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TiFe基储氢合金活化及电化学性能研究进展
1
作者 孙丽丽 关宁 +1 位作者 王勇 李永存 《材料导报》 北大核心 2025年第4期109-117,共9页
能源危机正在催生新能源迅猛发展,氢是地球上分布广泛的元素之一,因具有高热值、丰富的来源以及环保特性而被认为是理想的次生能源。随着新能源汽车行业的快速发展,燃料电池技术,特别是镍-氢(Ni-MH)燃料电池,已成为研究的热点。在各种... 能源危机正在催生新能源迅猛发展,氢是地球上分布广泛的元素之一,因具有高热值、丰富的来源以及环保特性而被认为是理想的次生能源。随着新能源汽车行业的快速发展,燃料电池技术,特别是镍-氢(Ni-MH)燃料电池,已成为研究的热点。在各种储氢材料中,TiFe基合金因其低成本和高储氢容量等特点备受青睐,也作为Ni-MH燃料电池的负极材料成为现代研究的焦点。TiFe基合金属于AB型储氢合金的典型代表,具有潜在的高理论储氢容量,而且在室温下表现出良好的可逆吸放氢性能。然而,TiFe基合金的应用面临一些挑战。首先,合金的激活过程要求极端条件,这增加了制备的复杂性。其次,合金在吸放氢过程中容易受到毒化作用的影响,这可能降低其性能。最后,合金的吸放氢动力学性质的波动也可能对其在电化学应用中的性能产生不利影响。这些问题限制了TiFe基合金在商业化应用中的进一步发展。单元素合金化或多元素合金化可以有效改变TiFe基合金的成分布局和晶格结构,优化储氢性能,包括提高活化动力学、增加储氢容量以及优化吸放氢动力学,还可以显著提高合金的电化学综合性能,包括最大充放电容量、高倍率放电性能及循环稳定性等。制备工艺中的铸造法和球磨法等同样可以增加合金的储氢活性,显著提高其吸放氢动力学性能,进而提升电化学充放电容量。表面改性的方法优化了合金的微观结构和接触位点,从而提高了储氢性能和循环寿命,使合金的电化学充放电过程更稳定。 展开更多
关键词 储氢合金 TiFe基合金 活化性能 电化学性能
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SDBS插层与吸附协同增强片状镍钴氢氧化物的电化学性能
2
作者 刘志伟 武婵 +1 位作者 遆鑫森 刘有智 《材料导报》 北大核心 2025年第10期11-18,共8页
镍钴层状双氢氧化物(Ni-Co LDH)具有高的理论比容量与丰富的化学活性位点,但片状Ni-Co LDH存在比容量偏低、倍率性能较差等问题。针对以上问题,本工作采用溶剂热法制备片状Ni-Co LDH电极材料,并以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的水溶液为插层... 镍钴层状双氢氧化物(Ni-Co LDH)具有高的理论比容量与丰富的化学活性位点,但片状Ni-Co LDH存在比容量偏低、倍率性能较差等问题。针对以上问题,本工作采用溶剂热法制备片状Ni-Co LDH电极材料,并以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的水溶液为插层剂,重点探究液相插层改性前后电极材料的形貌、结构与电化学性能的变化规律。结果表明,SDBS插层与吸附双重作用能够扩大Ni-Co LDH的层间距,并增强电极材料的表面活性,进而加快电解质离子的扩散,提升其比容量和倍率性能;改性后的Ni-Co LDH比容量为677 C/g(1504 F/g,2 A/g),其容量保持率为72%(1~30 A/g),明显优于未改性的材料。此外,电化学动力学分析进一步表明,SDBS插层与吸附作用显著提升Ni-Co LDH电池型电极材料的容量贡献占比。最后,以改性Ni-Co LDH为正极材料,活性炭(AC)为负极材料,组装混合电容器,其在功率密度为363 W/kg时,具有46 Wh/kg的能量密度。本工作提出SDBS插层与吸附增强Ni-Co LDH电化学性能的思路,可为高性能电极材料的制备提供参考。 展开更多
关键词 镍钴层状双氢氧化物 插层与吸附 电化学性能 混合电容器
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绿色纸基柔性电极材料的电化学性能研究
3
作者 李晓萍 朱介法 《造纸科学与技术》 2025年第1期69-72,共4页
