功率型电化学储能技术研究进展 被引量：5

1

作者 周润怡 黄艳忠 +4 位作者 祁义恒 张传志 周美琪 杨化超 薄拯 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期406-417,共12页

功率型储能器件具有功率密度高和充放电速度快等显著优点,适用于需要大功率输出和短时间内快速响应的应用场景,如电网调频、军用装甲车辆应急启动和港口起重装备能量回收等。围绕主流的功率型储能器件——超级电容器、功率型金属离子电... 功率型储能器件具有功率密度高和充放电速度快等显著优点,适用于需要大功率输出和短时间内快速响应的应用场景,如电网调频、军用装甲车辆应急启动和港口起重装备能量回收等。围绕主流的功率型储能器件——超级电容器、功率型金属离子电池、金属离子混合电容,介绍了各类功率型电化学储能技术的基本工作原理,系统性地总结了国内外学者在功率型电化学储能器件电极材料和电解液方面的改性策略和研究进展,最后对功率型电化学储能技术未来研究方向和应用趋势进行了合理展望。 展开更多

关键词 高功率密度 超级电容 金属离子电池 金属离子混合电容 电极材料 电解液

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乙腈-水系混合电解液对Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池电化学稳定性的影响 被引量：4

2

作者 欧林娜 刘哲轩 +1 位作者 曹鑫鑫 梁叔全 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1848-1860,共13页

Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)正极材料具有稳定的三维框架结构、较高的工作电压和相对成熟的制备工艺,近年来也逐渐用于水系锌离子电池中。然而,二价Zn^(2+)的脱嵌和活泼的水系反应环境会加速磷酸盐晶格的破坏。本文在Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4)... Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)正极材料具有稳定的三维框架结构、较高的工作电压和相对成熟的制备工艺,近年来也逐渐用于水系锌离子电池中。然而,二价Zn^(2+)的脱嵌和活泼的水系反应环境会加速磷酸盐晶格的破坏。本文在Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池体系的水系电解液中加入适量的乙腈(AN),研究电解液中AN与水的比例对离子溶剂化结构和电化学行为的影响规律,并通过非原位XRD探究Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)晶体结构的演变。结果表明:过少的AN会加快正极材料晶格框架的破坏,而过多的AN会减缓电极反应动力学;在含有适量AN的电解液中,Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池不但在50 mA/g的电流密度下具有91.4 mA·h/g的较高比容量,同时在500 mA/g的电流密度下可以稳定循环1000次且无明显容量衰退。 展开更多

关键词 Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池 乙腈 有机-无机混合电解液 电化学稳定性 离子可逆脱嵌

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基于V2C催化剂的混合电解质锂空气电池催化机理研究

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作者 生健平 喻明富 +1 位作者 李洁 孙红 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1-7,共7页

氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)催化活性的提高可以显著提高混合电解质锂空气电池的性能。二维材料V2C(MXenes)具有丰富的组成、高比表面积和强稳定性等特点,受到广泛关注。本工作基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,研究了V2C的... 氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)催化活性的提高可以显著提高混合电解质锂空气电池的性能。二维材料V2C(MXenes)具有丰富的组成、高比表面积和强稳定性等特点,受到广泛关注。本工作基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,研究了V2C的电子性质、碱性条件下氧气在V2C表面的最佳吸附位点和氧气在V2C表面的氧化还原过程,计算了V2C的自由能和过电势,最后将其与混合电解质锂空气电池常用的MnO2催化剂进行了比较。结果表明,V2C作为混合电解质锂空气电池催化剂时,比常用的MnO2催化剂的过电势更小,说明该催化剂可以提高电极的催化性能,是一种前景良好的ORR和OER双功能催化剂。 展开更多

关键词 混合电解质锂空气电池 碳化钒 第一性原理 氧气吸附 氧还原反应

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隔膜对双电层电容器和混合型电池-超级电容器的电化学性能的影响（英文） 被引量：13

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作者 孙现众 张熊 +1 位作者 黄博 马衍伟 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第3期485-491,共7页

