铁镍电池铁负极的研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liulg
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着石油的日益枯竭,人们已将注意力转移到绿色环保的电动车辆上。铁电极具有理论比容量高、循环寿命长、性价比高、铁资源丰富、无毒、抗机械振动、抗过充、抗深放等特性,适合应用于汽车电池中。因为铁镍电池具有在电动车辆上重新应用的可能性,所以值得进一步研究铁电极。我们相信随着铁电极被进一步研究,人们的兴趣将重新聚焦到铁电极和铁镍电池上。 Fe<,3>O<,4>通常被选作铁镍电池中的负极材料。以无机合成法合成了高纯度的四氧化三铁粉末,经SEM测量颗粒大小在300-600纳米之间,经XRD表征为单相Fe<,3>O<,4>。ICP定量分析表明合成Fe<,3>O<,4>样品中有害杂质Mn,Cr,Ca,Al,Si,Ba,V,Sr的含量全部低于购买样品,其中尤其杂质Si,Cr,Mn,Ca的含量之购买样品与合成样品的比分别高达18.64,6.00,4.27和4.17倍。表明合成中,控制杂质Si,Cr:Mn,Ca的含量很重要。研究表明以合成Fe<,3>O<,4>不加任何添加剂所制作的铁电极平台一放电比容量450.4mAh(g-Fe)<-1>和总比容量678.1 mAh(g-Fe)<-1>比文献压成式铁电极的288.7 mAh(g-Fe)<-1>和429.4 mAh(g-Fe)<-1>分别大56.0%和57.9%。以低杂质的合成四氧化三铁所制作的铁电极,充电效率高达96.4%,表明原材料中杂质含量低是制备高性能铁电极的前提和保证。 研究表明深度放电可以提高铁电极第一平台放电的比容量。这是铁负极研究中的重要发现,是提高铁负极性能的重要方法。 电化学测试通过模拟铁镍电池进行,电池阳极由合成样品Fe<,3>O<,4>和添加剂Ni(OH)<,2>等组成,与阳极配对的阴极采用过量的镍电极,以溶解Na<,2>S的5.5 MKOH+0.5 M LiOH为电解液,隔膜采用微孔丙纶非织造布。研究表明在504周的寿命试验中,由于添加剂的协同效应,即使以693.0 mA(g-Fe)<-1>的高放电速率,模拟铁镍电池中铁电极第一平台容量达598.0 mAh(g-Fe)<-1>及其总放电容量达907.5 mAh(g-Fe)<-1>,比文献数据456.0和709.0分别提高31.1%和28.0%。循环到第504周时放电容量仍为644.6 mAh(g-Fe)<-1>,比最高放电容量907.5 mAh(g-Fe)<-1>降低29.0%。模拟铁镍电池的最高充电效率达86.5%,最高中值电压达1.3017V。 在306.7 mA(g-Fe)<-1>放电速率下,在第一放电平台和1V截止时,0℃低温使模拟铁镍电池中铁负极的放电比容量比常温分别降低11.3%和20.7%,但都仍然达532.8 mAh(g-Fe)<-1>。3℃低温使0.8V截止的放电比容量比常温降低13.9%,但仍然达778.0 mAh(g-Fe)<-1>。0℃低温使模拟铁镍电池的平台一中压和0.8V截止的中值电压比常温分别降低62.0 mV和49.8 mV,但仍然分别达1.2400V和1.2145V。对铁电极循环伏安曲线进行定量计算,将铁负极循环伏安曲线转化为充放电曲线,因此能对循环伏安曲线的峰进行半定量指派,使通过对比不同循环伏安曲线比较铁负极性能时更具说服力。 光电子能谱(XPS)分析表明,放电态铁负极表面上Fe和S原子浓度分别达10.81%和7.13%,表明模拟铁镍电池中铁电极循环504.周后放电态样品表面仍然富含FeS,是循环504周后其容量仍然高达644.6 mAh(g-Fe)<-1>的原因。 研究表明随平衡电位负移,铁负极交流阻抗逐渐减小。根据模拟铁镍电池具有明显的交流阻抗半圆,判断高频率下为电化学控制步骤,由于半圆的半径小,说明电化学反应的阻力小。
其他文献
多官能团化的吲哚化合物,由于独特的结构优势,已被广泛应用于食品、农药、香料和染料等领域。因此,如何高效地构建多官能团化吲哚化合物在有机合成领域引起了很大的关注。本文对
本文的主要工作是利用α-溴异丁酰溴和聚乙二醇(MPEG)发生酯化反应制备出带有溴的大分子引发剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP),在聚合体系中引入单体甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA),得到了AB型嵌段共聚物MPEGm-b-PSBMAn,并以此作为大分子引发剂再次引发单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)得到ABC型三嵌段共聚物MPEGm-b-PSBMAn-b-PDMAEMAk,采用核磁氢
<正>[人物介绍]孙立军1983年毕业于河北工艺美术学校,后考入北京电影学院学习动画专业。从1988年起,孙立军任教于北京电影学院美术系动画专业,2002年到2007年期间,担任北京电
聚氨酯弹性体具有许多优良特性,如高弹性,耐磨性,耐油性,耐臭氧性,耐低温性,高粘接性,有良好的机械强度以及好的电绝缘性等,因而被广泛应用于国民经济的各个领域,成为不可缺少的重要材
壬二酸是重要的精细化工中间体,目前,国内壬二酸的产量严重不足。本文使用臭氧一过氧化氢联合氧化剂,克服传统氧化方法制备壬二酸中存在的成本高、工艺复杂、环境污染严重等缺点
随着科技的进步,高分子行业也获得了举世瞩目的成就,人们对高分子材料的合成工艺、性能、应用等方面的要求也日益提高。拥有特殊形貌及功能的高分子材料成为近几年的研究热点。聚合物空心微球是一类新型高分子材料,空心结构赋予了其低密度、高比表面积等特点,同时内部空腔结构还可以成为其它物质如催化剂、药物等的载体,使其在催化、涂料、化妆品、医药等许多领域具有潜在的应用前景。目前制备聚合物空心微球的主要方法有模板法
研究一类具有时延和切换拓扑的不确定多智能体互联系统的分布式协同控制问题,提出一类分布式鲁棒H∞协同控制器.该控制器能够在满足期望的H∞性能指标的前提下,使得所有智能
本研究以稻草为研究对象,探讨了纤维素及其衍生物在能源、环保等方面的应用及发展前景。主要以稻草为研究主体,将纤维素改性应用于稻草改性,以环氧氯丙烷作为醚化剂,NaOH作为预处
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
气孔是植物特化的表皮结构,在植物蒸腾过程和与外界气体交换过程中起到重要作用。拟南芥YDA(AtYDA)是MAPK级联信号途径中的一种激酶(MAPKKK4),它在叶片气孔的发育过程中起着