金属空气电池

摘要： 电动汽车的快速发展迫切需要高能量密度的电池。近年来,金属空气电池由于其超高的理论能量密度,在工业和学术领域引起了广泛的关注。然而,其副反应严重、能量效率低、循环寿命有限等诸多缺点严重阻碍了其实际应用的可行性。了解电池反应机理并进一步制定有效的策略有利于金属-空气电池的实际应用。在过去十年中,先进的表征技术加速了金属空气电池的发展。特别是基于同步加速器的表征技术因其无损检测能力和高分辨率已被广泛应用于金属空气电池的机理理解。在这篇综述中,我们系统地总结了各种用于分析金属空气电池局部结构和化学特性的同步辐射表征技术,特别关注于这些先进的表征技术如何帮助理解电池降解机理和优化策略的本质。本进展报告旨在强调同步辐射表征在金属空气电池机理理解的关键作用。

摘要： 燃料电池和金属-空气电池是一类清洁、高效的能源利用装置。为了实现碳中和生态经济,燃料电池和金属-空气电池将有望成为未来的重要能源利用方式之一。氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)是这两类能源利用装置最重要的两个反应。因此,提高燃料电池和金属-空气电池催化效率是提高它们能源利用率的重要手段。从简化、降低成本和系统实际应用的角度来看,在同一电解系统中实现ORR和OER催化剂的耦合是可行的。在这方面,镍元素是催化ORR和OER最有效的双功能元素。本文对镍基化合物双功能催化剂的研究现状进行了综述,并指出了双功能催化剂的研究发展方向。

摘要： 目前单原子催化剂的研究呈现爆发式增长,已然成为材料科学和催化领域的明星材料和研究热点.前期报道的单原子催化剂研究主要针对某一个应用方向进行探讨,较少研究催化剂的双功能或多功能应用.近年来,为了拓展单原子催化剂在更多领域和方向的应用,具有双功能甚至多功能的单原子催化剂的设计开发备受关注.本文综合评述了近年来具有双功能活性的单原子催化剂的研究进展,重点介绍了其在电化学领域中的最新应用研究.最后,对具有双功能活性的单原子催化剂发展研究中存在的问题进行了简要分析,并对未来发展前景进行了展望.

摘要： 碳材料具有价格低廉、易制备、环境友好、导电性高、比表面积大以及适合离子存储和迁移等优点,已成为目前应用于电化学储能器件电极的重要材料之一.石墨炔(GDY)是一种新型的二维碳同素异形体,由sp2碳杂化形式的苯环和sp碳杂化形式的炔键构成.这种独特的化学结构一方面保持了碳材料良好的导电特性,另一方面形成了新颖的离子传输通道,为碳材料带来了不同的离子传输和存储特性.与此同时,由于石墨炔的空间结构可调性,可以通过引入异原子微调石墨炔电子结构,拓展石墨炔在电极材料领域的应用.本文重点对近几年异原子杂化石墨炔基电极材料在锂离子电池、钠离子电池、金属硫电池、电容器、金属空气电池和电极保护等储能领域的研究工作进行总结,并对未来石墨炔类材料在储能领域的发展进行了展望.

摘要： 本研究设计了一种基于Fe-FeCl3体系的变种空气电池,通过开路电压、恒电流放电等测试,比较了其与传统商用Fe-空气电池的放电性能.结果 表明,Fe-FeCl3电池的开路电压更高,放电潜力更大;且在任一恒定放电电流下Fe-FeCl3均拥有更高的放电电压,其放电做功能力显著优于商用Fe-空气电池;该电池的放电效率随放电电流的升高而增加,在放电电流超过10mA/cm2时,放电效率均超过80％,Fe-FeCl3变种空气电池是一种前景广阔的化学电源.

摘要： 二次电池是应用范围广泛,发展前景广阔的电化学储能器件。综述了二次金属离子电池体系的基本工作原理和研究现状,对二次金属离子电池储能技术的发展做出了展望。

摘要： 二次电池是应用范围广泛,发展前景广阔的电化学储能器件.综述了二次金属离子电池体系的基本工作原理和研究现状,对二次金属离子电池储能技术的发展做出了展望.

摘要： 枝晶在金属-空气电池充电过程中因界面的稳定性遭到破坏而形成,会引起金属-空气电池安全性低以及寿命短等问题.针对这些问题,国内外从理论、实验、数值模拟等方面做了大量研究,以抑制金属-空气电池的枝晶生长.首先对国内外金属-空气电池电沉积过程中枝晶生长机理进行了总结和分析,然后论述了金属-空气电池充电过程中枝晶抑制方法的研究现状.结果发现,金属负极改性和结构设计、改良电解液可有效抑制枝晶生长;调节阳极界面附近的温度来调节锂的均匀沉积,可以抑制枝晶生长;实验与模拟相结合将成为研究金属-空气电池阳极枝晶抑制的主要手段,可通过研究电流特性、电解液性质以及催化剂催化性能对枝晶抑制的协同作用,揭示枝晶抑制机理,获得金属-空气电池阳极枝晶抑制的有效方法.

