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张琨, 王宇, 朱腾龙, 孙凯华, 韩敏芳, 钟秦. LaNi0.6Fe0.4O3阴极接触材料导电特性调控及其对SOFC电化学性能影响研究[J]. 无机材料学报, DOI: 10.15541/jim20230353. 阴极与连接体界面接触示意图 在平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆的装配过程中，陶瓷阴极和金属连接体的直接接触效果差、应力大，容易产生较大的界面接触阻抗，进而影响电堆的性能和稳定性，通常在阴极和连接体之间添加阴极接触层以改善界面接触。LaNi0.6Fe0.4O3(LNF)具有电导率高、与阴极和连接体材料热膨胀系数相匹配等优点，是平板式SOFC中应用较为广泛的接触层材料。但LNF在电堆长期运行过程中存在颗粒粗化、面电阻变化显著等现象，导致接触界面损坏，进而影响电堆性能。南京理工大学朱腾龙课题组采用干压造粒和高温烧结两种方法，制备了大颗粒LNF材料，并研究了在电流负载下的面电...
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水系钠离子电池正极材料Fe4[Fe(CN)6]3的电化学性能测试 首先, 采用三电极体系测试了HQ-FeHCF和LQ-FeHCF在Na-H2O-PEG电解液中的电化学性能。图4(a)为HQ-FeHCF和LQ-FeHCF在Na-H2O-PEG电解液中的循环伏安曲线, 扫描速率为1 mV·s-1。从图中可以清晰地观察到HQ-FeHCF出现两对独立的氧化还原峰, 表明发生了两次氧化还原反应, 对应了两个Na+的可逆嵌入/脱出[37]。第一对氧化还原峰出现在0.03和0.28 V, 对应于与碳原子相连接的高自旋FeⅢ/FeⅡ离子的还原和氧化, 第二对氧化还原峰出现在1.12和1.26 V, 对应于与氮原子键合的低自旋FeⅢ/FeⅡ离子的还原和氧化[35, 38]。在相同扫速下, LQ-FeHCF与HQ-FeHCF的CV曲线相类似。图4(b)为HQ-FeHCF和LQ-FeHCF在1C&nb...
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水系钠离子电池正极Fe4[Fe(CN)6]3的材料的结构表征 作者：王武练, 张军, 王秋实, 陈亮, 刘兆平. 高质量水系钠离子电池正极Fe4[Fe(CN)6]3的合成及其电化学性能. 无机材料学报[J], 2019, 34(12): 1301-1308 doi:10.15541/jim20190076 图1(a)为HQ-FeHCF和LQ-FeHCF的XRD图谱, 从图中可以看出, HQ-FeHCF的所有衍射峰均与JCPDS NO. 01-0239卡片相符, 说明所合成的HQ-FeHCF具有面心立方(fcc)结构, 属于fm-3m空间点群, a=b=c=0.51 nm, α=β=γ=90°。其中没有任何杂峰出现, 说明所合成的HQ-FeHCF纯度高, 其锐利的特征峰也说明通过添加PVP缓慢合成的HQ-FeHCF纳米材料结晶性优异, 具有典型的Fe4...
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用于锂离子电池的导电炭黑
May 10 , 2022
炭黑在扫描电镜下呈链状或葡萄状，单个炭黑颗粒具有非常大的比表面积。比石墨有更好的离子和电子导电能力，炭黑颗粒的高比表面积，堆积紧密有利于颗粒之间紧密接触在一起，组成了电极中的导电网络，在电池中它可以起到吸液保液的作用，有利于电解质的吸附而提高离子电导率。另外, 炭一次颗粒团聚形成支链结构, 能够与活性材料形成链式导电结构, 有助于提高材料的电子导电率。比表面较大带来的工艺问题是分散困难、具有较强的吸油性，这就需要通过改善活物质、导电剂的混料工艺来提高其分散性，并将炭黑量控制在一定范围内（通常是1.5％以下）。 目前导电炭黑还是以常规导电剂SP为主。 SP是一款炉法（MMM法）制备的导电炭黑，是由直径为40nm左右的原生粒子（一次结构）团聚成150-200nm的原生聚集体（二次结构），再通过软团聚和人工压缩等后续加工而成，整体呈葡萄球链状。 Super-P在锂离子电池中的作用更多的是以150...
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聚偏二氟乙烯，简称PVDF，PVDF锂离子电池粘结剂是由树脂加入一些具有特定性能的助剂，经注塑或挤出等加工工艺而得到的高分子聚合物，是一种高度非反应性热塑性含氟聚合物，是半结晶性含氟聚合物，因为具有好的机械强度、化学稳定性、电化学稳定性、热稳定性和对电解液良好的亲和性，一直以来倍受人们的关注。树脂聚偏氟乙烯(PVDF)树脂兼具含氟树脂和通用树脂的特性，有着优良的综合性能，是化学电源正负极的重要组成部分，对电极乃至整个电池的性能，如容量、循环寿命、内阻、快速充电时的内压等都有很大的影响。 粘结剂的作用及性能 (1)保证活性物质制浆时的均匀性和安全性； (2)对活性物质颗粒间起到粘接作用； (3)将活性物质粘接在集流体上； (4)保持活性物质间以及和集流体间的粘接作用； (5)有利于在碳材料(石墨)表面上形成SEI膜。 PVDF用于制备锂离子电池的粘结剂具备以下特点： 聚偏氟乙稀为半结晶性聚合...
