摘要：固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效的发电系统,能够直接将化学能转换为电能。如何保证电池高效且稳定地运行是亟待解决的问题。本工作建立了单片的平板式固体氧化物燃料电池的三维模型,涉及电化学、传质和传热等多个物理场的耦合,通过COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对模型进行数值计算并验证模型,其I-V曲线表明数据误差小于6%。在该模型基础上,开发了基于阴极及电解质支撑的SOFC的三维模型,并继续研究了不同操作参数、支撑结构对SOFC的输出功率、温度等诸多因素对电池的输出功率、温度等物理参数带来的影响,对电池的影响情况通过极化曲线和功率曲线来反映。仿真结果表明,连接肋板会影响电池内部气体的扩散,进而发现电流密度与物质的分布有紧密联系。通过进一步的研究表明,支撑层厚度、压力以及输入燃料流量等因素均会对电池的输出功率、温度等带来影响,增大工作压力、燃料输入流量等均能提高输出功率,但这也会导致电池内部温度上升,而输出功率与电池支撑层厚度成反比。相同条件下,阴极支撑型SOFC的输出功率大于电解质支撑型SOFC的输出功率,本研究对SOFC的结构设计、实验工作具有一定的指导作用。

摘要：锂离子电池用富镍正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)具有高能量密度、高安全性等优点。受容量衰减、循环寿命和热稳定性等方面的限制,该材料进一步的改性成为当前研究的热点。针对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)材料的改性研究主要集中在离子掺杂、表面包覆和结构设计等方面。离子掺杂能改善结构稳定性和电化学性能,特别是过渡金属离子的掺杂有助于延长循环寿命和提高结构稳定性;表面包覆改性可增强电化学稳定性和抗氧化性能,延长循环寿命和提高抗极化能力;结构设计可优化晶体结构、提高传导性能和缓解应力,提高循环稳定性、容量保持率和功率密度。

摘要：全钒氧化还原液流电池(钒电池)用于规模化储能时,需关注流场、电场和电化学场等运行条件对钒电池热效应、传质和电池效率等的影响。着重介绍钒电池运行的热效应、电堆内部及隔膜的传质、运行条件优化方法。详述钒电池运行及隔膜传质研究用到的特殊实验方法,含电极分块映射、射线成像和放射离子示踪等,以及多场耦合数值仿真方法。提出运行条件与机械结构相结合、减少假设条件和大功率电堆分析等研究方向。

摘要：为了提高锰酸锂正极材料性能,设计了铈(Ce)掺杂的Li_(2)[Mn_((1-x))Ce_(x)]O_(3)作为锂离子电池正极材料,研究了不同掺杂量(x=0,0.5%,1%,1.5%)的Li_(2)[Mn((1-x))Cex]O_(3)正极材料对锂离子电池性能的影响.结果表明:掺杂Ce不影响Li_(2)MnO_(3)的晶体类型和宏观形貌,可以增加Li_(2)MnO_(3)的反应活性,提高锂离子扩散系数.用Ce掺杂高容量的层状Li_(2)MnO_(3)作为锂离子电池的正极材料,当掺杂量x=0.5%时,首次充电容量最高,达到69.4 mAh/g,且稳定循环50圈.

摘要：模拟软件可以通过对电流消耗的分析提供洞见,改进设备的设计,从而延长电池的使用寿命。电池的使用寿命对物联网(Io T)基础设施的成本和可靠性有很大影响。消费电子设备的电池使用寿命更是影响消费者购买的关键因素之一。

摘要：考察添加碳纳米管作导电剂对LiFePO_(4)锂离子电池性能的影响。以碳纳米管及Super P分别作为正极导电剂,采用液态锂离子电池工艺制备18650型LiFePO_(4)锂离子电池。利用SEM研究了电池电极的显微结构,并对电池的电化学性能进行了综合评价。结果表明:与SP导电剂相比,添加碳纳米管作导电剂的极片电阻率、内阻均明显低于使用SP作为导电剂的极片电阻率、内阻,碳纳米管导电剂有效降低了电池内阻,提高了电池在大倍率情况下的性能,并改善了电池的循环性能。使用CNT作为导电剂,碳纳米管形成了良好的导电网络,降低了电池的极化,其容量保持率更高且其在不同温度放电性能较使用SP作为导电剂更优,因此使用CNT作为导电剂表现出更加优异的循环性能.

摘要：通过添加楔形结构肋片,设计了新型质子交换膜燃料电池阴极气体通道结构,并借助COMSOL Multiphysics软件,模拟研究了8种不同气体通道结构对电池性能的影响。结果表明:在质子交换膜燃料电池的气体通道添加楔形结构肋片有助于改善电池性能,优化电池局部水分布,且电流密度越高,楔形肋片对电池性能的改善效果越明显;楔形肋片数量为9,高度为1.5 mm,宽度1 mm时电池性能最好,其功率密度增加率为4.13%。

摘要：设计并组装了燃料电池寿命测试系统,对单个质子交换膜燃料电池(单电池)进行了各种寿命测试.在单电池运行过程中记录电池的工作曲线及性能曲线,了解电池的性能变化及运行状况.通过XRD、TEM和SEM等手段对运行时间为200,500,700,1000和2000的三合一膜电极(MEA)中的阴、阳极催化剂分别进行了表征,获得催化剂晶态、表面形态及颗粒大小等变化信息,考察催化剂晶胞参数、颗粒大小等变化对电池寿命及性能的影响.

摘要：流场的形状和尺寸是设计双极板的核心。合理的流场既要确保电极各处均能获得充足的反应剂供应,同时又要保证反应产物水的排出。研究了不同流场尺寸对质子交换膜燃料电池性能的影响。实验结果表明:在一定范围内,随着开孔率的增加,电极与流场本相及接触电阻也逐渐增加;开孔率相近时,这一电阻相差不大。在相同开孔率的情况下,沟槽尺寸越小,电池性能越好。

摘要：在PEMFC中,阴极的流场对电池性能有着重大的影响。好的阴极流场能更有效的排出电池内部生成水并大大提高电池的输出功率。在原有流场的基础上设计出具有不同特点的新型流场,再利用H2-空气PEMFC单电池进行实验比较各种流场的性能,同时对直通道和蛇型流场分别在雷诺数Re和进出口压差进行分析。比较压差与电池排水的关系,得出较高压差具有较好的电池性能。