2018年化学论文电池-推荐word版 (18页)

电池结构设计论文摘要：随着科技的不断进步，电池作为能源存储和转换的重要部件，其结构设计对于提高电池性能和安全性具有重要意义。

本文主要探讨了电池结构设计的理论和实践，包括电池的基本结构、设计原则、材料选择、制造工艺和应用案例等方面。

通过对现有文献的梳理和实验研究，本文发现电池结构设计对于提高电池能量密度、功率密度、循环寿命和安全性具有关键作用。

一、引言随着能源需求和环境保护意识的提高，电池作为一种可再生能源，在汽车、电子设备、航空航天等领域得到了广泛应用。

电池的结构设计对于提高电池性能和安全性具有重要影响。

因此，本文旨在探讨电池结构设计的理论和实践，以期为电池制造和应用提供指导。

二、电池结构设计原则电池结构设计应遵循以下原则：1.保证电极材料与电解质之间的良好接触，以提高能量密度和功率密度；2.确保电极材料与隔膜之间的间隙均匀，以避免短路和副反应的发生；3.优化电极材料和隔膜的厚度，以提高电池的能量密度和循环寿命；4.保证电池外壳的密封性和强度，以防止泄漏和变形；5.合理设计电池的冷却系统和热管理系统，以避免过热和温度不均。

三、电池材料选择与制造工艺1.材料选择：电池材料主要包括电极材料、电解质、隔膜和外壳等。

选择合适的材料对于提高电池性能和安全性至关重要。

例如，高能量密度和稳定性电极材料可以提高电池的能量密度和循环寿命；电解质应具有高离子导电性和化学稳定性；隔膜应具有高阻隔性和机械强度；外壳则应具有高强度和密封性。

2.制造工艺：电池制造工艺主要包括电极制备、制片、卷绕/叠层、组装和封口等环节。

各环节的关键控制点包括：（1）电极制备：选择合适的电极材料和粘结剂，采用涂布、辊压或球磨等方法制备电极；（2）制片：采用切割或冲压等方法将电极材料制成一定尺寸的极片；（3）卷绕/叠层：将多片正负极片交替排列并卷绕/叠层在一起；（4）组装：将多片卷绕/叠层好的极片装入外壳中，并加入电解质和隔膜等；（5）封口：采用焊接或螺栓紧固等方式封闭外壳。