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由于钢、铝壳的金属壳体的锂离子电池在爆炸中的金属破片危害较大，目前，铝塑膜作为主要的包装材料逐渐成为主流。 电池壳优势 优势 劣势 钢壳电池 物理稳定性好，抗压性强 重量大、安全性低、二次危害大 铝壳电池 重量轻，安全性略优于钢壳锂离子电池 成本高、二次危害大 铝塑膜软包电池 重量轻、成本低、安全性高 膨胀、抗压能力弱 由于铝层压膜袋电池容易膨胀，膨胀产气可分为正常产气和异常产气。 1. 正常的气体生成 它是指在电池化成过程中，SEI膜的形成伴随着产气，通常称为化成产气。我们通过分析电池正极和负极的产气情况和气体成分，得出化成过程中产气主要集中在负极。 研究显示: (1)当达到1.5V左右时，负极与电解质继续发生不可逆反应，产物覆盖在负极极表面; (2) 2.5V以下气体主要为H2和CO2; (3)大于2.5V时，少量EC开始分解，主要产物为C2H4。 (4) 3V后，电解液中的DMC和E...
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锂离子电池化成是指锂离子电池第一次充电的过程，目的是使电池具有电化学活性。化成是在负极表面形成一层固体电解质界面膜(SEI膜)，SEI膜具有固体电解质性质，是电子绝缘体。但这种SEI膜却是Li+的优良导体，Li+能够自由地通过SEI膜。SEI膜的重要成分是Li2CO3、LiF、LiOH、ROCO2Li、ROLi等物质。SEI膜的质量与化成的工艺具有很大的相关性，假如化成制度不好，就不能形成高品质的SEI膜，进而会对电池的循环寿命和电化学性能出现不利影响。 化成工序能够激活锂离子电池的正负极活性物质进行电化学反应，同时电解液成膜成分在负极表面形成固体电解质界面膜(SEI膜)，有效阻止溶剂与负极活性物质的反应，允许锂离子通过进行脱嵌。锂离子电池化成状态的优良直接影响电池的负极界面，容量发挥，自放电，循环性能，安全性能等。 锂离子电池化成工艺 在锂离子电池进行第一次充电过程中，Li+从正极活物质...
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极片涂布以及干燥之后，活性材料与集流体之间的剥落强度很低，需要利用电池极片对辊机进行滚压以增强活性材料与集流体的的粘合强度，防止它在电解液浸泡和电池使用过程中剥落。同时，极片的辊压可以压缩电池的体积，提高电池的能量密度，减少极片内部活性材料、导电剂和粘结剂之间的孔隙率，降低电池的电阻，提高电池的性能! 极片的压实密度对电池的电化学性能有重要影响。在一定范围内，随着压实密度的增大，活性物质颗粒之间的距离减小，接触面积增大，有利于离子传导的路径和数目增加，在宏观方面，电池内阻减小。但如果极片的压实密度过高，则活性物质颗粒之间接触过密，电子导电性增大。但锂离子通道的减少或堵塞不利于容量的发展。放电时，极化增加，电压降低，容量降低。当压实密度过小，颗粒间距大，锂离子运动通道畅通，电解液吸收能力强时，有利于锂离子在电池内部的运动，但由于颗粒之间的接触不够紧密，不利于电子的传导，容易导致放电时极化增加...
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钠离子电池是一种充电电池，它的工作原理与锂离子电池相似。钠离子电池在充电过程中，钠离子从阴极脱出并嵌入阳极，同时电子通过外部电路，嵌入阳极的钠离子越多，充电容量越高；放电时，发生相反的过程，回到正极的钠离子越多，放电容量越高。与所有充电电池一样，钠离子电池主要由正极、负极、电解质和隔膜组成。 锂离子电池和钠离子电池的正负极材料选择有很大区别。在锂离子电池中，正极材料无法使用的铜、铁等元素在钠离子电池中却有很好的表现。 正极材料要求使用钠离子的活性材料，主流钠离子电池正极材料包括：过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物、普鲁士蓝化合物和液态钠等。据这类材料需要具有良好的电化学性、安全性、化学稳定性和热稳定性，从而具备较高的理论比容量和电池循环寿命。 过渡金属氧化物是目前最受欢迎的正极材料，例如磷酸铁钠、锰酸铁钠、钛锰酸钠等，这些正电极材料在理论上具有较高的放电比容量，但循环性能较差。但通过引入活性...
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