可穿戴设备的更新普及与社会公众环保意识的改善强化,引发了高性能的环境友好型柔性电化学储能器件研发热潮。而纸张作为环保可降解的天然多孔结构储能材料,可节省生产成本,以资源化利用碳资源,在储能器件开发中拥有巨大应用潜力。基于... 可穿戴设备的更新普及与社会公众环保意识的改善强化,引发了高性能的环境友好型柔性电化学储能器件研发热潮。而纸张作为环保可降解的天然多孔结构储能材料,可节省生产成本,以资源化利用碳资源,在储能器件开发中拥有巨大应用潜力。基于此,顺应资源化利用理念,以再生纤维改性纸张与聚吡咯为原料复合制备了绿色纸基柔性电极材料,并对其电化学性能进行了测试分析。结果表明,相较于空白纸张+聚吡咯制纸基柔性电极材料,再生纤维素改性纸张+聚吡咯制绿色纸基柔性电极材料组装超级电容器的电容性更优,恒电流放电时间更长,循环稳定性更高;当再生纤维素浓度为25%时,纸基超级电容器的储能效果最佳,循环稳定性最高。 展开更多
关键词 绿色环保 纸基电极材料 再生纤维素 电化学性能 超级电容器
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白千层树皮基活性炭的电化学性能研究
4
作者 余婷 熊燕英 +3 位作者 童文瑄 潘杨梅 吴慧 周吓星 《林产工业》 北大核心 2025年第3期1-6,共6页
以白千层树皮为原料,探究了超级电容器电极用树皮活性炭(bark activated carbon,BAC)的制备工艺。通过正交试验设计,确定了最佳制备条件:KOH活化,炭化温度600℃,活化温度700℃,炭碱质量比1∶4。所制备的BAC展现出较好的电化学性能。在0.... 以白千层树皮为原料,探究了超级电容器电极用树皮活性炭(bark activated carbon,BAC)的制备工艺。通过正交试验设计,确定了最佳制备条件:KOH活化,炭化温度600℃,活化温度700℃,炭碱质量比1∶4。所制备的BAC展现出较好的电化学性能。在0.2 A/g电流密度下,其比容量达284 F/g,4 000次恒流充放电后的库伦效率为103%。活化后,试样的比表面积由142.35 m^(2)/g增至2 052.29 m^(2)/g,石墨化程度提高,电阻降低,导电性增加,电化学性能增强。本研究拓宽了白千层树皮的应用领域,为其废弃物的回收再利用提供了新路径。 展开更多
关键词 白千层 树皮 活性炭 超级电容器 电化学性能
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过渡金属碳化物/聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能研究
5
作者 姚剑波 雒和明 +1 位作者 李希言 张建强 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期96-100,106,共6页
过渡金属碳化物(Ti_(3)C_(2)T_(x)-MXene)具有的二维层状结构优势和电化学性能优势使其在超级电容器电极材料领域展现出应用潜力。通过原位聚合法,利用Ti_(3)C_(2)T_(x)-MXene和导电聚合物的协同效应,将Ti_(3)C_(2)T_(x)-MXene与聚苯胺(... 过渡金属碳化物(Ti_(3)C_(2)T_(x)-MXene)具有的二维层状结构优势和电化学性能优势使其在超级电容器电极材料领域展现出应用潜力。通过原位聚合法,利用Ti_(3)C_(2)T_(x)-MXene和导电聚合物的协同效应,将Ti_(3)C_(2)T_(x)-MXene与聚苯胺(PANI)复合制备具有高性能的超级电容器电极材料,将其组装成超级电容器探究实际应用潜能。结果表明:复合材料在1mol/L H_(2)SO_(4)电解液中有着极佳的电化学性能,在电流密度为1A/g时比电容达398.625F/g,对称超级电容器在500W/kg的功率密度下,具有7.76Wh/kg的能量密度,有很好的实际储能应用前景。 展开更多
关键词 过渡金属碳化物 导电聚合物 复合材料 超级电容器 电化学性能
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还原氧化石墨烯包覆钛酸锂复合材料的制备及其电化学性能研究
6
作者 刘航 秦龙威 +3 位作者 徐振凯 蔺多佳 张剑峰 夏鑫 《化工新型材料》 北大核心 2025年第2期182-186,共5页