一次电池 1、伏打电池：(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极: Zn–2e—==Zn2+ (氧化反应）正极：2H++2e—==H2↑（还原反应) 离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池:(负极—Fe、正极-C、电解液H2CO3 弱酸性)负极: Fe–2e-==Fe2+ （氧化反应）正极：2H++2e—==H2↑(还原反应）离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+ （析氢腐蚀）3、铁碳电池：（负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性)负极：2Fe–4e—==2Fe2+ （氧化反应）正极：O2+2H2O+4e-==4OH （还原反应) 化学方程式2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 （吸氧腐蚀）4Fe（OH)2+O2+2H2O==4Fe（OH）32Fe（OH）3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程）4.铝镍电池：(负极-Al、正极—Ni 电解液NaCl溶液、O2)负极：4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应）正极：3O2+6H2O+12e—==12OH(还原反应）化学方程式4Al+3O2+6H2O==4Al（OH)3 （海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池：（负极-Zn、正极—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物）负极：Zn–2e-==Zn2+ （氧化反应) 正极：2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应) 化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑6、碱性锌锰干电池：（负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物）负极：Zn + 2OH–2e-== Zn(OH)2 (氧化反应)正极：2MnO2 + 2H2O + 2e—==2MnOOH +2 OH－（还原反应）［来源学科网ZXXK］化学方程式Zn +2MnO2 +2H2O == Zn（OH)2 + MnOOH 7、银锌电池:(负极—Zn、正极——Ag2O、电解液NaOH ）负极：Zn+2OH––2e—== Zn（OH）2 （氧化反应）正极：Ag2O + H2O + 2e—== 2Ag + 2 OH－(还原反应）化学方程式Zn + Ag2O + H2O == Zn（OH)2 + 2Ag8、铝–空气–海水（负极-—铝、正极——石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液——海水）负极：4Al－12e－==4Al3+ （氧化反应)正极：3O2+6H2O+12e－==12OH－（还原反应)总反应式为: 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH）3 （铂网增大与氧气的接触面）9、镁———铝电池（负极—-Al、正极—-Mg 电解液KOH）负极（Al)：2Al + 8 OH–- 6e—＝2AlO2–+4H2O (氧化反应) 正极（Mg)：6H2O + 6e- ＝3H2↑+6OH–（还原反应）化学方程式: 2Al + 2OH –+ 2H2O ＝2AlO2–+ 3H210、锂电池一型:（负极—-金属锂、正极-—石墨、电解液LiAlCl4 —SOCl2)负极：8Li －8e－＝8 Li + (氧化反应）正极:3SOCl2＋8e－＝SO32－＋2S＋6Cl－（还原反应）化学方程式8Li＋3SOCl2 === Li2SO3 ＋6LiCl ＋2S，二次电池（又叫蓄电池或充电电池）1、铅蓄电池:（负极—Pb 正极-PbO2 电解液- 浓硫酸）放电时负极：Pb－2e－＋SO42－=PbSO4 （氧化反应）正极：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－=PbSO4＋2H2O （还原反应）充电时阴极：PbSO4 + 2H+ ＋2e-== Pb+H2SO4 (还原反应）阳极: PbSO4 + 2H2O －2e—== PbO2 + H2SO4 + 2H+ （氧化反应)总化学方程式Pb＋PbO2 + 2H2SO4充电放电2PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:（负极——Fe 、正极-NiO 2、电解质溶液为KOH溶液）放电时负极: Fe－2e—+ 2 OH–== Fe （OH）2 (氧化反应)正极：NiO2 + 2H2O + 2e—== Ni(OH）2 + 2 OH–(还原反应)充电时阴极：Fe （OH)2 + 2e—== Fe + 2 OH–(还原反应）阳极: Ni（OH)2 －2e—+ 2 OH–== NiO 2 + 2H2O （氧化反应）总化学方程式Fe + NiO 2+ 2H2O充电放电Fe (OH)2 + Ni(OH）23、LiFePO4电池（正极-LiFePO4,负极—石墨，含Li+导电固体为电解质)放电时负极：Li －e—==Li + （氧化反应)正极: FePO4 + Li+ + e—== LiFePO4 （还原反应）充电时: 阴极：Li+ + e—== Li （还原反应)阳极：LiFePO4－e—== FePO4 + Li+ (氧化反应）总化学方程式FePO4 + Li充电放电LiFePO44、镍-—镉电池（负极-—Cd 、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液）放电时负极: Cd －2e—+ 2 OH–== Cd（OH)2 (氧化反应）正极：2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–(还原反应)充电时阴极：Cd（OH)2 + 2e—== Cd + 2 OH–(还原反应）阳极：2 Ni(OH)2 －2e-+ 2 OH–== 2NiOOH + 2H2O （氧化反应)总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O充电放电Cd（OH）2 + 2Ni(OH）25、氢--镍电池：（负极—LaNi5储氢合金、正极-NiOOH、电解质KOH+LiOH）放电时负极: LaNi5H 6－6e—+ 6OH–== LaNi5 + 6H2O (氧化反应）正极：6NiOOH +6e—+ 6H2O ==6 Ni（OH)2 + 6OH–（还原反应）充电时阴极：LaNi5 +6e—+ 6H2O== LaNi5H 6+ 6OH–（还原反应)阳极： 6 Ni（OH）2 －6e—+ 6OH–== 6NiOOH + 6H2O (氧化反应)总化学方程式LaNi5H 6 + 6NiOOH充电放电LaNi5 + 6Ni（OH)26、高铁电池：（负极—Zn、正极--—石墨、电解质为浸湿固态碱性物质）放电时负极：3Zn －6e- + 6 OH–== 3 Zn（OH)2 (氧化反应)正极：2FeO42—+6e-+ 8H2O ==2 Fe (OH)3 + 10OH–(还原反应)充电时阴极：3Zn(OH） 2 +6e—==3Zn + 6 OH–（还原反应）Ni(OH）2+Cd（OH)2 正极：2NiOOH + 2e- + 2H2O == 2Ni(OH）2+ 2OH–（还原反应）阳极：2Fe（OH） 3 －6e—+ 10OH–==2FeO42—+ 8H2O （氧化反应）总化学方程式3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O充电放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH）3 + 4KOH7、锂电池二型（负极LiC6、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+还原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中,以LiC6表示）放电时负极：LiC6 –xe—＝Li(1—x)C6 + x Li+ (氧化反应）正极: Li(1—x）CoO2 + xe—+ x Li+ == LiCoO2 (还原反应)充电时阴极: Li(1—x）C6 + x Li+ + xe—＝LiC6 (还原反应）阳极：LiCoO2 –xe—＝Li(1—x）CoO2 + x Li+ （氧化反应）总反应方程式Li（1-x）CoO2 + LiC6充电放电LiCoO2 + Li(1-x)C6燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入O2，总反应为:2H2 + O2 === 2H2O 电极反应特别要注意解质,有下列三种情况：1、电解质是KOH溶液(碱性电解质）负极：H2 –2e—+ 2OH—=== 2H2O （氧化反应）正极:O2 + H2O + 4e- === OH—(还原反应) 总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质）负极：H2 –2e- === 2H+ （氧化反应）正极：O2 + 4H+ + 4e—=== 2H2O (还原反应）总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O3、电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极：H2 –2e- === 2H+(氧化反应）正极：O2 + H2O + 4e—=== 4OH- 总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O说明1、碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2、.水溶液中不能出现O2—3、中性溶液反应物中无H+ 和OH-—4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH—二、甲醇燃料电池1．碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）正极：3O2 + 12e—+ 6H20=== 12OH- (还原反应)负极:2CH3OH –12e—+ 16OH- === 2CO32—+12H2O (氧化反应）总反应方程式2CH3OH + 3O2 + 4KOH === 2K2CO3 + 6H2O2. 酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）正极:3O2 + 12e——+ 12H+ == 6H2O （还原反应）(注:乙醇燃料电池与甲醇负极:2CH3OH –12e- +2H2O==12H++2CO2 （氧化反应）燃料电池原理基本相）总反应式2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O （氧化反应) 三、CO燃料电池（总反应方程式均为：2CO ＋O2 ＝2CO2）1、熔融盐（铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气）正极：O2 ＋4e- ＋2CO2 ＝2CO32-—（还原反应）负极：2CO＋2CO32—–4e- ==4CO2 （氧化反应）2、酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）正极：O2 + 4e—- + 4H+ == 2H2O (还原反应)负极：2CO –4e- + 2H2O == 2CO2 +4H+ (氧化反应）四、肼燃料电池（铂为两极、电解液KOH溶液）正极：O2 + 2H2O + 4e—== 4OH—（还原反应）负极: N2H4 + 4OH- -—4e —== N2 + 4H2O (氧化反应）总反应方程式N2H4 + O2=== N2 + 2H2O2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液）正极：2O2 + 8e—+ 8H+ == 4H2O （还原反应) 负极：CH4 -- 8e- + 2H2O == 8H+ + CO2 (氧化反应)总反应方程式CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O六、丙烷燃料电池（铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种) 1、电解质是熔融碳酸盐（K2CO3或Na2CO3）正极：5O2 + 20e—+ 10CO2 == 10CO32—（还原反应)负极: C3H8 -—20e-+ 10CO32- == 3CO2 + 4H2O (氧化反应）总反应方程式C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O3、碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液)正极：5O2 + 20e—+ 10H2O == 20OH- （还原反应)负极：C3H8 —- 20e-+ 26 OH—== 3CO32- + 17H2O (氧化反应) 总反应方程式C3H8 + 5O2 +6KOH === 3 K2CO3 + 7H2O 七、乙烷燃料电池（铂为两极、电解液KOH溶液)正极: 7O2 + 28e—+ 14H2O == 28OH—（还原反应)负极: 2C2H6 ——28e—+ 36 OH—== 4CO32—+ 24H2O (氧化反应）总反应方程式2C2H6 + 7O2 + 8KOH === 4K2CO3 + 10H2O。

