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基于磁性测试揭示CoO储锂机理
1
作者 徐熙祥 赵越 +1 位作者 阮明岳 李强 《储能科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期12-23,共12页
当今社会对储能技术需求日益迫切,电化学储能作为储能系统中的“桥梁”极具发展潜力,然而面临电化学储能中微量杂质相检测以及复杂界面储能探测的挑战,传统表征手段已经显示出局限性。储能材料的晶体结构、元素价态、电子能带以及电化... 当今社会对储能技术需求日益迫切,电化学储能作为储能系统中的“桥梁”极具发展潜力,然而面临电化学储能中微量杂质相检测以及复杂界面储能探测的挑战,传统表征手段已经显示出局限性。储能材料的晶体结构、元素价态、电子能带以及电化学特性与其磁学性质密切耦合,因此本文基于磁性测试,通过高低温等温磁化曲线(magnetic hysteresis,M-H)测试、零场冷/场冷(zero-field-cooled/field-cooled,ZFC/FC)变温磁化曲线测试,相较于传统表征手段X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)及高分辨透射电镜(high resolution transmission electron microscope,HRTEM),能够定量、高效、精准地检测出CoO中存在有效降低极化、提升首圈库仑效率(74.3%~83.77%)、提高大电流循环性能(2 A/g 50圈容量保持率116.59%)的微量金属Co杂质相(CoO/Co@20min 0.66%,CoO/Co@40min 2.27%)。同时本文利用原位实时磁学循环伏安法CV测试及恒流充放电测试,直观揭示出CoO在低电压区间里复杂、难以探测的空间电荷与固体电解质界面(solid electrolyte interphase,SEI)膜两种不同类型的界面储能机制,成功解释了CoO远超理论容量的额外容量来源。储能材料的合成制备离不开高度精准的杂质相检测,储能领域的下一步研究发展取决于能否对界面储能深入理解。本工作为杂质相检测及界面储能机理探测提供了一种无伤且高分辨的磁学全新视角,为推动储能领域的创新,解决当今社会面临的能源挑战贡献力量。 展开更多
关键词 磁学测试 杂质相监测 界面储能 原位实时磁学测试 磁电化学
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磁场提升电渗加固效果的试验探究
2
作者 徐朝阳 周建 +3 位作者 周吾桐 蒋熠诚 朱则铭 余锦地 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期77-81,共5页
通过改善界面电阻来优化电渗效率受到了广泛关注。基于磁电化学研究,开创性地将磁场引入电渗过程中,旨在降低界面电阻并提高电渗效率。通过试验证明引入磁场能显著提高电渗效率,且最佳的布置位置为阳极处。具体而言,合理布置磁场能够大... 通过改善界面电阻来优化电渗效率受到了广泛关注。基于磁电化学研究,开创性地将磁场引入电渗过程中,旨在降低界面电阻并提高电渗效率。通过试验证明引入磁场能显著提高电渗效率,且最佳的布置位置为阳极处。具体而言,合理布置磁场能够大幅延缓阳极界面电阻的上升,改善电渗排水性能,大幅缩短了处理时间。能耗方面,采用了多个指标进行综合分析,包括等效能耗、总能耗、能量利用率,结果表明引入磁场是解决电渗高能耗问题的有效途径,尤其当磁场布置在阳极处,能大幅提高能量利用率并减小总能耗。其中,采用可重复使用的永磁体作为磁极,能够循环使用且成本低廉。因此,在客观上,电渗中引入磁场的技术极具工程应用潜力和实践价值。 展开更多
关键词 电渗 磁电化学 磁场 界面电阻 能耗
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储能科学中的磁性表征技术 被引量：2
3
作者 赵志强 刘恒均 +5 位作者 徐熙祥 潘圆圆 李庆浩 李洪森 胡涵 李强 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期818-833,共16页
理解电化学储能系统的构效关系将极大推动电极材料中新现象和新性能的发现与调控。然而,没有任何一种单一技术可以澄清电化学体系中复杂界面反应的所有问题,只有从多个角度进行观察才能看清被埋藏的界面和工作状态下的演变历程。由于大... 理解电化学储能系统的构效关系将极大推动电极材料中新现象和新性能的发现与调控。然而,没有任何一种单一技术可以澄清电化学体系中复杂界面反应的所有问题,只有从多个角度进行观察才能看清被埋藏的界面和工作状态下的演变历程。由于大量储能材料富含过渡金属元素,其磁学性质与晶格结构、电子能带、电化学性能密切相关。因此,磁学测试分析可以揭示能源材料中的结构相变和局部电子分布等变化,解析物理化学反应机理,指导材料设计。围绕磁性表征技术,本文首先讨论了磁性测试的技术原理,随后总结介绍了磁性测试在研究电极材料物性结构表征以及电化学反应进程方面的研究进展,尤其介绍了原位实时磁性测试在阐明储能物理化学反应机理方面的独特优势。综合分析表明,原位磁性表征技术可以对电化学反应中的电荷转移进行高灵敏度、快速响应的测试表征,为揭示复杂界面电化学反应提供了新思路,在储能科学中具有广阔的应用前景。本文有助于了解磁性测试技术在电化学储能材料研究中的重要价值,并进一步推动磁性测试技术在储能领域的发展。 展开更多
关键词 储能科学 原位磁性测试 锂离子电池 钠离子电池 磁电化学
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