其他中电化学性能检测

如今，电池无处不在，很难想象现代生活中没有电池。在过去的十几年里，由于全球环保意识的提高，电动汽车市场的扩大以及世界各国政府的支持，充电电池的市场价值在全球范围内迅速增长[1]。特别是锂离子电子，由于其成本优势和优越的技术性能（比其他可充电电池更小更轻，但具有最高能量和功率密度，电池使用过程中充放电循环次数多），增长最快，成为了最常用的可充电电池[2]。然而，锂的产量却无法满足电池生产商的需求，随着全球电动汽车普及率的持续上升，电池生产商的需求预计将在未来10年翻番。这种差距带来的是在过去的几年里原材料价格的飙升，特别是电池级碳酸锂[3]。

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大以及循环寿命长等优点，已经被广泛应用于各种便携式电子设备以及电动汽车等领域。然而，锂资源的稀缺性以及成本问题制约了锂离子电池在大规模储能系统中的应用。相对于锂而言，锌元素在地壳中的分布广泛、储量丰富，使得锌离子电池具有明显的资源优势以及价格优势。然而，带有多价态电子的锌离子在正极材料中嵌脱缓慢，动力学性能较差，严重影响了电池的比容量、循环稳定性和倍率性能。因此，仍需开发新型高性能正极材料。

电化学阻抗谱（EIS）是一个强大的技术，它使用一个小振幅交流电信号去探测电解池的阻抗特征。交流信号在大频率范围扫描以产生一个测试中电化学电解池的阻抗谱。EIS与直流电技术的区别在于它可以对发生在电化学电解池的电容性，电感性和扩散过程进行研究。EIS背后的理论比直流技术更加复杂，所以建议您在入门前先对基本原理有一个基础的了解。EIS有深远的应用包括涂层，电池，燃料电池，光伏，传感器和生物化学。这个指南将集中于EIS技术在涂覆铝面板腐蚀性能分析方面的应用。 先知道一些关于被调查的电化学系统的知识也是很有帮助的。有了对系统的基本了解，就可以知道电化学工作站是否能够收集所需的信息且收集到的数据是否满足精度要求。

本期将通过大连化学物理研究所催化基础国家重点实验汪国雄研究员和包信和院士团队在Advanced Materials杂志上发表的文章进一步介绍HF5000原位二次电子的应用，该工作通过原位实验及理论计算等方法揭示了固体氧化物电解池钙钛矿电极可逆溶出/溶解机制。

全固态电池由于其具有高能量密度和高安全性能，被认为是具有潜力的下一代电池体系。然而，全固态电池仍有许多挑战亟待解决。其中界面问题（包括界面不匹配、界面副反应和界面空间电荷效应）是影响全固态电池性能的主要因素之一。有效地解决界面问题是攻克全固态电池难关的重中之重。界面修饰及改性是被广泛报道改善界面问题的重要途径。其中，制备界面层材料的技术及界面层材料的性质将是界面层稳定性的决定因素。ALD/MLD技术有望在固态电池界面修饰及改性上扮演重要的角色，包括界面改性材料的制备(图4A)，固态电解质的制备(图4B)，ALD界面材料用于阻隔电与固态电解质副反应(图4C)，改善固态电解质与金属锂的润湿性(图4D)，保护金属负(图4E)以及薄膜/三维固态电池的制备(图4F)等。ALD/MLD有望解决全固态电池的界面问题，满足人们对于高安全性以及高能量密度电池的需求，成为下一代电池的有力竞争者。孙教授团队对近几年ALD/MLD技术在固态电池中的应用作以归纳、总结与分析,并对ALD/MLD在固态电池中的应用作以展望相关工作发表在2018年的Joule上(DOI: 10.1016/j.joule.2018.11.012)。

Autolab PGSTAT 鄄30 型电化学系统(Eco Echemine BV 公司, 荷兰), Model 616 型旋转圆盘电极(Pine 公司, 美国)为直径3 mm 的玻碳电极. 电化学实验采用三电极体系, 圆盘电极为工作电极, 大面积铂电极为辅助电极, 参比电极为饱和甘汞电极(SCE), 文中的电位值均相对SCE. 十二烷基三甲基溴化铵(C12H25N(CH3)3Br, 上海源聚生物科技有限公司), 所用试剂均为分析纯, 溶液均为二次蒸馏水配制. 1.2 实验方法 实验前, 首先对玻碳电极进行如下预处理: 依次用5# 金相砂纸, 0.5 滋m 的Al2O3 抛光粉抛光, 用二次蒸馏水冲洗, 然后浸于丙酮中超声波清洗, 在 0.5 mol•L-1 H2SO4 溶液中-0.2 -0.9V 电位范围内进行循环伏安扫描活化60 个循环, 扫描速率为50 mV•s-1. 以0.1 mol•L-1 Na2SO4 为支持电解质, 0.1 mol•L-1 H2SO4 和0.1 mol•L-1 NaOH 用于调节溶液的pH 值. 所有实验均在室温下进行. 2 结果与讨论 2.1 DTAB 对氧还原的促进作用 图1 为氧在旋转圆盘玻碳电极上, 以1600r•m-1 的转速及5 mV•s-1 的扫描速率, 得到的线性电位扫描图. 图中曲线(a) 是在不含DTAB 的溶液中通N2 除氧后的线性扫描伏安曲线, 可以看出, 在较正的电位范围内没有出现氧的还原峰, 且反应电流值较低, 在负于-0.7V 后, 才出现析氢电流; （转载自 维普资讯，全文链接：http://www.cqvip.com/qk/92644X/200804/27101369.html）