构造实际比能量400Wh/kg和500Wh/kg 的实用电池体系摘要追求高比能量的实用电池一直是电池研发的主题。

在低功率输出或输出总能量较低的场合中，化学电源的比能量往往高于其他类型的能源系统。

能源设备应具有足够高的“比能量”。

本文介绍了化学电池中的比能量和构造实际比能量超过400Wh/kg 和500Wh/kg的实用电池体系的构造思路，分析了锂硫电池的反应机理，讨论了正极材料的选用和电解质的改性问题，反映了对高比能量实用电池体系的认识与思考。

关键词高比能锂硫电池单质硫活性炭电解质改性1 .前言追求高比能量一直是二次电池研发的主题。

从镍氢电池的80Wh·kg1-（120Wh· L1-）到锂离子电池的150Wh· kg1-（250Wh· L1-），再到目前锂离子聚合物电池的180Wh·kg1-（300Wh·L1-），近年来人们不断刷新电池能量密度的记录。

然而，受过渡金属化合物正极材料储锂容量的限制，尽管通过改进制造工艺可在一定程度上提高电池性能，但现有锂离子电池体系能量密度的提升空间仍十分有限。

因此，要开发具有更高能量密度的锂二次电池，必须发展新型正极材料，并以此构建新的锂二次电池反应体系。

硫具有多电子还原反应的电化学能力，且硫的相对原子质量较小，因此单质硫具有高达1675mAh· g1-的理论比容量，锂硫电池的理论电池能量密度可达到2600Wh·kg1-，远远大于现阶段所使用的商业化二次电池；另外，硫资源丰富且价格低廉。

鉴于以上原因，锂硫电池在未来化学电源发展中具有应用优势，因此围绕锂硫电池及其关键材料的研究工作正受到广泛关注。

要进一步提高电池能量密度，需构建新的电池反应体系,而锂硫电池在构造实际比能量超过500Wh·kg1-的实用电池体系中具有重要研究价值。

2. 化学电池的比能量“比能量”的定义是单位重量或单位体积能源装置所能够提供的能量，分别称为“重量比能量”或“体积比能量”，其单位常用“瓦时／公斤”“马力·小时／公斤”或“瓦·时／升”“马力·小时／升”等。

电池行业主要参考文献全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：1.《电池技术手册》《电池技术手册》是一本系统介绍电池技术的专业参考书籍，其中包含了关于电池的原理、分类、制造工艺、性能测试等方面的内容。

这本书籍可以帮助读者了解电池行业的基本知识和最新技术发展趋势。

2.《电池产业发展报告》《电池产业发展报告》是一份对全球电池行业发展情况进行分析和预测的专业报告，该报告包含了电池产业的市场规模、竞争格局、技术革新等方面的信息，可以帮助读者了解电池行业的整体现状和未来发展趋势。