为了得到循环稳定性和倍率性能优异的钛酸锂(LTO)负极材料,将质量浓度不同的氧化石墨烯与LTO材料进行物理混合,再通过热处理方法制备出还原氧化石墨烯包覆钛酸锂(LTO@rGO)复合材料。通过X射线粉末衍射仪、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱... 为了得到循环稳定性和倍率性能优异的钛酸锂(LTO)负极材料,将质量浓度不同的氧化石墨烯与LTO材料进行物理混合,再通过热处理方法制备出还原氧化石墨烯包覆钛酸锂(LTO@rGO)复合材料。通过X射线粉末衍射仪、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜和电化学工作站对复合材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行表征和测试。结果表明:氧化石墨烯质量浓度为2mg/mL时,在电流密度为1C条件下,LTO@rGO复合材料初始比容量为168mAh/g,经过50次循环后容量为165.2mAh/g,具有优异的电化学性能。 展开更多
关键词 钛酸锂 还原氧化石墨烯 表面改性 电化学性能
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CuO/C复合薄膜的制备及其作为钠离子电池负极的电化学性能
7
作者 赵卓凡 闫共芹 +3 位作者 蓝春波 王晨 戚艳超 付向辉 《微纳电子技术》 2025年第4期125-132,共8页
通过湿化学法和磁控溅射法制备了CuO/C薄膜材料,并将其作为钠离子电池负极。研究了碳复合对CuO薄膜电化学性能的影响,并通过第一性原理计算了钠离子吸附能。研究结果表明,与CuO薄膜相比,通过磁控溅射进行碳复合后形成的CuO/C复合材料具... 通过湿化学法和磁控溅射法制备了CuO/C薄膜材料,并将其作为钠离子电池负极。研究了碳复合对CuO薄膜电化学性能的影响,并通过第一性原理计算了钠离子吸附能。研究结果表明,与CuO薄膜相比,通过磁控溅射进行碳复合后形成的CuO/C复合材料具有更优异的电化学性能,复合前、后的薄膜材料在0.01~3 V的电压范围和100 mA/g的电流密度下,经过100圈充放电循环后的容量保持率分别为57.6%和67.6%,在2000 mA/g的电流密度下首圈放电比容量分别为227.9和270.7 mA·h/g。复合薄膜电化学性能的增强可归因于薄膜中的碳具有一定的柔韧性和较好的导电性,复合后能够有效缓解CuO体积膨胀和弱导电性问题。计算结果表明,CuO和CuO/C对单个钠离子的吸附能分别为-2.48606和-3.93544 eV,在CuO和C的协同作用下,CuO/C复合材料表现出更加优异的亲钠性。 展开更多
关键词 钠离子电池负极 CuO/C复合薄膜 磁控溅射 电化学性能 吸附能
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MXene/壳聚糖复合气凝胶的制备及其电化学性能研究
8
作者 黄卫青 曹小凤 +3 位作者 王利魁 郭鸶 邓超 李川 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期146-150,156,共6页
三维多孔结构MXene气凝胶是一种理想的超级电容器负极电极材料。将盐酸、氟化锂刻蚀得到的Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene与预交联的壳聚糖(CS)混合制成Ti_(3)C_(2)T_(x)/CS复合气凝胶膜。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪、扫描电子显微... 三维多孔结构MXene气凝胶是一种理想的超级电容器负极电极材料。将盐酸、氟化锂刻蚀得到的Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene与预交联的壳聚糖(CS)混合制成Ti_(3)C_(2)T_(x)/CS复合气凝胶膜。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等多种手段,对Ti_(3)C_(2)T_(x)/CS复合气凝胶膜的组成、层间距及形貌进行了分析。采用电化学工作站对样品进行电化学性能测试。结果表明,CS/MXene以1∶8的质量配比合成的复合气凝胶具有较大层间距,电化学性能最佳。以1A/g的电流密度测试时,比电容达到288.9F/g;当电流密度增至100A/g后,其比电容仍能达到222.2F/g,电容保留率高达72.1%,展现了优异的倍率性能。 展开更多
