納米材料在電池中的應(yīng)用

1、納米材料在電池中的應(yīng)用工學(xué)論文 材料工程學(xué) 論文正文一納米材料在電池中 的應(yīng)用納米材料在電池中的應(yīng)用作者：未知發(fā)布時(shí)間：2007-3-23-納米材料在電池中的應(yīng)用疹納米材料的小孔徑效應(yīng)和表面效應(yīng)與化學(xué)電源中的活性材料非 常相關(guān)，作為電極的活性材料納米化后，表面增大，電流密度會(huì)降低，極 化減小，導(dǎo)致電容量增大，從而具有更良好的電化學(xué)活性。特別是最富 特征的一維納米材料納米碳管在作為新型貯鋰材料、電化學(xué)貯能材料和高性能復(fù)合材料等方面的研究已取得了重大突破，因而開(kāi)辟 了全新的科學(xué)研究領(lǐng)域。1堿性鋅錳電池材料1 1 納米級(jí)Y -Mn02% 夏熙等利用溶膠凝膠法、微乳法、低熱固相反應(yīng)法合成制得 納米級(jí)Y

2、 Mn02用作堿錳電池正極材料。發(fā)現(xiàn)純度不佳，但與EM D以最佳配比混合,可大大提高第2電子當(dāng)量的放電容量，也就是可出 現(xiàn)混配效應(yīng)。若制得的納米Y Mn02純度高時(shí)，本身的放電容量即 優(yōu) TEMD。1 2摻Bi改性納米Mn02夏熙等通過(guò)加入Bi 203合成得到改性Mn0 2,采用納米 級(jí)和微米級(jí)改性摻Bi Mn02混配的方法，放電容量都有不同程度 的提高，并且存在一個(gè)最佳配比。通過(guò)摻Bi在充放電過(guò)程中形成一 系列不同價(jià)態(tài)的Bi Mn復(fù)合物的共還原和共氧化，有效抑制Mn 3 04的生成，可極大地改善電極的可充性。1 3 納米級(jí)a -Mn02采用固相反應(yīng)法合成不含雜質(zhì)陽(yáng)離子的納米a Mn0 2,粒

3、徑小 于50 nm，其電化學(xué)活性較高，放電容量比常規(guī)粒徑EMD更大，尤其 適于重負(fù)荷放電，表現(xiàn)出良好的去極化性能，具有一定的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用潛 力。、1 4 納米級(jí) Zn0堿錳電池中的電液要加入少量的Zn0，以抑制鋅負(fù)極在電 液中的自放電Zn0在電液中的分散越均勻，越有利于控制自放電。 納米Zn0在我國(guó)已應(yīng)用于醫(yī)藥等方面。由于堿錳電池朝著無(wú)汞化發(fā) 展，采用納米Zn0是可選擇的方法之一。應(yīng)用的關(guān)鍵是要注意納米 Zn0材料的表面改性問(wèn)題。5 納米級(jí)In203Xln203是堿錳電池的無(wú)機(jī)代汞緩蝕劑的選擇之一，日前已開(kāi)發(fā) 并生產(chǎn)出無(wú)汞堿錳電池用高純納米In 2 0 3,該材料具有比表面積大, 分散性好,緩蝕

4、效果更佳的特點(diǎn)，應(yīng)用于無(wú)汞堿錳電池具有良好的抑制 氣體產(chǎn)生的作用。2在MH/N i電池中的應(yīng)用1 納米級(jí)Ni (0H)2周震等人用沉淀轉(zhuǎn)化法制備了納米級(jí)Ni (0H)2，并發(fā)現(xiàn)納 米級(jí)Ni (0H)2比微米級(jí)Ni (0H)2具有更高的電化學(xué)反應(yīng)可逆性 和更快速的活化能力。采用該材料制作的電極在電化學(xué)氧化還原過(guò)程 中極化較小，充電效率高,活性物質(zhì)利用更充分,而且顯示出放電電位 較高的特點(diǎn)。趙力等人用微乳液法制備納米6 Ni (0H )2,粒徑為 4070 nm。該方法較易控制納米顆粒粒徑大小，并且所制得的納米 材料呈球型或橢球形，適用于某些對(duì)顆粒狀有特殊要求的場(chǎng)合,如作為 氫氧化鎳電極的添加劑，

5、按一定比例摻雜，可使Ni (0H)2的利用率 顯著提高，尤其當(dāng)放電電流較大時(shí),利用率可提高12%。1 2下-頁(yè)本文關(guān)鍵詞：納米材料電池相關(guān)文章列表：20052007燃料電池標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展規(guī)劃及制定的重點(diǎn)項(xiàng)日氫能與質(zhì)子交換膜燃料電池中國(guó)的燃料電池技術(shù)納米結(jié)構(gòu)材料在鋰離子電池中的應(yīng)用進(jìn)展X塊狀金屬納米材料的制備技術(shù)進(jìn)展及展望納米材料研究的現(xiàn)狀燃料電池技術(shù)進(jìn)展及發(fā)達(dá)國(guó)家的開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)納米TiO2在太陽(yáng)能電池方面的應(yīng)用淺談納米材料的應(yīng)用燃料電池的新進(jìn)展納米材料在電池中的應(yīng)用2納米品貯氫合金陳朝暉等利用電弧熔煉高能球磨法制備出納米品LaNi 56,平均粒徑約20 nm,采用該材料制備的電極與粗品LaNi5制 備