4.《电池技术与应用》《电池技术与应用》是一份关于电池技术及其应用的学术期刊，该期刊每期发布一些关于电池行业的最新研究成果和技术进展。

通过阅读这份期刊，读者可以了解到一些关于电池技术创新和应用领域的最新动态。

第二篇示例：1.《电池工程》（第2版）：这本书是由著名的电池专家Olivier Dubey和Simon Doka合著的。

书中系统地介绍了电池的基本原理、分类及原理、各种电池的制造和工程应用等内容。

非常适合电池行业的初学者和专业人士阅读。

2.《锂离子电池》：作者为John T. Warner。

这本书详细介绍了锂离子电池的原理、结构、工艺和性能等方面的知识。

对于想要深入了解锂离子电池的研究人员和从业者来说，这本书是一部不可多得的参考书籍。

3.《镍氢电池技术手册》（第2版）：这本书由国内著名电池技术专家李国胜编著。

书中详细介绍了镍氢电池的原理和结构、性能参数、生产工艺、应用领域等方面的知识。

对于从事镍氢电池研究和应用的专业人士来说，这本书是必不可少的参考资料。

4.《电池技术手册》（第5版）：这本书由美国电化学学会（ECS）出版。

书中收录了关于各种电池技术的最新研究成果和应用案例，包括锂离子电池、镍氢电池、锌锰电池等多种类型的电池。

对于想要了解电池行业研究动态和未来发展趋势的人士来说，这本书是非常有参考价值的。

5.《电池技术与应用》：这本书由国内著名电池专家刘绪全主编。

无机化学关于当今热点电池的论文引言电池是现代社会不可或缺的能源供应设备，广泛应用于交通工具、便携式电子设备等众多领域。

随着能源需求的不断增长和对可再生能源的追求，研究和开发高效、环保的电池技术成为当今科学界的热点问题。

无机化学作为电池研究的重要基础学科，发挥着关键作用。

本论文将着重介绍无机化学在当今热点电池研究中的应用和进展。

电池的历史与分类电池的历史可以追溯到18世纪，当时发明了最早的原始电池。

经过多年的发展，电池不断进化和改良，形成了多种不同类型的电池。

根据电池的工作原理和材料组成，常见的电池类型包括铅酸电池、锂离子电池、钠离子电池等。

其中，锂离子电池因其高能量密度和长循环寿命而被广泛应用。

无机化学在锂离子电池中的应用正极材料锂离子电池的正极材料是决定其性能的关键因素之一。

无机化学在锂离子电池的正极材料研究中发挥着重要作用。

传统的锂离子电池正极材料如锂钴酸锂（LiCoO2）存在资源稀缺和环境污染的问题。

因此，研究人员开始寻找替代材料。

以无机盐为原料的锂离子电池正极材料，如锂铁磷酸盐（LiFePO4）和锂钛酸盐（Li4Ti5O12），具有较高的循环稳定性和安全性，被认为是锂离子电池材料的重要发展方向。

负极材料锂离子电池的负极材料一般采用碳材料，如石墨。

然而，石墨负极具有容量有限和安全性较差的缺点。

无机化学为解决这些问题提供了一些新的思路。

氧化硅、二氧化钛等无机材料在锂离子电池负极材料的研究中得到广泛关注。

这些材料具有较高的容量和较好的循环性能，有望改善锂离子电池的性能。

固态电解质锂离子电池的电解质是电池性能的重要因素。

传统的锂离子电池采用有机液体电解质，但存在着燃烧和挥发性高的问题。

因此，研究人员开始探索新型的固态电解质。

无机化学材料如氧化锂、硫化锂等被广泛应用于锂离子电池的固态电解质中。

这些材料具有更好的电化学稳定性和抗燃烧性能，为锂离子电池的长周期性提供了可能。

其他应用除了上述关键领域，无机化学在锂离子电池中还有其他重要应用。

资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载质子交换膜燃料电池论文地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容质子交换膜燃料电池摘要能源和环境是全人类面临的重要课题，考虑可持续发展的要求，在电池领域质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术正引起能源工作者的极大关注。

本论文简单介绍了一下质子交换膜燃料电池的组成、特点及其工作原理。

详细的从质子交换膜燃料电池的质子交换膜的材料、电催化剂的种类、双极板材料及其贮氢技术的困难方面论述了质子交换膜燃料电池的关键技术；同时从质子交换膜燃料电池的研发现状及其在电动车动力源、家庭电源、分散站和军事领域的应用做以介绍。

关键词：质子交换膜燃料电池；质子交换膜；双极板；电催化剂ABSTRACTEnergy and environment is the mankind faces an important subject，considering the requirements of sustainable development，the Proton Exchange Membrane Fuel Cell（PEMFC）technology is attracting the attention of energy workers. In this thesis，the introduction of proton exchange membrane fuel cell composition，working principle，domestic and international situation and its application prospects. In this thesis，a brief proton exchange membrane fuel cell composition，characteristics，and how it works and its Problems and prospects in the industrial development are outlined. Detail from the proton exchange membrane fuel cell proton exchange membrane materials，the type of electro-catalyst，the bipolar plate materials and the difficulties of hydrogen storage technologies discussed proton exchange membrane fuel cell，the key technologies； At the same time，from the proton exchange membrane fuel cell R & D Status and its power source in electric vehicles，household power，decentralized stations and military fields，the application to introduce.Key Words：Proton exchange membrane fuel cell;Proton exchange membrane; Bipolarplate; Electro catalyst引言能源是人类赖以生存发展的重要物质基础，也是国民经济发展的重要命脉，因而对人类及人类社会发展具有十分重要的意义。

【精编范文】锂电池的论文-word范文模板（16页）本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==锂电池的论文篇一：锂电池论文锂离子电池的原理与应用王明浩（重庆大学材料科学与工程学院201X级装饰1班）摘要简要综述了锂离子电池的发展历程,原理,应用及前景,侧重于基本原理以及与生活密切相关的应用.关键字锂离子电池电池应用锂电池的产生自从1958年美国加州大学的一位研究生提出了锂,钠等活泼金属做电池负极的设想后,人类开始了对锂电池的研究.而从1971年日本松下公司的福田雅太郎发明锂氟化碳电池并使锂电池实现应用化商品化开始,锂电池便以其比能量[1]高,电池电压高,工作温度范围宽,储存寿命长等优点,广泛应用宇军事和民用小型电器中,如移动电话,便携式计算机,摄像机,照相机等.锂电池的简单介绍锂电池是一类以金属锂或含锂物质作负极的化学电源的总称.由于锂的标准电极电位负值较大(相对标准氢电极电位为-3.05V)而且理论比容量[2]高达3.88Ah/g.因此,与常规电池相比,具有电压高(3V左右),比能量大（200-450Wh/kg)，可反复充放电（5000次以上），无记忆效应，无污染，工作环境宽等特点.已实用化的锂电池有Li-MnO2，Li—I2,Li-CuO,Li-SOCl2,Li-(CFx)n,Li-SO2,Li-Ag2CrO4等.而当这里的锂电极用碳代替时,便成了最新式的锂离子蓄电池.锂离子电池的研究始于20世纪80年代.1990年日本Nagoura等人研制成以石油焦为负极,以LiCoO2为正极的锂离子电池:LiC6|LiClO4-PC+EC|LiCoO2. 同年.Moli和sony两大电池公司宣称将推出以碳为负极的锂离子电池.1991年,日本索尼能源技术公司与电池部联合开发了一种以聚糖醇热解碳(PFA)为负极的锂离子电池.1993年,美国Bellcore(贝尔电讯公司)首先报道了采用PVDF工艺制造成聚合物锂离子电池(PLIB)。