隔膜是双电层电容器和混合型电池-超级电容器等电化学储能器件的重要组成元件.本文采用1 mol?L-1四乙基四氟硼酸铵的丙烯碳酸酯电解液制备了基于活性炭的扣式双电层电容器,并采用1 mol?L-1六氟磷酸锂锂离子电解液制备了(LiNi0.5Co0.2Mn0... 隔膜是双电层电容器和混合型电池-超级电容器等电化学储能器件的重要组成元件.本文采用1 mol?L-1四乙基四氟硼酸铵的丙烯碳酸酯电解液制备了基于活性炭的扣式双电层电容器,并采用1 mol?L-1六氟磷酸锂锂离子电解液制备了(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2+活性炭)/石墨体系的混合型电池-超级电容器.研究了不同类型隔膜的物理化学性能,以及其对双电层电容器和混合型电池-超级电容器的电化学性能的影响.四种隔膜分别是无纺布聚丙烯毡、多孔聚丙烯薄膜、Al2O3涂层的聚丙烯薄膜和纤维素纸隔膜.进行了表面形貌、差示扫描量热、电解液吸液量和表观接触角测试表征.电化学测试表明,采用纤维素隔膜的双电层电容器具有最高的比电容和更优的倍率性能,电容器的自放电性能差别不大.而对于混合型电池-超级电容器,采用聚丙烯薄膜和无纺布聚丙烯毡隔膜器件的比容量比其它器件约高20%,且采用纤维素隔膜的器件自放电率最高. 展开更多

关键词 双电层电容器 混合型电池-超级电容器 吸液量 表观接触角 自放电

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锂离子电池材料用于混合超级电容器研究进展 被引量：5

5

作者 张胜利 李小岗 +1 位作者 宋延华 王亚萍 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期318-320,共3页

混合超级电容器是介于超级电容器和化学电源之间的一种新型储能元件,它具备超级电容器的高功率密度和化学电源的高能量密度特性。综述了超级电容器的工作原理、优点及研究进展,着重介绍了锂离子电池材料在混合超级电容器中的应用。归纳... 混合超级电容器是介于超级电容器和化学电源之间的一种新型储能元件,它具备超级电容器的高功率密度和化学电源的高能量密度特性。综述了超级电容器的工作原理、优点及研究进展,着重介绍了锂离子电池材料在混合超级电容器中的应用。归纳了超级电容器应用领域,并指出使用中应注意的事项及发展方向。 展开更多

关键词 混合超级电容器 锂离子电池 正极材料 负极材料 电解质盐

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基于Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12/聚合物复合固态电解质的制备及电化学性能 被引量：6

6

作者 屠芳芳 谢健 +5 位作者 郭锋 赵新兵 王羽平 陈冬 相佳媛 陈建 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1515-1523,共9页

采用溶液浇注法制备以Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)为填料、聚氧化乙烯(PEO)与聚碳酸亚丙酯(PPC)共混的固态复合电解质膜,探讨了LLZTO含量和PPC/PEO比例对复合固态电解质离子电导率的影响。研究发现,当LLZTO含量为30%(w/w)及PPC/PEO质... 采用溶液浇注法制备以Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)为填料、聚氧化乙烯(PEO)与聚碳酸亚丙酯(PPC)共混的固态复合电解质膜,探讨了LLZTO含量和PPC/PEO比例对复合固态电解质离子电导率的影响。研究发现,当LLZTO含量为30%(w/w)及PPC/PEO质量比为1∶1时,固态复合电解质室温离子电导率最高,达到1.14×10-4S·cm-1。LLZTO和PPC的加入,降低了PEO基电解质的结晶性,提高了离子电导率、电化学稳定窗口(4.7 V)和锂离子迁移数(0.25),并改善了电解质与金属锂的化学稳定性。该固态复合电解质与LiFePO4/Li组装固态锂电池,室温下在0.1C循环70次后容量保持率82%,60℃下0.1C循环100次后容量保持率79%,0.5C和1C倍率下放电比容量仍能达到120.7和112.6 mAh·g-1。 展开更多

关键词 锂二次电池 固态无机-有机复合电解质 Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 聚碳酸亚丙酯 共混聚合物

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基于有机和组合电解液的锂空气电池研究进展 被引量：3

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作者 童圣富 何平 +2 位作者 张雪苹 赵世勇 周豪慎 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期234-252,共19页