关键词 Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene 气凝胶 电化学性能 超级电容器
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汽车电池用La-Mg-Ni基储氢合金的元素替代及电化学性能 被引量：1
9
作者 王飞 李丽君 +1 位作者 梅琼珍 李振坤 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第4期90-94,共5页
采用感应熔炼方法制备了La_(0.7)R_(0.1)Mg_(0.2)Ni_(3.35)Al_(0.15)(R=La/Nd/Sm)储氢合金,研究了稀土元素Nd/Sm替代La对储氢合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,采用Nd或Sm替代La时,储氢合金物相组成未发生改变,仍由LaNi_(5)、(La... 采用感应熔炼方法制备了La_(0.7)R_(0.1)Mg_(0.2)Ni_(3.35)Al_(0.15)(R=La/Nd/Sm)储氢合金,研究了稀土元素Nd/Sm替代La对储氢合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,采用Nd或Sm替代La时,储氢合金物相组成未发生改变,仍由LaNi_(5)、(LaMg)_(2)Ni_(7)和(LaMg)_(5)Ni_(19)相组成,但储氢合金中LaNi_(5)相和(LaMg)_(5)Ni_(19)相丰度会增加、(LaMg)_(2)Ni_(7)相丰度减小。R为La、Nd和Sm时储氢合金的最大放电比容量均在第2次充放电循环时获得,分别为377 mAh/g、382 mAh/g和376 mAh/g;采用Nd或Sm替代La,储氢合金高倍率放电性能、24 h荷电保持率和充放电循环100次时的容量保持率都不同程度地增加,且R为Nd时储氢合金的相应值最大。采用Nd或Sm替代La会使得储氢合金的交换电流密度、氢扩散系数增加,储氢合金电极的高倍率放电性能与交换电流密度和氢扩散系数变化趋势一致,表明储氢合金电极的高倍率放电性能由交换电流密度和氢扩散系数共同决定。 展开更多
关键词 储氢合金 稀土掺杂 La Nd Sm 元素替代 相结构 电化学性能 汽车电池 La-Mg-Ni
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三维网络结构镍钴氢氧化物/石墨烯水凝胶复合材料的合成及电化学性能 被引量：1
10
作者 刘亭亭 田国兴 +4 位作者 赵欣 余新勇 毛超 于雪寒 陈玲 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期104-110,共7页
本工作采用化学还原法对氧化石墨烯进行预还原,再将其与Ni(NO_(3))_(2)·6H_(2)O、Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O混合进行水热反应,得到三维网络结构镍钴氢氧化物/石墨烯水凝胶复合材料,通过调节氧化石墨烯的量获得电化学性能最佳的... 本工作采用化学还原法对氧化石墨烯进行预还原,再将其与Ni(NO_(3))_(2)·6H_(2)O、Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O混合进行水热反应,得到三维网络结构镍钴氢氧化物/石墨烯水凝胶复合材料,通过调节氧化石墨烯的量获得电化学性能最佳的镍钴氢氧化物/石墨烯水凝胶(NiCo-OH/GH_(100)),镍钴氢氧化物纳米片均匀分布在石墨烯表面。0.5 A/g电流密度下NiCo-OH/GH_(100)的比容量为590 F/g,电流密度增加到10 A/g时比容量保持率为76.1%,展现出较高的比容量和良好的倍率性能。组装的NiCo-OH/GH_(100)//碳纳米管复合氮掺杂石墨烯水凝胶(NCGH)非对称超级电容器(ASC)在20 A/g下充放电循环10 000次,比容量保持率达92.9%,功率密度为375 W/kg时的能量密度达23.9 Wh/kg。 展开更多
关键词 镍-钴氢氧化物 石墨烯水凝胶 超级电容器 电化学性能
