热电池新型电极材料的应用研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shanon0577
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论文主要明确锂和镍的合金(LAN)负极材料的特性,使LAN作为负极在热电池中达到工程应用阶段;还研究了钒复合氧化物(LVO)用作热电池正极材料实现工程化应用的可行性,并就添加剂对LVO电性能的影响进行研究;探讨了钒碳氧(VOC)材料用作热电池正极材料的可行性。  通过浸渗法制备了LAN极材料;使用60V(120A)负载器以及放电数据采集器,试验测试它的电化学性能情况;使用离心机,进行了试验电池离心加速度试验。  利用溴化锂和氧化钒反应生成二氧化钒和锂钒氧(LiV2O5+4VO2)来制备成分为钒复合氧化物的LVO材料;用XRD、TGA、DTA、SEM、DSC,使用负载器60V(120A),放电数据采集器等技术手段,测试了钒的复合氧化物正极材料LVO的性能。  本论文研究了成分为15wt%Li-Ni的LAN负极;同时还与44.32wt%Li的LiSi合金和31wt%Li的LiAl合金作了对比。结果表明:LAN负极电极电位与锂硅合金、锂铝合金相比更负,LAN与FeS2正极配对时工作电压更高,具体情况如:开路电压ELAN>E锂铝合金>E锂硅合金;同时LAN负极大电流放电能力很强,它的脉冲输出能力均大于锂硅合金和锂铝合金,同样脉冲下限电压呈现:锂硅合金小于锂铝合金,锂铝合金小于LAN的特点;电池在激活负载较大时,LAN电极材料作为负极,热电池的激活时间较短,同样情况,激活时间呈现:锂硅合金长于锂铝合金,锂铝合金长于LAN的特点;电池在电流密度很大的条件下放电,LAN作为负极材料表现出较高的利用率,呈现以下特征:η锂硅合金<η锂铝合金<ηLAN。匹配设计合理的电池结构,LAN负极材料做成的电池,试验结果表明在电池径向加上2100m/s2离心加速度作用下能够平稳放电,电池的电压波动能够满足工程的需求。  钒的复合氧化物材料LVO成份为(LiV2O5加4VO2),该种材料的热稳定性很高可以达到700℃。LVO的结构主要是由大量结晶度很高的块状和片状物体自称,经过观察其片状直径约为10μm;在材料中间还杂有很多细小的棉絮形状的材料。LVO材料作为正极,应该添加导电添加剂,本文采用的是大于0.16μm小于0.71μm范围内的Ag粉和LiF·LiCl·LiBr组成的电解质盐。与LVO正极材料适宜采用LiF·LiCl·LiBr添加氧化镁组成的电解质。  使用氧化镁电解质 LiF·LiCl·LiBr,并添加14wt%左右的银粉(0.16μm
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