　提出了一种在多孔阳极氧化铝PAA (porous anodic alumina)模板中直流电沉积镍纳米线的新方法。以PAA模板为阴极,在氯化钾溶液中通过电解腐蚀阻挡层,利用极化曲线研究了PAA模板中氢离子和镍离子的电化学行为。用扫描电镜表征了PAA、镍纳米线的形貌;用X射线衍射表征了纳米线的结构。结果表明,腐蚀阻挡层后的PAA伏安图上出现1个阳极氧化峰,镍离子在PAA模板中于- 110 V发生电沉积。扫描电镜显示镍纳米线直径为70～80 nm,与PAA的孔径相符。XRD表征证明了所制得的纳米线阵列为(111)取向的面心立方结构镍。通过电解腐蚀阻挡层后,能够直接在PAA中使用直流电沉积镍纳米材料。

米托蒽醌(MTX)在0. 2 mol /L B2R缓冲溶液(pH = 1. 5)中循环伏安扫描时,在金电极上会产生一个灵敏的氧化峰P1 (峰电位为1. 087 V)和两个灵敏的还原峰P2 (峰电位为0. 817 V) 、P3 (峰电位为0. 764 V) 。P1 峰电流值与MTX浓度在1. 0 ×10 - 9 ～1. 0 ×10 - 6 mol/L 范围内呈良好的线性关系; 其检出限可达5. 6 ×10 - 10 mol/L。本研究优化了测定米托蒽醌的最佳实验条件,建立了可灵敏测定米托蒽醌的新方法; 同时对米托蒽醌在金电极上的电化学行为进行了较为详细的研究。

　利用多孔阳极氧化铝作模板,用化学修饰方法在铝基体上制备了纳米铁氰化镍修饰电极。研究了修饰电极的电化学特征及其电催化氧化抗坏血酸的行为。结果表明,纳米铁氰化镍修饰铝电极的循环伏安图上呈现一对可逆氧化还原峰。检测抗坏血酸,纳米铁氰化镍修饰铝电极比铁氰化镍修饰铝电极有更高的灵敏 度。用安培法测定抗坏血酸,线性范围为1 ×10 - 6 ～1. 5 ×10 - 2 mol/L,检出限为2. 4 ×10 - 7 mol/L。本方法应用于实际样品中抗坏血酸的检测,结果令人满意。

　探讨利用微分脉冲伏安技术测定全血中尿酸的电化学分析方法。方法　玻碳电极在1mol/ L NaOH 溶液中活化,用循环伏安法研究尿酸在活化玻碳电极上的氧化还原特性,用微分脉冲伏安法直接测定尿酸的含量。结果　在0. 1 mol/ L 的醋酸缓冲溶液中(pH5. 0) ,尿酸在活化玻碳电极上于0. 484 V处产生一个灵敏的氧化峰。微分脉冲伏安法测定其氧化峰电流与尿酸的浓度在5. 0 ×10- 6～2. 0 ×10 - 4mol/ L 范围内呈良好的线性关系,相关系数为0. 9989 ,检出限为1. 0 ×10 - 6 mol/ L 。能在抗坏血酸存在下同时测定尿酸。结论　方法操作简单方便,重现性较好,用于人血中尿酸的测定,结果令人满意。

　以化学氧化法制备了膨胀石墨,再以石蜡作为粘合剂制备了膨胀石墨电极,该电极兼备电化学传感器和富集待测物分子,缩短传质过程时间的特点。优化了测定条件,在此基础上建立了一种直接测定色氨酸的电分析方法。结果表明:在0. 02～0. 12 mmol/L范围内,电极响应与色氨酸浓度呈良好的线性关系,检出限 为2. 0 ×10 - 7 mol/L, RSD为2. 4%。该电极具有良好的选择性,除酪氨酸外,浓度高达5. 0 mmol/L (色氨酸浓度的100倍)的其它8种氨基酸在电极上均没有可测的响应。用该电极测定了医用氨基酸注射液中色氨酸的含量,结果与标称值相符。对色氨酸在膨胀石墨电极表面的富集原因和反应机理进行了初步探讨。