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C/Sn复合薄膜的磁控溅射制备及其作为锂离子电池负极材料的电化学性能 被引量：1
11
作者 闫共芹 时孟杰 +2 位作者 王欣琳 蓝春波 武桐 《微纳电子技术》 CAS 2024年第2期78-86,共9页
采用磁控溅射的方法在铜箔上制备了C/Sn复合薄膜并将其作为锂离子电池负极材料,研究了C/Sn复合薄膜中Sn质量分数对其电化学性能的影响。研究发现,随着复合薄膜中Sn质量分数的增加,其首圈放电比容量增加,在一定范围内增加Sn质量分数,首... 采用磁控溅射的方法在铜箔上制备了C/Sn复合薄膜并将其作为锂离子电池负极材料,研究了C/Sn复合薄膜中Sn质量分数对其电化学性能的影响。研究发现,随着复合薄膜中Sn质量分数的增加,其首圈放电比容量增加,在一定范围内增加Sn质量分数,首圈库仑效率增加,但当Sn质量分数过多时其库仑效率降低。Sn质量分数分别为89.20%、91.61%、93.85%、95.81%的四种复合薄膜,在电流密度为500 mA/g时的首圈放电比容量分别为1195.4、1372.97、1574.86、1642.30 mA·h/g,首圈库仑效率分别为86.84%、87.88%、94.06%、80.66%。循环200圈后,四种复合薄膜的比容量衰减率分别为0.70%、6.13%、11.32%、18.88%。研究结果表明,当复合薄膜中Sn质量分数为89.20%时,其具有最优的倍率性能和循环稳定性能,随着复合薄膜中Sn质量分数的增加,其倍率性能及循环稳定性变差。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 磁控溅射 C/Sn复合薄膜 电化学性能 循环稳定性
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脲醛树脂前驱体碳微球形貌调控及电化学性能研究 被引量：1
12
作者 任广元 胡绍纲 +1 位作者 吴云轩 艾军鹏 《东华理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期76-82,共7页
为了探究原料配比对脲醛树脂形貌及碳微球电化学性能的影响,通过改变尿素、甲醛与甲酸的物质的量比,制备了三种不同微纳结构的脲醛树脂微球,再在氮气保护下800℃裂解,获得了相应的碳微球。采用上述脲醛树脂前驱体制备的花状碳纳米微球(N... 为了探究原料配比对脲醛树脂形貌及碳微球电化学性能的影响,通过改变尿素、甲醛与甲酸的物质的量比,制备了三种不同微纳结构的脲醛树脂微球,再在氮气保护下800℃裂解,获得了相应的碳微球。采用上述脲醛树脂前驱体制备的花状碳纳米微球(NUFC-3)作为电极材料,在三电极体系中开展电化学性能研究。结果表明,在1 A/g的电流密度下,比电容(C_(s))为189 F/g;在20 A/g的电流密度下,C_(s)为145 F/g,其保留率为76.7%。该脲醛树脂为前驱体的碳微球具有制备方法简单、成本低廉及电化学性能优异等优点,有望在电化学储能领域获得应用。 展开更多
关键词 脲醛树脂 碳微球 形貌调控 电化学性能 超级电容器
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热处理实现锌金属晶面择优取向提升电化学性能的综合实验设计
13
作者 徐坤 宋鑫鑫 +2 位作者 印志磊 杨剑 宋其圣 《大学化学》 CAS 2024年第4期192-197,共6页
水系锌金属电池由于其安全性高、低成本等优点,在电化学储能领域内具有广阔的前景。然而,锌负极在沉积/剥离过程中的副反应阻碍了实际应用。本实验通过简单的热处理调控锌金属的结晶学取向,探究了晶面取向对于电化学性质的影响。本实验... 水系锌金属电池由于其安全性高、低成本等优点,在电化学储能领域内具有广阔的前景。然而,锌负极在沉积/剥离过程中的副反应阻碍了实际应用。本实验通过简单的热处理调控锌金属的结晶学取向,探究了晶面取向对于电化学性质的影响。本实验将晶体化学与电化学相结合,从前沿研究出发设计综合实验,激发学生对科研的兴趣。 展开更多
关键词 水系电池 锌金属 晶体织构 电化学性能 综合实验
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珊瑚状镍钴双金属氧化物掺杂碳纳米杂化材料的电化学性能
14
作者 马应霞 雷磊 +2 位作者 刘冰璐 康小雅 冉奋 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期17-27,共11页