电化学在实际中的应用王斌 0809401046 摘要：本文介绍了电化学在物理化学中的地位，在实际中的应用。

关键词：电化学氰化金钾物理化学是大学里很重要的一门课，对于想考化学方向研究生的人来说，物理化学尤为重要。

它的研究对象涵盖范围广阔，是一门基础课程，几乎每个学校化学方向的考研都要考物理化学，学好物理化学这门课是考研的必要条件。

电化学是物理化学的一个重要组成部分，它不仅与无机化学、有机化学、分析化学和化学工程等学科相关，还渗透到环境科学、能源科学、生物学和金属工业等领域。

在物理化学的众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。

它的应用分为以下几个方面：1 电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；2 机械工业要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；3 环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；4化学电源；5金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；6许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理；7应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。

我想谈谈电化学合成方面的应用，同时也借此加深对电化学的理解。

何谓电化学？电化学就是主要研究电能和化学能之间互相转化以及转化过程中相关规律的科学。

我们物理化学书上涉及到的电化学知识，有三个方面，分别是：电解质溶液；可逆电池的电动势及其应用；电解与极化作用。

这三个方面总结起来看，就是介绍的电解池与原电池的各个部分。

电解质溶液研究的是这两个池的导电介质，可逆电池的电动势及其应用研究的是电池的电动势，电解与极化作用谈论的是电极极化作用和电解池的电解。

可见电池是贯穿电化学始终的关键概念。

电化学的应用实际就是利用电化学反应进行电化学合成。

如何使本来不能自发进行的反应能够进行下去呢？较便捷的方法就是给反应体系通电，这就是电化学反应。

天平学院论文题目：锂电池姓名：庄国强学号：1130109107班级：1班年级：2011 级专业：应用化学指导教师：刘成宝完成时间：2014年4月10日摘要：锂是高能电池理想的负极活性物质，因为它具有最负的标准电极电势，相当低的电化学当量。

锂电池具有电压高、比能量高、比功率大、寿命长、轻的特点。

锂十分活泼，通采用有机溶剂或非水无机溶剂电解液制成锂非水电池、用熔融盐制成锂熔融盐电池和用固体电解质制成锂固体电解质电池。

子信息时代使对移动电源的需求快速增长，锂离子电池经过将近二十年的发展，已经成为一种相对成熟的技术，由于它具有体积小、重量轻、高储能、循环寿命长等特点，在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等多方面具有非常广阔的应用前景。

本文主要阐述了锂电池的发展历程、它的原理以及前景和应用。

关键词：锂电池、优缺点、性能、应用、前景正文：一.电池的发展过程以及我国电池的发展简史电池的发展史由1836年丹尼尔电池的诞生到1859年铅酸电池的发明，至1883年发明了氧化银电池，1888年实现了电池的商品化，1899年发明了镍-镉电池，1901年发明了镍-铁电池，进入20世纪后，电池理论和技术处于一度停滞时期。

但在第二次世界大战之后，电池技术又进入快速发展时期。

首先是为了适应重负荷用途的需要，发展了碱性锌锰电池，1951年实现了镍-镉电池的密封化。

1958年Harris提出了采用有机电解液作为锂一次电池的电解质，20世纪70年代初期便实现了军用和民用。

随后基于环保考虑，研究重点转向蓄电池。

镍-镉电池在20世纪初实现商品化以后，在20世纪80年代得到迅速发展。

随着人们环保意识的日益增加，铅、镉等有毒金属的使用日益受到限制，因此需要寻找新的可代替传统铅酸电池和镍-镉电池的可充电电池。

锂离子电池自然成为有力的候选者之一。

1990年前后发明了锂离子电池。

1991年锂离子电池实现商品化。

1995年发明了聚合物锂离子电池，（采用凝胶聚合物电解质为隔膜和电解质）1999年开始商品化。

电池(一)锌锰干电池是日常生活中常用的干电池。

锌锰干电池的电动势为1.5V。

正极材料：Mn、石墨棒负极材料：锌片电解质：NH4Cl、ZnCl2及淀粉糊状物电池符号可表示为（－） Zn|ZnCl2、NH4Cl（糊状）‖Mn|C（石墨）（+）负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2NH4+= Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O(二)镍氢蓄电池（Ni-MH）镍氢蓄电池是九十年代涌现出的电池家族中新秀，发展迅猛。

Ni-MH电池的电极反应为：正极：Ni(OH)2+OH-= NiOOH+H20 +e-负极：M+H2O+e=MHab+OH-Ni(OH)2+M=NiOOH+MHab它和镍镉蓄电池同属碱性蓄电池，只是以吸藏氢气的合金材料（mh）取代镍镉蓄电池中的负极材料镉cd、电动势仍为1.32v。