摘要： 贵金属纳米团簇由于精确的结构和明确的化学组成而受到广泛的关注.该工作采用具有精准的颗粒大小和精确的结构双金属金属纳米团簇,研究其电子结构、几何结构对催化反应的影响,同时利用杂原子与主原子间的强电子耦合作用调控催化性能.首先制备4个金原子与2个钯原子组成的金钯纳米团簇,并分散至二维材料上得到单团簇分散的金钯基纳米复合材料催化剂;通过XPS测试可知,AuPd与载体之间存在较强的协同作用,有助于促进其氧还原(ORR)与析氢反应(HER)的稳定性;调节贵金属比例得到最佳比例的金钯催化剂,在0.1 mol/L KOH氧饱和电解液中,起始电位为0.95 V,半波电位为0.81 V,其ORR性能优于商业Pd/C.该催化剂也具有良好的HER性能,在0.5 mol/L H2SO4电解液中,电流密度为10 mA/cm2下的过电位为129 mV;利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)对催化剂结构进行表征分析,解释其结构与性能间的联系.优化贵金属团簇掺杂比例得到具有优异氧还原与析氢性能的双功能催化剂,为高效稳定的电催化剂的开发提供了新方向.

摘要： 金属空气电池在可穿戴电子产品和能源储存领域中具有巨大的应用潜力,然而稳定性差和能量效率低的问题限制其性能的进一步提高.电化学氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)对于金属空气电池的性能起着至关重要的作用.发展催化活性高、稳定性好的空气电极催化剂是未来的研究趋势.碳材料因具有导电性优异、结构多样等优势已被广泛用作金属空气电池的导电骨架支撑材料和电催化材料,成为研究的热点.对非金属原子掺杂碳材料、过渡金属及其衍生物掺杂碳材料以及单原子催化剂作为单功能或双功能催化剂的研究进行综述,着重介绍了其在金属空气电池中的应用,对空气电极催化剂存在的问题进行总结,并对未来的发展方向进行展望.

摘要： 金属空气电池(metalairbattery)是当前电池领域的新科技,被称为"面向21世纪的绿色能源".一般电池的能量是储藏在它的两个电极材料内的,而金属空气电池则不同,只有阳极即金属电极储存能量,空气电极是转变能量的工具.与其它原电池系统比较,它具有一个长寿命的多孔阴极,其活性物质来自周围的空气.因此,金属空气电池既是储能工具,又是一种燃烧电池.既可作为原电池用,又可以作为可充的电池用,只要不断提供燃料金属,就能连续地输出电能.金属空气电池的原材料丰富、性能价格比高并且完全无污染,早就引起了各国研究者的重视,商业化的一次锌空气电池的应用已有多年.一次锌空气电池主要应用于铁路信号、远距离通讯和航海等需要长时期、低速率放电的装置和辅助听力器、寻呼机等装置.近年来由于石油危机的加剧,人们更是将金属空气电池作为车载动力的候选能源加以研究.

摘要： 金属空气电池有着低成本、无毒无污染、高比能、便于补充能量等优点，是一种新兴的绿色能源。rn 文中根据合金相电化学原理，以Al、Mg为主要成分，添加In、Sn、B等合金元素，熔铸制备了牺牲刚极试样，在3.5％的NaCl溶液中，检测各试样的开路电位随时间变化曲线和极化曲线，可以看出向Al中加入Mg元素后，合金的开路电位负移;添加B元素使晶粒细化后开路电位负移约70mV，经350°C～400°C均匀化处理20小时后开路电位负移约150 mV，极化曲线均较处理前更加平缓。表明Mg对铝有良好的活化作用，In、Sn与铝镁基合金具有良好的电化学相容性;材料组织细化及均匀化处理使自腐蚀电位和工作电位负移，腐蚀电位平稳。

摘要： 在燃料电池和金属空气电池阴极催化剂研究中,如何提高现有催化剂的催化活性和发展新的或更好的非贵金属催化剂至关重要.由于贵金属(Pt、Au、Ir等)价格昂贵和易被CO毒化,限制其作为电催化剂的广泛使用.金属卟啉化合物具有高的共轭结构和化学稳定性,对分子氧还原表现出良好的电催化活性,近年来逐渐成为氧还原电催化剂的研究热点,以期取代贵金属作为燃料电池和金属空气电池阴极氧催化剂.在碳载金属大环络合物氧还原催化剂的研究中,碳载体的特性对催化剂的性能有很大的影响,故如何选择好的碳载体以及对碳载体的必要预处理很重要.另外,有机金属络合物电催化剂的制备比较复杂,如何尽量简化反应过程,缩小反应成本对其以后的商业应用也很关键.本文先对三种碳载体,BP2000,碳纳米管CNT和VulcanXC-72R分别采用6MHNO3和30wt％H2O2进行处理,然后用微波法合成碳载CoTMPP,热处理后得到电化学氧还原电催化剂,并用电化学方法(RDE)研究了其氧还原催化特性,分析了不同碳载体和不同预处理对催化性能的影响,最终找到了最优的催化剂合成方法和路线.