金属有机框架材料(MOFs)由于具有大的比表面积、可调节的孔径和丰富的氧化还原位点,作为超级电容器电极材料受到了广泛关注.但是,MOFs较低的比电容限制了其进一步应用.以Ni(NO_(3))_(2)·6H_(2)O、Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O为金... 金属有机框架材料(MOFs)由于具有大的比表面积、可调节的孔径和丰富的氧化还原位点,作为超级电容器电极材料受到了广泛关注.但是,MOFs较低的比电容限制了其进一步应用.以Ni(NO_(3))_(2)·6H_(2)O、Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O为金属离子源,对苯二甲酸为有机配体,通过水热法合成了三维(3D)刺柏状Ni/Co-MOF为前驱体,在空气气氛中通过调控其热处理温度和恒温时间,制备了一系列珊瑚状镍钴双金属氧化物掺杂碳纳米杂化材料(NCPO/C),并研究了其作为超级电容器电极材料的电化学性能.结果表明:将3D刺柏状Ni/Co-MOF前驱体在空气氛围加热至280℃、保温1 h后得到的珊瑚状NCPO/C样品作为电极材料的电化学性能最佳.当电流密度从0.5 A·g^(-1)扩大到5.0 A·g^(-1)时,NCPO/C的比电容从852.5 C·g^(-1)减小到720.0 C·g^(-1),其比电容的保持率为84.5%. 展开更多
关键词 金属有机框架材料 金属氧化物 超级电容器 电极材料 电化学性能
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兼具优良氮磷吸附性能和电化学性能的活性炭筛选及其构效关系解析
15
作者 张长平 王昭宇 王晓欧 《河北工业大学学报》 CAS 2024年第1期62-73,共12页
选取6种前驱体(煤、椰壳、核桃壳、桃壳、枣壳、杏壳)的商用活性炭,对其理化性质与其氮磷吸附性能和电化学性能之间进行构效关系解析。结果表明:活性炭对氨氮以单分子层物理吸附为主,对磷酸盐以多分子层化学吸附为主,对活性炭氨氮和磷... 选取6种前驱体(煤、椰壳、核桃壳、桃壳、枣壳、杏壳)的商用活性炭,对其理化性质与其氮磷吸附性能和电化学性能之间进行构效关系解析。结果表明:活性炭对氨氮以单分子层物理吸附为主,对磷酸盐以多分子层化学吸附为主,对活性炭氨氮和磷酸盐吸附性能起主要作用的分别是其微孔结构和其表面羟基、羰基官能团;椰壳、核桃壳和桃壳活性炭具有较高的氨氮吸附容量;椰壳、煤质、核桃壳和桃壳活性炭具有较高的磷酸盐吸附容量。良好的介孔分布、高比表面积、羟基和羧基官能团会显著提高活性炭的电容属性,使其具有良好的电子和质子传输能力;良好的微孔分布会降低活性炭的材料电阻;活性炭明显的褶皱形态会使溶液中的电解质离子更容易渗透到电极表面。煤质和椰壳活性炭展现出典型的双层电容特性以及更为优良的电荷存储性能,而椰壳和核桃壳活性炭具有较低的材料电阻和较高的离子易渗透性。综上所述,椰壳活性炭兼具优良的氮磷吸附性能和电化学性能,是人工湿地-微生物燃料电池耦合系统的理想填料。 展开更多
关键词 活性炭 吸附性能 电化学性能 氨氮 磷酸盐
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石油焦锂离子电池负极材料电化学性能研究 被引量：3
16
作者 刘曙民 刘天波 +2 位作者 赵雷 冯震恒 王际童 《炼油技术与工程》 CAS 2024年第2期11-16,31,共7页
负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素,人造石墨是重要的锂离子电池负极材料。石油焦的热膨胀系数低,空隙度低,灰分、硫、金属元素含量低,导电率高,易石墨化。此次研究选择3种普通石油焦,并通过石墨化制备人造石墨。对3种石油焦原样... 负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素,人造石墨是重要的锂离子电池负极材料。石油焦的热膨胀系数低,空隙度低,灰分、硫、金属元素含量低,导电率高,易石墨化。此次研究选择3种普通石油焦,并通过石墨化制备人造石墨。对3种石油焦原样和石墨化样品进行分析表征,比较其各种性能,研究石油焦石墨化后的变化,并通过电化学分析验证石油焦石墨化后其性能是否达到商用锂电池负极材料水平。实验结果表明:在2750℃石墨化处理后,相较于原石油焦样品,3种石墨化样品结构重排,拥有更明显的规整层状结构;含碳量提升,其他例如氢、氧等杂元素和金属元素含量下降;均显现出较低的电极电位和稳定的充放电平台,首次库伦效率分别为85.00%、78.20%、82.96%。经过150次循环后,比容量分别保持在273.00、259.00、226.20 mAh/g,库伦效率接近100%,是锂离子电池负极材料的潜在前驱体。 展开更多
