烧结助剂对BZCY烧结行为的影响。结果表明,除Fe_(2)O_(3)外,其余氧化物均能有效促进BZCY烧结体的晶粒生长。其中,添加CuO对BZCY烧结过程的促进作用最显著。在BZCY中添加质量分数2%的CuO(BZCY-2%CuO)后,即使烧结温度降低至1250℃,烧结体仍能保持高于98%的相对密度。此外,在600℃的加湿H_(2)气氛下,BZCY-2%CuO的电导率高达2.7×10^(–2)S·cm^(–1),且在加湿H_(2)下的电导率相较于加湿空气高出近5倍。更为关键的是,BZCY-2%CuO电解质在电池工作条件下的电子导电性可以忽略不计,保持了优异的稳定性。 展开更多
关键词 质子导体型固体氧化物燃料电池 BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3)–δ 电解质 烧结助剂 烧结行为 电导率
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固相法制备Bi_(4)V_(2)O_(11)固体电解质在NH_(3)传感器中的应用
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作者 王政 李跃华 +2 位作者 戴磊 王岭 孟维薇 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第5期1013-1021,共9页
通过固相反应法制备了在中低温下具有高离子导电性的固体电解质Bi_(4)V_(2)O_(11),并以CuV_(2)O_(6)为敏感电极组装成混合电位型NH_(3)传感器。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了固体电解质的相组成和传感... 通过固相反应法制备了在中低温下具有高离子导电性的固体电解质Bi_(4)V_(2)O_(11),并以CuV_(2)O_(6)为敏感电极组装成混合电位型NH_(3)传感器。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了固体电解质的相组成和传感器的微观形貌。结果表明,在中低温(300℃~600℃)下Bi_(4)V_(2)O_(11)的电导率高于传统氧离子导体YSZ。传感器测试结果表明,基于Bi_(4)V_(2)O_(11)作固体电解质CuV_(2)O_(6)作敏感电极的传感器能在300℃~500℃的温度范围内对10 ppm~300 ppm的NH_(3)进行检测,而以YSZ作固体电解质的传感器在300℃~350℃性能下降明显;传感器在400℃下有着最高的灵敏度(-59.15 mV/decade),优于相同条件下以YSZ作固体电解质的传感器(-42.89 mV/decade)。传感器具有稳定的响应,传感器的响应值和NH_(3)浓度的对数值呈现良好的正比例关系。 展开更多
关键词 固体电解质 Bi_(4)V_(2)O_(11) NH_(3)传感器 混合电位型
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脲、硫脲固体电解质导电机理分析 被引量:14
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作者 赵地顺 张星辰 +3 位作者 周清泽 李会勇 张越 熊培文 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期794-796,共3页
The conductivity of the solid electrolyte based on urea and thiourea has reached 6. 84 × 10-3 S. cm-1 at room temperature. Analysing the conductive process of this electrolyte we found that thiourea changes into ... The conductivity of the solid electrolyte based on urea and thiourea has reached 6. 84 × 10-3 S. cm-1 at room temperature. Analysing the conductive process of this electrolyte we found that thiourea changes into ammonium thiocyanate at a high temperature, which ionizes into ions, and can conduct the current. We obtained a red color substance through electrolysing the SPE. Analysing it with IR, UV and FAB, we confirmed that it is a polymer with a structure (SCN)n. It is proved that the aninon is SCN-. When weadded HCl into the acetone solution of the SPE, it was found that white precipitation material appeared in the solution, which was identified as NH4Cl, so the canon is NH4+. 展开更多
关键词 高分子固体电解质 导电机理 硫脲
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中温固体氧化物燃料电池阳极基底及负载型电解质薄膜的研制 被引量:20
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作者 阎景旺 董永来 +1 位作者 于春英 江义 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期804-814,共11页
在用固相反应法合成电解质材料La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)的基础上,研制出中温固体氧化物燃料电池LSGM+NiO阳极基底;考察了阳极基底孔隙率、孔径分布及电导率随组成变化的规律;研究了阳... 在用固相反应法合成电解质材料La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)的基础上,研制出中温固体氧化物燃料电池LSGM+NiO阳极基底;考察了阳极基底孔隙率、孔径分布及电导率随组成变化的规律;研究了阳极基底组成、微观结构、制备工艺等对负载型LSGM电解质薄膜成膜过程及质量的影响和负载型电解质薄膜在还原气氛中的结构稳定性;采用湿化学物理方法及等静压烧结工艺成功地制备出了厚度为20~50μm的负载型致密LSGM电解质薄膜.研究表明;NiO含量为60%的阳极基底具有适宜的烧结收缩率、孔隙率与孔径分布,且比表面积与比孔容积均较大,适合作为SOFC的阳极.随着NiO含量的增加,还原后阳极基底的电导率有所增大.其中低NiO含量的阳极基底在还原后的初生态,其电导率在交变信号的诱导下发生弛豫现象而迅速增大,并由离子导电性转变为金属导电性.而高NiO含量的阳极基底,其还原后的电导率随测量时间的延长变化很小,并从一开始就表现出金属导电的性质.采用无约束烧结程序制备的负载型LSGM电解质薄膜,表面为粗大的片状晶粒,还原后在晶界处产生裂纹.而采用等静压烧结程序制备的负载型LSGM电解质薄膜,表面为细小、形状规则的晶? 展开更多
关键词 中温 固体氧化物 燃料电池 阳极基底 负载型电解质薄膜 LSGM 性能 电解质材料 合成
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以脲和硫脲为主体的高分子固体电解质的研究 被引量:17
20
作者 赵地顺 张星辰 +3 位作者 周清泽 李会勇 张越 熊培文 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期768-771,共4页
研制了一种以脲和硫脲为主体的固体电解质,其室温电导率可达到6.84×10-3S·cm-1,分析了影响该电解质电导率的因素.初步确定该物质为一种不定型固熔体,导电机理是硫脲转化为硫氰酸铵。
关键词 高分子 固体电解质 固熔体 硫脲 导电 SPE
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