发展纯电动汽车与混合动力汽车是解决能源危机与环境问题的有效途径,这对新能源材料及储能设备提出了更高的要求.其中以金属锂作为负极、以空气中的氧气作为正极活性物质组成的锂-空气二次电池具有很高的理论比能量,因在纯电动汽车、混... 发展纯电动汽车与混合动力汽车是解决能源危机与环境问题的有效途径,这对新能源材料及储能设备提出了更高的要求.其中以金属锂作为负极、以空气中的氧气作为正极活性物质组成的锂-空气二次电池具有很高的理论比能量,因在纯电动汽车、混合动力汽车方面有很好的应用前景而受到人们的广泛关注.根据工作环境及介质条件,目前研究最多的锂-空气电池主要包括有机电解液、有机-水组合电解液及全固态电解质三种类型.由于锂-空气电池的发展历史较短,目前仍处于起步阶段,在电池的正极、负极、电解液(质)及综合性能等方面均存在诸多的困难与挑战.本文从作者课题组对有机电解液及组合电解液型锂-空气电池方面的研究出发,向读者简单介绍锂-空气电池的发展历史,研究现状及未来努力的方向. 展开更多

关键词 有机体系 组合电解液 锂-空气电池

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镁锂混合电池TiO_(2)空心球正极材料的制备与性能 被引量：2

8

作者 朱玉晓 徐昊 +1 位作者 李钊 邹建新 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第12期1584-1588,共5页

探究了利用硬模板法,通过SiO_(2)纳米球模板及钛酸四丁酯的水解包覆最终刻蚀获得具有规则形貌的锐钛矿型TiO_(2)空心纳米球,并以所得TiO_(2)空心纳米球作为正极材料、纯镁为负极,分别以0.4 mol/L PhMgCl-AlCl_(3)/THF(APC)+1.0 mol/L L... 探究了利用硬模板法,通过SiO_(2)纳米球模板及钛酸四丁酯的水解包覆最终刻蚀获得具有规则形貌的锐钛矿型TiO_(2)空心纳米球,并以所得TiO_(2)空心纳米球作为正极材料、纯镁为负极,分别以0.4 mol/L PhMgCl-AlCl_(3)/THF(APC)+1.0 mol/L LiCl为混合双盐电解液组装镁锂混合离子电池以及以0.4 mol/LAPC电解液组装镁离子电池进行电化学测试对比。实验结果表明,所制得的锐钛矿型TiO_(2)空心纳米球在镁锂混合离子电池中作正极时,60 mA/g电流密度下首次放电比容量72.9 mAh/g,50次循环后能保持102.5 mAh/g,然而,当其作为镁离子电池正极材料时,表现出较差的电化学性能。实验结果表明:TiO_(2)空心纳米球的空心结构设计和氯化锂作为电解液添加剂有助于改善正极材料的电化学性能。 展开更多

关键词 镁锂混合离子电池 正极材料 二氧化钛 APC-LiCl电解液

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动力锂电池的研发现状——第一届动力锂电池国际会议评述 被引量：19

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作者 陈宗海 秦燕 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期293-296,共4页

简介了2008年9月14-17日在美国阿贡国家实验室举行的第一届国际动力锂电池会议的学术发展情况。当前各国政府、汽车制造厂商、电池公司和化学试剂公司投入大量的人力、物力开发高性能动力锂离子电池。目前已有LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/C、... 简介了2008年9月14-17日在美国阿贡国家实验室举行的第一届国际动力锂电池会议的学术发展情况。当前各国政府、汽车制造厂商、电池公司和化学试剂公司投入大量的人力、物力开发高性能动力锂离子电池。目前已有LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/C、LiFePO4/C、LiMn2O4/C和LiMn2O4/Li4Ti5O12等多个体系的锂离子电池的技术指标接近或已达到电油混合电动汽车的要求。开发4.6 V或以上的高电压、高容量锂离子电池电极材料以及相应的电解液将会是今后长期的研究热点。 展开更多

关键词 第一届动力锂电池国际会议 锂离子电池 混合电动车 电极材料 电解液

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Fe(Ⅱ)-Cr(Ⅲ)电解液在石墨电极上的氧化还原动力学研究 被引量：5

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作者 肖涵谛 黄忍 +2 位作者 张欢 罗旭东 陈娜 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第7期1179-1181,1196,共4页