关键词 石油焦 锂离子电池 负极材料 电化学性能 石墨化程度 首次库伦效率 比容量
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阴极Mg^(2+)污染物对PEMFC电化学性能及电化学阻抗影响 被引量：1
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作者 许丽凤 谈金祝 +3 位作者 李易惠子 朱京宇 侯琼 韦彦强 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期269-276,共8页
质子交换膜燃料电池经过长期运行后,其部件(弹性垫片、极板等)会发生损伤,并产生金属离子污染物(如Ca^(2+)、Mg^(2+)),这将影响燃料电池长期运行的稳定性和耐久性。通过向燃料电池阴极空气流中添加不同浓度(100、300和500 mg/L)的Mg^(2+... 质子交换膜燃料电池经过长期运行后,其部件(弹性垫片、极板等)会发生损伤,并产生金属离子污染物(如Ca^(2+)、Mg^(2+)),这将影响燃料电池长期运行的稳定性和耐久性。通过向燃料电池阴极空气流中添加不同浓度(100、300和500 mg/L)的Mg^(2+)溶液,研究了极化曲线以及电化学阻抗谱,分析了阴极Mg^(2+)污染物对燃料电池电化学性能及电化学阻抗的影响。极化曲线实验结果表明3种浓度梯度的阴极Mg^(2+)污染物均对燃料电池的电化学性能有明显负面影响,污染后的燃料电池的电流密度出现下降,且下降程度与阴极Mg^(2+)污染物浓度和污染时间呈正相关。极化曲线理论分析结果表明:3种浓度梯度的阴极Mg^(2+)污染物均显著影响质子交换膜的渗透性并增大质子交换膜对氢离子的阻抗,且污染时间越长,质子交换膜性能恶化越严重。电化学阻抗谱分析结果表明:3种浓度梯度的阴极Mg^(2+)污染物均会增大质子交换膜对氢离子的阻抗以及阴极法拉第电阻,且质子交换膜对氢离子的阻抗随污染时间增加而增大;阴极双电层结构受这3种浓度梯度的阴极Mg^(2+)污染物影响不明显。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 镁离子 电化学阻抗谱 电化学性能
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三维孔道NiMn-MOF电极材料制备及电化学性能研究 被引量：1
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作者 刘新 毛喜玲 +2 位作者 闫欣雨 王俊强 李孟委 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期361-369,共9页
针对目前超级电容器电极材料能量密度较低、制备工艺复杂的难题,利用MOF材料的高比表面积、多孔结构的优势,本工作采用简单可控的一步水热法制备具有三维孔道网络结构的双金属NiMn-MOF纳米片,Ni与Mn相近的原子半径有利于双金属NiMn-MOF... 针对目前超级电容器电极材料能量密度较低、制备工艺复杂的难题,利用MOF材料的高比表面积、多孔结构的优势,本工作采用简单可控的一步水热法制备具有三维孔道网络结构的双金属NiMn-MOF纳米片,Ni与Mn相近的原子半径有利于双金属NiMn-MOF的合成以及暴露出更多的活性位点,通过不断优化工艺参数(水热温度和水热时间),进行对比获得了高比容的NiMn-MOF电极材料。同时借助扫描电子显微技术(SEM)、能谱分析技术(EDS)、X射线衍射技术(XRD)对电极材料的形貌和晶体结构进行详细的表征,利用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)进行电化学性能分析。在6 mol/L的KOH电解液中进行三电极测试,结果表明当电流密度为0.5 A/g时,其比容量高达1023.5 F/g。以双金属NiMn-MOF为正极,活性炭(AC)为负极组装的非对称超级电容器,在电流密度为0.5 A/g时,其比容量为94.37 F/g,并使用该器件成功点亮红色LED灯,表明所制备的双金属NiMn-MOF纳米片具有良好的电化学性能,为超级电容器电极材料的制备提供了新的思路。 展开更多