以多孔阳极氧化铝作电极活性物质的支撑体，制备了一种新型的普鲁士蓝薄膜电极。制备过程包括纯铝片在草酸溶液中阳极氧化成多孔阳极氧化铝，电化学法去多孔阳极氧化铝的阻挡层，磷酸中扩孔，无电沉积一层钯，再在孔中 组装普鲁士蓝。用扫描电镜对支撑体和电极表面形貌进行了表征，用循环伏安法对电极进行了电化学研究。结果表明，这种支撑体孔隙率大于65％，组装的普鲁士蓝(P B )薄膜电极在－0.2～0.6 V 和0.6～1.2 V 两个电位窗口内呈现两对稳定的可逆峰，由这种薄膜电极组成的微型P B 薄膜蓄电池，容量达到65 m C /cm 2，表现出良好的充放电性能。

超级电容的应用越来越重要。本文使用电化学技术对改进超级电容的性能进行了系统研究。 关键词： Activated carbon; Intercalation; Electrochemical properties

用塔菲尔曲线、线性扫描伏安法、交流阻抗、恒电流放电等方法,研究了在4mol/L KOH溶液中,添加剂K2 MnO4对四种纯铝阳极(99.999%、99.99%、99.82%、99.5%)电化学性能的影响,结果表明:K2 MnO4能够提高铝阳极的电荷传递电阻(Rt)、抑制析氢腐蚀,同时提高其电活化性能(如降低极化、开路电位负移、放电性能提高),特别是对工业纯铝(99.5%)的活化性能改善很大;此外,K2MnO4的最佳浓度为0.8mmol/L。 关键词:铝阳极;添加剂;K2MnO4;电化学性能 中图分类号:TG172.6　　　文献标识码:A　　　文章编号:10052748X(2005)1020422203

用塔菲尔曲线外推法、循环伏安法以及充放电法分别研究了锌多晶体电极、锌单晶体(002)晶面电极和(100)晶面电极在610 mol/L的KOH溶液中的电化学行为。结果表明:在610 mol/L的KOH溶液中,锌多晶体电极、锌单晶体(002)晶 面电极和(100)晶面电极的腐蚀速度依次减小;锌单晶体电极可逆性更优;充放电循环过程中,在锌多晶体电极表面比锌单晶体电极表面更易生长枝晶。 关键词:锌单晶体电极;　碱性溶液;　腐蚀;　循环伏安;　枝晶 中图分类号:TM91013　　文献标识码:A　　文章编号:1001-1579(2004)06-0399-02

用电化学测试法分别考察了“羧甲基纤维素钠(CMC) + 4 mol/ L KOH”和“聚丙烯酸(PAA) + 4 mol/ L KOH”胶体电解质对铝阳极的电化学性能影响。结果表明:铝在215 %PAA 胶体电解质中的电化学性能比在CMC 胶体电解质中的好;在 215 %PAA 胶体电解质中分别添加0150 mmol/ L Na2SnO3 、0105 mmol/ L HgCl2 和0180 mmol/ L K2MnO4 ,对铝的缓蚀、活化作用都有所改善,效果最好的是Na2SnO3 ,K2MnO4 次之。

用电化学方法研究了Al( 99.999%~99.5% ) 在4 mol/L KOH 溶液中的阳极行为, 结果表明: 杂质(Fe,Si,Cu)含量递增, 铝的传递电阻变小、腐蚀速度增大, 达到稳定开路电位所需时间延长, 但50 ℃时商业铝Al 99.82% 的极化程度最小, 在- 1.224 V 下有400 mA/cm2 大电流产生; 温度升高而铝阳极的活化作用随之增强, 但腐蚀也加剧; 铝电极在5 mmol/L Na2SnO3 +4 mol/L KOH 中的浸泡时间为20 min 较适合; 添加剂Na2SnO3 对铝的腐蚀抑制、电化学性能改善都产生有利影响, 其最佳浓度为5 mmol/L。

用塔菲尔曲线、线性扫描伏安法、交流阻抗、恒电流放电等方法,研究了在4mol/ L KOH 溶液中,添加剂K2MnO4 对四种纯铝阳极(99. 999 %、99. 99 %、99. 82 %、99. 5 %) 电化学性能的影响,结果表明: K2MnO4 能够提高 铝阳极的电荷传递电阻( Rt ) 、抑制析氢腐蚀,同时提高其电活化性能(如降低极化、开路电位负移、放电性能提高) ,特别是对工业纯铝(99. 5 %) 的活化性能改善很大;此外,K2MnO4 的最佳浓度为0. 8mmol/ L 。

使用气相硅，CPEs展示了高的电导特性，机械强度和锂稳定的界面 ， 气相硅的表面集团决定了CPE的力学性能,同时低分子量的 PEO 和锂盐决定了离子的传导特性,CPEs表明了作为新一代锂电池电解液的优点.