炭黑在干电池中的应用
干电池主要指用得多的锌-二氧化锰电池,简称锌锰电池。锌锰电池是1868年法国人勒克朗谢发明的,1888年加斯纳开始使锌锰电池的液体组分不流动化而制得了干电池,1925年开始在二氧化锰合剂中使用乙炔炭黑,使干电池的放电和贮存性能提高60年代出现了以氢氧化钾(或氢氧化钠)为电解质的碱性锌锰电池。近二三十年来,镍镉电池、锂电池等新型电池的开发应用,虽然在能量密度、贮存性能、电压精度以及可充电性等方面优于锌锰电池,天津进口电池实验设备公司,但在价格性能比方面仍不如锌锰电池,故锌锰电池在市场上仍占主导地位。
干电池用炭黑包括乙炔炭黑、重油造气副产炭黑及油炉法炭黑等。
乙快炭黑因其良好的导电性、高吸液性和高纯净度,在干电池应用中占主导地位;重油造气副产炭黑的导电性、吸液性好,天津进口电池实验设备公司,但高纯净度的产品价格高昂因此用得不多;油炉法炭黑价格便宜,但吸液性、导电性较差,故用得也不多,天津进口电池实验设备公司。
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二氧化锰正极在干电池中通称电芯或碳包,它是由二氧化锰、乙快炭黑、固体氯化铵和电解液混合而成。二氧化锰是正极中参与电化学反应的成分,但它的导电性差,故加入石墨和乙快炭黑等导电组分导电组分并不参加成流反应。石墨和乙炔炭黑皆有导电性,而乙块幾黑还有颗粒细,非常疏松,表观密度小的特点,其比表面积和吸湿能力大。加入石墨和乙快炭黑能使电芯中二氧化锰颗粒之间有良好的电子通道,在孔隙中电解液的扩散也比较畅通,从而提高二氧化锰的利用率。一般电芯粉料中二氧化锰含量在80%~89%之间,乙炔炭黑含量一般为10%以上,此外,还加上一定量的一般为干粉量的
17~19%的固体氯化铵以补充成流反应消耗的氯化铵,保持电解液组成恒定。并加入少量氯化锌,以稳定电芯中的水分,并对电芯的pH值起缓冲作用。加水使电芯水分为17%~18%。水是电芯粉料的粘合剂,并保证电芯微孔有良好的导电能力。但在碱性锌锰电池中,正极的粉料是压成圆环状紧贴于筒体内壁通常用片状石为导电材料以缩小体积池容量。增大二氧化锰用量,提高电池容量。 武汉圆柱电池检测仪锂电池检测设备,武汉格瑞斯新能源欢迎来电咨询。
锂-氧电池取得技术突破,实现四电子转化及库仑
据外媒报道,加拿大滑铁卢大学Linda Nazar教授宣布,其研究团队实现四电子转换(four-electron conversion),该技术将实现锂-氧电池(lithium-oxygen,Li-O2)的电子存储容量翻番。
Nazar团队将有机电解质(organic electrolyte)转化为硝酸锂/硝酸钾(lithium nitrate/potassium nitrate)的无机熔盐(inorganic molten salt),旨在提升其化学稳定性和导电率。此外,该团队了利用双功能金属氧化物催化剂替代了多孔碳阴极(porous carbon cathode),提升了电池容量的同时降低了过电势。
相较于Li2O2,在150摄氏度下,电池在使用期间将生成更为稳定的Li2O,其热力学性能表现更为出色。该款电池电芯采用多种材料,旨在提升其热动力性能及反应动力学(kinetics)。研究人员研发的该款电池充电性能表现更佳,从理论上讲,其储能表现提升了50%。
在电池研究领域,锂-氧电池颇具吸引力,这主要得益于其理论能量密度。能量密度是材料的储能容量,当电芯发生电化学反应后,其能量将储存在电池电芯中。
镍镉蓄电池
镍镉蓄电池 正极活性物质主要由镍制成,负极活性物质主要由镉制成的一种碱性蓄电池。正极为氢氧化镍,负极为镉,电解液是氢氧化钾溶液。其优点是轻便、抗震、寿命长,常用于小型电子设备。镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物,负极材料为海绵网筛状镉粉和氧化镉粉,电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。当环境温度较高时,使用密度为1.17~1.19(15℃时)的氢氧化钠溶液。当环境温度较低时,使用密度为1.19~1.21(15℃时)的氢氧化钾溶液。在-15℃以下时,使用密度为1.25~1.27(15℃时)的氢氧化钾溶液。为兼顾低温性能和荷电保持能力,密封镍镉蓄电池采用密度为1.40(15℃时)的氢氧化钾溶液。为了增加蓄电池的容量和循环寿命,通常在电解液中加入少量的氢氧化锂(大约每升电解液加15~20g)。 MC8高精度电池测试设备,瑞斯新能源欢迎来电咨询。
极化和内阻
电池放电时所有这些能量都不能完全转化为电能,电化学反应总是伴随着能量的损失,这些能量损失包括:1)活化极化--它引起电极表面的电化学反应 2)浓差极化--它是由于电极表面和体相中反应物和产物浓度的不同而产生的,是物质传递的结果。极化的存在消耗了部分能量,并以热的形式放出。
极化(polarization)
电池在充放电过程中是存在极化的,通常可将锂离子电池极化分为欧姆极化、电化学极化和浓差极化三类。几类极化各自的响应速度也不一样。影响极化程度的因素很多,但一般情况下充放电电流密度越大,极化也就越大。
以下分类解释一下:
(1)欧姆极化
顾名思义,有锂离子电池的欧姆内阻引起的极化,叫欧姆极化,也成电阻极化。电池的欧姆内阻(R)由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成(有些解释还把膜电阻也算上),通过一定的电流时,其极化电势可以计算,E=IR(欧)。
欧姆极化是瞬时发生的。
(2)电化学极化
指由于正、负极上电化学反应速度小于电子运动速度而造成的极化。电化学极化一般认为是微秒级的
(3)浓差极化
指由于参与反应的锂离子在固相中的扩散速度小于电化学反应速度而造成的极化。浓差极化一般认为是秒级的。 锂电池电压检测电路,瑞斯新能源欢迎来电咨询。浙江MACCOR电池实验设备公司
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动力电池的UN测试
前段时间中国香港国际机场的锂电池燃烧事故,特斯拉和蔚来冒烟起火,再次将动力电池的安全性与运输问题暴露在公众眼前,那么为什么会出现这种事故呢?那就要从锂电池的特性说起。
锂离子电池的基本原理是化学性质活跃的锂离子在电池的阴极和阳极之间的移动。准确地讲,充电时电池阳极(cathode)处的锂氧化物中的电子在外界电场作用下移动,通过外部电路终流向阴极(anode),从而是的锂离子向阴极扩散,锂离子电池中的隔膜的作用就是为了选择性地透过锂离子且阻止电子通过,使得充电时锂离子会从阳极向阴极移动,即在阴极(主要是石墨及粘合剂等材料)嵌锂(即锂离子嵌入石墨形成的空隙中,宏观上形成一种碳理化合物);放电时电池的电流方向是电子从阴极向阳极移动,从而导致阴极电子减少,阳极电子增多,从而锂离子向阳极移动,即阴极脱锂,锂离子的移动方向也了电流在电池内部的移动方向。因此,总而言之,锂离子移动的的动力在于外界电位差导致电子的移动,从而锂离子形成定向扩散。
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