关键词 镍锰过渡金属有机框架材料 电极材料 超级电容器 电化学性能
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使用工况对锂离子电池电化学性能的影响 被引量：1
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作者 辛甜 高啸天 +3 位作者 肖楷 罗志斌 黄肇和 张乃庆 《南方能源建设》 2024年第2期139-145,共7页
[目的]锂离子电池储能技术在近年来得到快速发展和广泛应用,但在实际应用中发现具体使用工况对锂离子电池储能的实际使用寿命和盈利能力有着巨大影响,文章旨在研究使用工况对于锂离子电池电化学性能的影响,为今后的锂离子电池储能项目... [目的]锂离子电池储能技术在近年来得到快速发展和广泛应用,但在实际应用中发现具体使用工况对锂离子电池储能的实际使用寿命和盈利能力有着巨大影响,文章旨在研究使用工况对于锂离子电池电化学性能的影响,为今后的锂离子电池储能项目建设提供参考。[方法]测试并分析工作荷电区间、放电倍率、工作温度对锂离子电池实际工作性能的影响。[结果]充放电荷电区间、使用倍率、工作温度都会对锂离子电池的实际工作性能产生巨大影响。一方面,适当调节充放电荷电区间会明显提高电池的使用寿命;另一方面,目前调频储能项目常用的2 C配置方式会明显降低锂离子电池的使用寿命,而将倍率降低至1 C配置虽然会增加初始投资,但有望获得更低的周期度电成本。此外,温度控制对锂离子电池的使用寿命也极为重要,即使是个位数的温度差异也有可能造成长期使用后显著的电池不一致性。[结论]锂离子电池储能具有响应速度快、调节精度高、配置灵活等优点,随着“碳达峰、碳中和”工作的深入和电力市场的逐步建设,锂离子电池储能将会在提高电能质量方面发挥重要作用。注重使用工况对于锂离子电池性能的影响将会进一步提高锂离子电池储能的使用效能。要根据实际应用需求实际设计电池的使用工况,并以此为依据配置锂离子电池储能各项参数指标,从而赋予锂离子电池储能更加优异的性能,助力我国“双碳”目标的实现。 展开更多
关键词 储能 锂离子电池 使用工况 电化学性能 工作寿命
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电积锌用Pb-Ag/MnO_(2)涂层阳极制备及电化学性能
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作者 李传斌 江洪林 +3 位作者 田林 袁学韬 胡志方 尹延西 《矿冶》 CAS 2024年第5期677-683,共7页
铅银合金(Pb-Ag)是锌电积及其它冶金工艺中应用最广泛的阳极材料。随着节能环保要求的逐渐提高,由于存在过电位低和稳定性差等缺点,Pb-Ag阳极难以适用于绿色工业体系的发展。如何提升其析氧催化活性、降低能耗并提高其耐腐蚀性能,成为... 铅银合金(Pb-Ag)是锌电积及其它冶金工艺中应用最广泛的阳极材料。随着节能环保要求的逐渐提高,由于存在过电位低和稳定性差等缺点,Pb-Ag阳极难以适用于绿色工业体系的发展。如何提升其析氧催化活性、降低能耗并提高其耐腐蚀性能,成为亟待解决的工业难题。采用恒电流电沉积法在Pb-Ag阳极上制备了纳米二氧化锰薄膜涂层,测试了阳极的组织和电化学性能。研究表明:MnO_(2)涂层表面疏松裂纹结构不仅提高了催化活性,还促进了传质过程的进行,使得Pb-Ag/MnO_(2)阳极的析氧反应活性和稳定性均优于Pb-Ag阳极。其中,Pb-Ag/MnO_(2)阳极的析氧过电位为555 mV,塔菲尔斜率为208.5 mV/dec,优于Pb-Ag阳极的析氧过电位和塔菲尔斜率。同时,Pb-Ag/MnO_(2)阳极在长周期的电解锌实验中表现出良好的析氧反应活性和耐腐蚀性能,其槽电压比Pb-Ag阳极槽电压小0.1 V左右,能耗低于Pb-Ag阳极。 展开更多
关键词 锌电积 Pb-Ag阳极 MnO_(2)涂层 析氧活性 电化学性能 耐腐蚀性能
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