摘要： 空气电极广泛地应用于燃料电池和金属空气电池中.电池运行时,氧气还原反应发生在三维电极内部的三相界面处,因此三相界面的最大化是提高电极性能的主要研究方法之一.在催化剂相同的条件下,载体活性炭的比表面积和孔容积越大,则越有机会增大三相界面.本文使用不同比表面积和孔容积的活性炭作载体,测定氧气还原反应的稳态极化曲线,然后通过计算机曲线拟合技术得到还原反应的相关参数,从理论上阐明活性炭载体如何影响电极的催化反应性能.

摘要： 本文采用氧化还原沉淀法制备了MnO2材料和Mn/Ce复合氧化物材料.研究结果表明,600°C烧结的M600材料为α-MnO2,具有一维纳米形貌,一致性好,在大电流密度放电时具有良好的电化学性能.400°C烧结的MC400材料为无定形态,具有疏松多孔形貌,为Mn/Ce氧化物的杂糅相,具有最佳的电化学活性和稳定性.

摘要： 本文采用氧化还原沉淀法制备了MnO2材料和Mn/Ce复合氧化物材料.研究结果表明,600°C烧结的M600材料为α-MnO2,具有一维纳米形貌,一致性好,在大电流密度放电时具有良好的电化学性能.400°C烧结的MC400材料为无定形态,具有疏松多孔形貌,为Mn/Ce氧化物的杂糅相,具有最佳的电化学活性和稳定性.

摘要： 本文采用氧化还原沉淀法制备了MnO2材料和Mn/Ce复合氧化物材料.研究结果表明,600°C烧结的M600材料为α-MnO2,具有一维纳米形貌,一致性好,在大电流密度放电时具有良好的电化学性能.400°C烧结的MC400材料为无定形态,具有疏松多孔形貌,为Mn/Ce氧化物的杂糅相,具有最佳的电化学活性和稳定性.

摘要： 本文采用氧化还原沉淀法制备了MnO2材料和Mn/Ce复合氧化物材料.研究结果表明,600°C烧结的M600材料为α-MnO2,具有一维纳米形貌,一致性好,在大电流密度放电时具有良好的电化学性能.400°C烧结的MC400材料为无定形态,具有疏松多孔形貌,为Mn/Ce氧化物的杂糅相,具有最佳的电化学活性和稳定性.

摘要： 本文采用氧化还原沉淀法制备了MnO2材料和Mn/Ce复合氧化物材料.研究结果表明,600°C烧结的M600材料为α-MnO2,具有一维纳米形貌,一致性好,在大电流密度放电时具有良好的电化学性能.400°C烧结的MC400材料为无定形态,具有疏松多孔形貌,为Mn/Ce氧化物的杂糅相,具有最佳的电化学活性和稳定性.

摘要： 本文采用氧化还原沉淀法制备了MnO2材料和Mn/Ce复合氧化物材料.研究结果表明,600°C烧结的M600材料为α-MnO2,具有一维纳米形貌,一致性好,在大电流密度放电时具有良好的电化学性能.400°C烧结的MC400材料为无定形态,具有疏松多孔形貌,为Mn/Ce氧化物的杂糅相,具有最佳的电化学活性和稳定性.

摘要： 本发明是关于空气金属二次电池组合及包括空气金属二次电池组合的空气金属二次电池模块的发明。空气金属二次电池模块由以下几个部分构成：对水溶液进行取水的取水部和将充电时候产生的气体排出的气体排出口分别形成的一个以上的金属空气二次电池组合；存储所述水溶液的水溶液存储部；将一个以上的取水部与水溶液存储部连接起来的水溶液供给部；与一个以上的气体排出口连接，将从所述气体排出口排出的气体向外部排出的气体排出部。根据本发明，通过一个以上的金属空气二次电池组合的放电及充电，可以预防阴极凝胶体硬化及气体产生所引起的电池箱的膨胀，将金属空气二次电池进行模块化，可以达到广泛应用到像汽车电池等需要大容量的电气能源的领域效果。