它具备镍镉蓄电池的所有优异特性，而且能量密度还高于镍镉蓄电池。

(三) 锂电池和所有化学电池一样，锂离子电池也由三个部分组成：正极、负极和电解质。

电极材料都是锂离子可以嵌入(插入)/脱嵌(脱插)的。

正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。

充电时：LiFePO?→ Li1-xFePO? + xLi + xe 放电时：Li1-xFePO?+ xLi + xe →LiFePO?负极材料：多采用石墨。

新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。

负极反应：放电时锂离子脱插，充电时锂离子插入。

充电时：xLi + xe + 6C →LixC6放电时：LixC6→ xLi + xe + 6C(四)铅蓄电池当放电进行时，硫酸溶液的的浓度将不断降低，当溶液的密度降到1.18g/ml 时应停止使用进行充电。

充电：2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4（电解池）放电：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O（原电池）阳极：PbSO4 + 2H2O－2e－ === PbO2+4H+ +SO42－阴极：PbSO4 + 2e－=== Pb + SO42－负极：Pb + SO42－－2e－ === PbSO4正极：PbO2 + 4H++ SO42－ + 2e－=== PbSO4+2H2O（五）氢氧燃料电池若电解质溶液是碱、盐溶液则负极反应式为：2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20 正极为：O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ若电解质溶液是酸溶液则负极反应式为：2H2-4eˉ=4H+（阳离子），正极为：O2+4eˉ+4H+=2H2O。

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本论文主要讲述汽车蓄电池的工作原理、使用和维护以及日常小常识。

铅蓄电池已成为大多数人生活中的必需品。

汽车、摩托车、助力车、电动车等交通工具中，铅蓄电池是他们组成部分中不可或缺的重要部件。

实践证明，由于汽车的保有量的增加，电子控制的先进化，人们对蓄电池的使用、维修工作的认识度不深，是广大汽车使用人员掌握和提高对蓄电池这方面的深度认识，也就显得十分必要了。

由于本人水平有限，论文中有不足之处敬请指导老师给出指正，以便在今后努力学习。

李军辉2011/11/11１２目录论一 蓄电池的构造、型号...................................................3 论四 蓄电池的容量 论五 蓄电池的使用与维护 论六 蓄电池的修复方法 ............... ...... ...... ...... ......... ......9 论七 免维护蓄点池.........................................................10 论八 蓄电池的安装注意事项................................................11 参考文献 ..................................................................12 谢辞 (13)车用蓄电池09级汽车检测与维修学生：李军辉指导老师：张德印一、蓄电池的构造蓄电池是一种将化学能转变为电能的装置，属于可逆的直流电源。

它由极板、极柱、隔板、外壳、电解液、连接条等部分组成。

锂离子电池毕业论文锂离子电池毕业论文引言锂离子电池作为一种重要的储能设备，已经广泛应用于电动汽车、便携式电子设备等领域。

随着对环境保护和可持续发展的要求日益增强，锂离子电池的性能和稳定性成为研究的热点。

本论文旨在探讨锂离子电池的工作原理、材料选择和优化设计等方面的问题，以期提供一些有益的参考。

锂离子电池的工作原理锂离子电池是通过锂离子在正负极材料之间的迁移来实现电荷和放电的。

在充电过程中，锂离子从正极材料（如锂钴酸锂）迁移到负极材料（如石墨），同时电子在外部电路中流动，完成电荷的储存。

而在放电过程中，锂离子则从负极材料迁移到正极材料，释放出储存的电荷。

材料选择与优化设计1. 正负极材料选择正负极材料的选择对锂离子电池的性能有着重要影响。

目前常用的正极材料有锂钴酸锂、锂镍酸锂和锂铁酸锂等。

锂钴酸锂具有高能量密度和较好的循环寿命，但其价格较高且存在安全隐患。

锂镍酸锂和锂铁酸锂则相对安全且价格较为适中，但能量密度较低。

因此，在实际应用中需要根据具体需求进行选择。

负极材料一般采用石墨，其具有良好的导电性和较高的比表面积，能够提供足够的锂离子储存空间。

同时，石墨还具有较好的化学稳定性和循环寿命，适合用作负极材料。

2. 电解液的优化电解液是锂离子电池中起到导电和锂离子传输作用的重要组成部分。

常见的电解液主要包括有机电解液和固态电解液两种。

有机电解液具有较好的导电性和锂离子传输性能，但其存在挥发性和燃烧性等安全隐患。

固态电解液由于其固态结构，具有较好的热稳定性和安全性，但其导电性和锂离子传输性能相对较差。

因此，如何在安全性和性能之间做出权衡，是电解液优化设计的重要问题。

3. 循环寿命与安全性锂离子电池的循环寿命和安全性是其应用中需要重点考虑的问题。

循环寿命主要受到正负极材料的损耗、电解液的降解和电池内部反应的影响。

因此，在材料选择和电解液设计中需要考虑其对循环寿命的影响，并通过优化设计来延长电池的使用寿命。

安全性方面，锂离子电池存在着过充、过放和高温等问题。

化学电池的参考文献化学电池是一种将化学能转化为电能的装置。

它由电解质溶液、正极、负极和导电体等组成。

化学电池在现代社会中广泛应用于各个领域，如储能技术、电动车辆、移动设备等。

为了深入了解化学电池的原理、性能和应用，下面是一些重要的参考文献供您参考。

1. Bard, A. J., & Faulkner, L. R. (2001). Electrochemical methods: fundamentals and applications. John Wiley & Sons. 这本经典教材详细介绍了电化学方法的基本原理和应用。