为明晰电极对铁铬液流电池电极反应的影响因素,利用循环伏安、极化曲线和交流阻抗方法研究Fe(Ⅱ)-Cr(Ⅲ)电解液在石墨电极上的氧化还原动力学,计算出其电极反应动力学参数:扩散系数Do=7.98×10^-6 cm^2/s;反应速率常数k°=9.15&... 为明晰电极对铁铬液流电池电极反应的影响因素,利用循环伏安、极化曲线和交流阻抗方法研究Fe(Ⅱ)-Cr(Ⅲ)电解液在石墨电极上的氧化还原动力学,计算出其电极反应动力学参数:扩散系数Do=7.98×10^-6 cm^2/s;反应速率常数k°=9.15×10^-4cm/s;交换电流密度Jo=2.7×10^-3 A/cm^2.结果 表明,Fe(Ⅱ)-Cr(Ⅲ)电解液在石墨上的电极反应主要受扩散控制;电极材料会使Fe^2+/Fe^3+离子电对的电极反应速率产生数量级上的差距;在实现大电流密度过程中,铁铬体系对电极材料的要求有别于全钒体系. 展开更多

关键词 氧化还原 Fe(Ⅱ)-Cr(Ⅲ)电解液 极化 石墨 铁铬液流电池

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氧化硅基电解液用于稳定水系锌锰电池 被引量：3

11

作者 黄菁 彭倩 +1 位作者 刘琨 方国赵 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第2期434-442,共9页

由于水系电解液的活泼性,水系锌锰电池在低电流密度下稳定性仍然受到挑战。本文报道了一种新型实用的氧化硅基的ZnSO_(4)/MnSO_(4)混合溶液电解质(Si-ZMSO),显著提高了Zn-MnO_(2)电池体系的循环稳定性。Si-ZMSO电解液拓宽了电化学稳定窗... 由于水系电解液的活泼性,水系锌锰电池在低电流密度下稳定性仍然受到挑战。本文报道了一种新型实用的氧化硅基的ZnSO_(4)/MnSO_(4)混合溶液电解质(Si-ZMSO),显著提高了Zn-MnO_(2)电池体系的循环稳定性。Si-ZMSO电解液拓宽了电化学稳定窗口,同时能够抑制锌负极的副反应。因此,锌对称电池表现出了400 h以上的良好循环稳定性。与ZnSO4/MnSO4水系电解液(ZMSO)相比,使用这种新型的混合电解质还可以提高Zn-MnO2电池的循环稳定性能。电池在高负载量和低电流密度下循环200次后仍表现出良好的容量保持率。这种新颖的合成策略有望拓展水系锌锰电池的研究思路和发展。 展开更多

关键词 混合电解质 氧化硅纳米纤维 锌负极 循环稳定性 Zn-MnO_(2)电池

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水系混合离子全电池LiMn2O4//NaTi2(PO4)3 被引量：1

12

作者 唐晟阳 米常焕 王洁 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1279-1284,共6页

分别以LiMn_2O_4,NaTi_2(PO_4)_3为正负极,1 mol·L^(-1) Li_2SO_4和0.5 mol·L^(-1) Na_2SO_4的混合水溶液为电解液组装成一种水系混合离子全电池。分别将正负极材料在3种不同水相电解液(1 mol·L^(-1) Li_2SO_4、0.5 mol&... 分别以LiMn_2O_4,NaTi_2(PO_4)_3为正负极,1 mol·L^(-1) Li_2SO_4和0.5 mol·L^(-1) Na_2SO_4的混合水溶液为电解液组装成一种水系混合离子全电池。分别将正负极材料在3种不同水相电解液(1 mol·L^(-1) Li_2SO_4、0.5 mol·L^(-1)Na_2SO_4以及1 mol·L^(-1) Li_2SO_4+0.5 mol·L^(-1)Na_2SO_4混合电解液)中进行循环伏安和恒流充放电测试,结果发现,LiMn_2O_4在上述电解液中仅有Li^+的脱出/嵌入而Na^+由于半径较大而不参与该过程,NaTi_2(PO_4)_3在3种电解液中Li+、Na+均参与嵌入/脱嵌过程,且Li^+和Na^+的嵌入/脱出峰电位相差不大,分别为-0.82和-0.64 V,-0.95和-0.75 V;全电池在265 mA·g^(-1)电流密度下平均放电电压为1.55 V,充放电比容量分别为100.1和74.9 m Ah·g^(-1)。 展开更多

关键词 水系全电池 混合离子电解液 高电压 电化学性能 循环伏安

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