摘要： 本发明是关于空气金属二次电池组合及包括空气金属二次电池组合的空气金属二次电池模块的发明。空气金属二次电池模块由以下几个部分构成：对水溶液进行取水的取水部和将充电时候产生的气体排出的气体排出口分别形成的一个以上的金属空气二次电池组合；存储所述水溶液的水溶液存储部；将一个以上的取水部与水溶液存储部连接起来的水溶液供给部；与一个以上的气体排出口连接，将从所述气体排出口排出的气体向外部排出的气体排出部。根据本发明，通过一个以上的金属空气二次电池组合的放电及充电，可以预防阴极凝胶体硬化及气体产生所引起的电池箱的膨胀，将金属空气二次电池进行模块化，可以达到广泛应用到像汽车电池等需要大容量的电气能源的领域效果。

摘要： 一种用于金属空气电池的空气电极（6），包括空气电极催化剂、用于空气电极的电解质、以及导电材料。用于空气电极的电解质包括层状双金属氢氧化物。

摘要： 提供用于金属空气电池的正极、包括其的金属空气电池、和制备用于金属空气电池的正极的方法。用于金属空气电池的正极包括锂盐、和具有包覆在表面上并且包含聚合物电解质的聚合物电解质层的碳质材料，所述聚合物电解质包括至少一种类型的亲水材料和至少一种类型的疏水材料，其中所述聚合物电解质的一部分经由非共价或共价键锚定至所述碳质材料的表面。

摘要： 本发明涉及金属空气电池充电装置、金属空气电池总成及包含其的金属空气电池充电系统。本发明提供一种金属空气电池充电装置，对包括带有阴极胶体(Gel)的2次金属空气电池及将上述2次金属空气电池容纳于内部的外壳的金属空气电池总成进行充电，其特征在于包括：充电部，利用外部电源，产生将向上述金属空气电池总成供应的供应电力，并将上述供应电力供应给上述金属空气电池总成；以及加湿空气供应部，产生含有既定水分的加湿空气，通过与上述金属空气电池总成连接的加湿空气供应口，把上述加湿空气供应到上述外壳内部。

摘要： 一种用于金属空气电池的空气电极（6），包括空气电极催化剂、用于空气电极的电解质、以及导电材料。用于空气电极的电解质包括层状双金属氢氧化物。

摘要： 本发明公开了一种镁基金属空气电池的制备方法，包括以下步骤：步骤一，正极催化材料制备；步骤二，电池外壳制备；步骤三，正极板安装；步骤四，电池外壳封装；步骤五，组装单体电池。以及公开了使用该制备方法制作的镁基金属空气单体电池、镁基金属空气电池。本发明通过采用复合纸与镁基金属空气电池正极催化材料进行热胶合，可以实现很牢固的封装，不会出现电解液渗漏等密封问题；复合纸重量轻，强度高、韧性好，可以在大幅度减轻封装重量的同时保证电池具有足够的抗压、抗摔和抗冲击性能；采用纸进行封装，适合批量规模化生产，生产效率提升明显，可以全自动化热封、折叠、注液。

摘要： 本发明属于空气电池技术领域。本发明公开了一种金属空气电池阴极用泡沫电极的制备方法，其包括浆料制备、浆料喷涂到泡沫镍表面、压制、浸泡及热处理；本发明还公开了一种由上述金属空气电池阴极用泡沫电极的制备方法制得的金属空气电池阴极用泡沫电极，及包含上述的金属空气电池阴极的金属空气电池。本发明将催化浆料通过粘结剂直接喷涂的方法，将原有的催化层均匀的喷涂在泡沫镍基体的表面，缩短了氧气扩散的距离，有利于氧气在催化剂表面的反应，同时，浆料喷涂后被吸收，在泡沫镍表层残留部分较薄，而泡沫镍表面发达的孔结构极大的提高了氧还原的场所，明显的降低了电池中存在的浓差极化。

摘要： 提供用于金属空气电池的正极、包括其的金属空气电池、和制备用于金属空气电池的正极的方法。用于金属空气电池的正极包括锂盐、和具有包覆在表面上并且包含聚合物电解质的聚合物电解质层的碳质材料，所述聚合物电解质包括至少一种类型的亲水材料和至少一种类型的疏水材料，其中所述聚合物电解质的一部分经由非共价或共价键锚定至所述碳质材料的表面。

摘要： 本发明涉及金属空气电池充电装置、金属空气电池总成及包含其的金属空气电池充电系统。本发明提供一种金属空气电池充电装置，对包括带有阴极胶体(Gel)的2次金属空气电池及将上述2次金属空气电池容纳于内部的外壳的金属空气电池总成进行充电，其特征在于包括：充电部，利用外部电源，产生将向上述金属空气电池总成供应的供应电力，并将上述供应电力供应给上述金属空气电池总成；以及加湿空气供应部，产生含有既定水分的加湿空气，通过与上述金属空气电池总成连接的加湿空气供应口，把上述加湿空气供应到上述外壳内部。