其中包含了化学电池的基本原理、电解质溶液的选择和电极材料的性能等内容。

2. Scrosati, B., & Garche, J. (2010). Lithium batteries: Advanced technologies and applications. John Wiley & Sons. 这本书全面介绍了锂电池的各个方面，包括锂离子电池、锂聚合物电池和锂硫电池等。

其中也涉及了电池材料的选择、电池循环性能和安全性等内容。

3. Armand, M., & Tarascon, J. M. (2008). Building better batteries. Nature, 451(7179), 652-657. 这篇综述文章从历史和技术的角度讲解了电池的进展和挑战。

其中重点介绍了锂离子电池、钠离子电池和固态电池等新兴电池技术。

4. Goodenough, J. B., & Kim, Y. (2010). Challenges for rechargeable Li batteries. Chemistry of Materials, 22(3), 587-603. 这篇综述文章主要讨论了锂离子电池的挑战和发展方向。

文章提出了增加电池能量密度、提高电池循环寿命和降低成本等关键问题，并探讨了相应的解决方案。

铝碘电池文献一、铝碘电池概述铝碘电池是一种新型的一次电池，其工作原理主要是通过铝与碘之间的化学反应来产生电能。

铝碘电池具有以下特点：1.高能量密度：铝碘电池的能量密度相对较高，约为300-500Wh/kg，远高于相同体积的碱性电池。

2.长寿命：在适当的环境条件下，铝碘电池可以循环使用数年，具有很长的寿命。

3.环境友好：铝碘电池的废弃物对环境污染较小，易于回收处理。

4.宽工作温度范围：铝碘电池在-40℃至+60℃的温度范围内都能正常工作。

二、铝碘电池的研究进展1.国内外研究现状铝碘电池的研究始于20世纪60年代，近年来，随着能源危机和环境污染问题日益严重，铝碘电池再次成为研究热点。

国内外许多科研团队和企业都在积极开展铝碘电池的研究，旨在推动其走向商业化应用。

2.铝碘电池的关键技术铝碘电池的关键技术包括：正极材料的研究、负极材料的选择、电解液的配比以及电池结构的设计等。

目前，研究者已在这些方面取得了一定的突破。

3.铝碘电池在各领域的应用铝碘电池已成功应用于航天、军事、便携式电子设备、物联网等领域。

随着技术的不断进步，铝碘电池在新能源汽车、储能等领域的应用前景也十分广阔。

三、铝碘电池的优缺点分析1.优点（1）高能量密度：铝碘电池的能量密度较高，有利于提高设备的续航能力。

（2）长寿命：铝碘电池具有较长的使用寿命，降低了更换电池的频率。

（3）环境友好：铝碘电池的废弃物对环境污染较小，符合绿色发展的理念。

2.缺点（1）电压较低：铝碘电池的电压约为1.5V，低于锂离子电池等新型电池，限制了其在一些高要求的领域的应用。

（2）自放电速率较快：铝碘电池在储存过程中容易自发放电，影响其使用寿命。

四、铝碘电池的发展趋势1.技术创新方向（1）正极材料：研究高效、环保的正极材料，提高电池的能量密度和循环寿命。

（2）负极材料：开发新型负极材料，降低电池的内阻，提高充放电速率。

（3）电解液：优化电解液配方，提高电池的稳定性和安全性。

纽扣电池介绍：纽扣电池（button cell ）也称扣式电池，是指外形尺寸象一颗小纽扣的电池，一般来说直径较大，厚度较薄（相对于柱状电池如市场上的5号AA等电池）.纽扣电池是从外形上来对电池来分，同等对应的电池分类有柱状电池，方形电池，异形电池。

应用：纽扣电池因体形较小，故在各种微型电子产品中得到了广泛的应用，直径从4.8mm至30mm，厚度从1.0mm至7.7mm不等；一般用于各类电子产品的后备电源，如电脑主板，电子表，电子词典，电子秤，记忆卡，遥控器，电动玩具，心脏起搏器，电子助听器，计数器，照相机等；钮扣电池构造纽扣电池也分为化学电池和物理电池两大类，其化学电池应用最为普遍。

它们由阳极 (正极)、阴极 (负极)及其电触液等组成。

如右图所示。

它的外表为不锈钢材料，并作为正极，其负极为不锈钢的圆形盖，正极与负极间有密封环绝缘，密封环用尼龙制成，密封环除起绝缘作用外，还能阻止电解液泄漏。

纽扣电池的种类很多，多数以所用材料命名，如氧化银电池、锂电池、碱性锰电池等。

常见的纽扣电池1.氧化银电池该纽扣电池有使用寿命长、容量大等特点，应用十分广泛，其应用量最大。

该种电池由氧化银作为正极，金属锌粉作为负极，电解液为氢氧化钾或氢氧化钠。

通过锌与氧化银的化学作用产生电能。

氧化银纽扣电池的厚度 (高度)有5.4mm、4.2mm、3.6mm、2.6mm、2.1mm 五种规格，其直径有 11.6mm、9.5mm、7.9mm、6.8mm四种规格。

在选用时应根据其位置的大小，选择其中一种。

其常用的型号有AG1、AG2、AG3、AG1O、AG13、SR626等，其型号AG为日本标准，SR为国际标准型号。

2.过氧化银纽扣电池该电池与氧化银纽扣电池的结构基本相同，其主要区别是电池的阳极 (盂极)用过氧化银做成。

3.碱性锰纽扣电池该电池具有容量大，低温性能优良，其所用材料便宜、价格较低，能满足需求较大电流连续放电的要求。

其不足之处是能量密度不够，放电电压不够平稳。

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摘要随着电力行业的高速发展，锂离子电池的研究已成为当代的热点研究课题。