6、的電極相比，具有相當(dāng)?shù)姆烹娙萘?，更好的活化特性，但其循環(huán)壽命 較短。對(duì)3鋰離子電池材料密1 陰極材料納米LiCoO2夏熙等用凝膠法制備的納米LiCoO2,放電容量為103m Ah/g,充電容量為109mAh/g,長(zhǎng)平臺(tái)在3 9 V處，有明顯提高放電 平臺(tái)的效果，循環(huán)穩(wěn)定性也大為提高，但未見(jiàn)有混配效應(yīng)。低熱固相反 應(yīng)法合成納米LiCoO 2,發(fā)現(xiàn)了混配效應(yīng):以一定比例與常規(guī)Li CoO2進(jìn)行混配，做成電池測(cè)試,充電容量可達(dá)132mAh/g,放電容 量為125mAh/g,放電平臺(tái)在3 9VT納米顆粒增大了比表面積, 令Li +更易嵌入和脫出，削弱了極化現(xiàn)象，循環(huán)性能比常規(guī)LiCo 02明顯提高,顯

7、示出較好的性能。3 2納米陽(yáng)極材料中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所“碳納米管和其它納米材 料”的研究工作取得了階段性成果。制得的碳納米管層間距離為0 34 nm,略大于石墨的層間距0 335 nm,這有利TLi +的嵌入和脫出, 它特殊的圓筒狀構(gòu)型不僅可使Li +從外壁和內(nèi)壁兩方面嵌入，而且 可防止因溶劑化Li +的嵌入引起石墨層剝離而造成負(fù)極材料的損 壞。實(shí)驗(yàn)表明，用該材料作為添加劑或單獨(dú)用作鋰離子電池的負(fù)極材 料均可顯著提高負(fù)極材料的嵌Li+容量和穩(wěn)定性。中國(guó)科學(xué)院金屬 研究所等用有機(jī)物催化熱解法制備出單壁納米碳管和多壁納米碳管。 他們的研究表明用納米碳管作為電極,比容量可達(dá)到1100mAh/

8、 g , 且循環(huán)性能穩(wěn)定。香港科技大學(xué)用多孔的沸石品體作載體，首次成功 研制出尺寸最小，全球最細(xì)且排列規(guī)整的0 4nm單壁納米碳管，繼而 又發(fā)現(xiàn)在超導(dǎo)溫度15C以下呈現(xiàn)出特殊的一維超導(dǎo)特性。4電容器材料l 、由可充電電池和電容器共同組合的復(fù)合電源系統(tǒng)引起了人 們的濃厚興趣，特別是環(huán)保電動(dòng)汽車(chē)研究的興起，這種復(fù)合電源系統(tǒng)可 在汽車(chē)啟動(dòng)、爬坡、剎車(chē)時(shí)提供大功率電源，因而可以降低電動(dòng)車(chē)輛 對(duì)蓄電池大功率放電的限制要求，大大延長(zhǎng)蓄電池循環(huán)使用壽命，從而 提高電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)用性。近年來(lái)以納米碳管為代表的納米碳材料的研 究和作為電極材料的應(yīng)用，為更高性能的電化學(xué)超級(jí)電容器的研究開(kāi) 辟了新的途徑。清華大學(xué)用催

9、化裂解丙烯和氫氣混合氣體制備碳納米 管原料，再采用添加粘結(jié)劑或高溫?zé)釅旱墓に囀侄沃苽涮技{米管固體 電極，通過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?制得的碳納米管電極具有極高的比表面積 利用率。用納米碳管和Ru02的復(fù)合電極制備雙電層法拉第電容器, 在納米碳管比表面積為150m2/g時(shí)，電容量可達(dá)20F/g左右。清華 大學(xué)已經(jīng)制備出電容量達(dá)100F的實(shí)驗(yàn)室樣品。在充分利用納米材料 的表面特性和中空結(jié)構(gòu)上，納米碳管是日前最理想的超級(jí)電容器材料。5結(jié)束語(yǔ)a材料的先進(jìn)性必然會(huì)推動(dòng)電池的先進(jìn)性，因此納米材料 技術(shù)在電化學(xué)領(lǐng)域具有十分廣闊的前景,不僅可使傳統(tǒng)的電池性能達(dá) 到一個(gè)新的高度,更有望開(kāi)發(fā)出新型的電源。b由于納米材料的研究日前大多處于實(shí)驗(yàn)室階段，因此如 何制得粒徑可控的納米顆粒，解決這些顆粒在貯存和運(yùn)輸過(guò)程中的團(tuán) 聚問(wèn)題，簡(jiǎn)化合成方法，降低成本，是今后實(shí)用化應(yīng)注意的問(wèn)題。c納米材料技術(shù)在電池中應(yīng)用時(shí)，應(yīng)注意相關(guān)工藝的匹配, 并綜合考慮成本，如利用材料的混配效應(yīng),而不能僅僅是材料取代的簡(jiǎn) 單考慮。上一頁(yè)1 2本文關(guān)鍵詞：納米材料電池相關(guān)文