研究锂离子电池，最主要的是对正极材料的研究，因为锂离子电池由于受到技术制约而使其性能得不到充分发挥。

锂离子电池在实际应用中有着循环使用寿命较长、首次充放电比容量高、对环境无污染等优点，已经成为21世纪绿色电源的首选。

目前常用的正极材料主要是LiCoO2，由于LiCoO2合成简单，充放电电压平稳，已经广泛用于各个领域，但是LiCoO2中钴材料价格较贵，毒性较大对环境污染严重，实际容量只有理论容量的二分之一，导致它的使用受到严重限制。

这就迫使研究者寻找新型的正极材料来代替LiCoO2。

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料价格低，热稳定性高，循环稳定性能良好，是目前高容量电极材料发展的主要方向。

本文将采用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，然后利用XRD、SEM、充放电及循环性能测试对其进行结构、形貌研究并测试其电化学性能。

共沉淀法制备材料能有效节省材料的制备时间，选择合适的沉淀体系，加入一定量表面活性剂，严格控制反应体系PH在11，配锂量要大于一般的固相反应。

当配锂量在1.1时，前驱体经过500 ℃预处理，然后在850 ℃下焙烧20 h可得到粒径均匀，分散性好的细小颗粒；溶胶-凝胶法制备材料时，通过控制合适的络合剂、易分解的金属离子盐以及反应过程中的温度、时间、PH等条件，找到溶胶-凝胶法制备材料的最佳工艺条件。

实验表明，采用适当的反应过程和适宜的PH(6-6.3)值可以得到颗粒细小、均匀且分散性良好的粉状材料，使用这种粉体材料经过500 ℃预处理，然后在850 ℃下焙烧20 h 可以得到粒径在100～300 nm，均匀分布的粉末颗粒。

首次充放电实验表明，这种材料具有良好的循环稳定性能和较高的容量。

关键字：锂离子电池；正极材料；共沉淀；溶胶-凝胶法；LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2AbstractWith the high-speed development of the power industry, the research of lithium ion battery has become a hot research topic in the contemporary. Research on lithium ion batteries, the most important is the study of the anode materials, because of the lithium ion batteries due to technical constraints and make not give full play to its performance. In actual application of lithium ion battery has a first charge and discharge cycle a long service life, the advantages of high specific capacity, on the environment pollution-free, has become a 21st century green power of choice. The positive materials of the commonly used at present is mainly LiCoO2, as a result of LiCoO2 synthesis is simple, stable charge and discharge voltage, has been widely used in every field, but in the LiCoO2 cobalt material price is more expensive, bigger toxicity to environment pollution is serious, the actual capacity is only half of the theory of capacity, led to its use is limited by serious. This forces the researchers looking for new to replace the LiCoO2 cathode material. LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode material price is low, high thermal stability, stable cycle performance is good, is currently the main development direction of high capacity electrode materials.This thesis will use the coprecipitation method and sol-gel method of lithium ion battery cathode material LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, then using XRD, SEM, charge-discharge and cycle performance test research on the structure, morphology and test their electrochemical performance.Coprecipitation preparation material can effectively save the preparation time, select the appropriate system of precipitation, surface active agent was added into, strict control of reaction system PH in 11, with lithium content than ordinary solid phase reaction. Precursor when the amount of lithium in 1.1 after 500 ℃preprocessing, and then roasting 20 h under 850 ℃can get uniform particle size, good dispersion tiny particles; Sol-gel method materials, by controlling the appropriate complexing agent and metal ion salt and easy decomposition reaction conditions, such as temperature, time and PH on the find material optimum process conditions of sol-gel method. Experiments show that the proper reaction process and the suitable PH value (6-6.3) can be particles small, uniform and good dispersancy powder materials, the use of this powder materials after 500 ℃preprocessing, and then roasting 20 h under 850 ℃can get grain size in 100 ~ 300 nm, uniform distribution of powder particles. The first charge and discharge experiments show that the material has good cycle stability performance and higher capacity.Key Words:Lithium-ion battery, Cathode material,Coprecipitation,Sol-Gel method, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论........................................................................................................................... - 1 -1.1 研究背景........................................................................................................ - 1 -1.2 锂离子电池概述............................................................................................ - 1 -1.2.1 锂离子电池的发展历程..................................................................... - 1 -1.2.2 锂离子的应用及前景......................................................................... - 2 -1.2.3 锂离子电池的结构和工作原理......................................................... - 2 -1.2.4 锂离子电池的特点............................................................................. - 4 -1.3 锂离子电池正极材料.................................................................................... - 4 -1.3.1 氧化镍锂(LiNiO2)正极材料 .............................................................. - 5 -1.3.2 氧化钴锂(LiCoO2)正极材料.............................................................. - 5 -1.3.3 氧化锰锂(LiMnO2)正极材料............................................................. - 6 -1.3.4 橄榄石结构(LiMPO4)正极材料......................................................... - 6 -1.3.5 尖晶石锰酸锂(LiMn2O4)正极材料.................................................... - 7 -2 实验条件与测试方法............................................................................................... - 8 -2.1 化学试剂及主要设备.................................................................................... - 8 -2.1.1 化学试剂............................................................................................. - 8 -2.1.2 主要设备............................................................................................. - 9 -2.2 电极的制备和电池的组装............................................................................ - 9 -2.2.1 电极的制备......................................................................................... - 9 -2.2.2 电池的组装....................................................................................... - 10 -2.3 主要测试方法...................................................................... 错误!未定义书签。