50篇文献聚焦腐植酸电池应用研究——7月1日《铅酸蓄电池用腐植酸》(HG/T 3589-2023)标准已正式施行
2024-07-154
50篇文献聚焦腐植酸电池应用研究
——7月1日《铅酸蓄电池用腐植酸》(HG/T 3589-2023)标准已正式施行
2024年7月1日，《铅酸蓄电池用腐植酸》(HG/T 3589-2023)标准已正式施行。腐植酸作为电池负极有机添加剂，在提高蓄电池电容量和起动性能，抑制活性物质在循环使用中的钝化、收缩和结块，延长使用寿命等方面具有独特的优势。现将2000-2024年50篇腐植酸在蓄电池中应用的文献成果集结于后，分享给大家。1、海装驻青岛地区第二军事代表室陈宪刚等对比分析了木素A、腐植酸和乙炔黑对电池初期容量、低温容量及低温充电接受能力的影响。结果表明：木素A与腐植酸热分解峰温度不同，木素A、腐植酸和乙炔黑的微观形貌也不同。结合木素A、腐植酸和乙炔黑的作用机理，猜测可能它们对电池低温性能影响程度不同。不同添加剂配比下的负极活性物质微观晶貌、孔径等没有太大差异。木素A、腐植酸、乙炔黑均能够提高电池初期容量、低温容量和低温充电接受能力，但是相对来说木素A的影响程度较大，而且其添加量越多，电池初期容量、低温容量及低温充电接受能力越好。[来源：《蓄电池》，2024(3)：121～126，136]
2、昆明理工大学环境科学与工程学院王昌鲁等利用腐植酸(HA)与具有较强电容性的纳米Fe3O4颗粒形成的金属化合物(HA@Fe3O4)修饰微生物燃料电池(MFC)阳极，探究含有以17α-乙炔基雌二醇(EE2)为代表性类固醇雌激素(SEs)的模拟废水在MFC阳极的降解特性，并对EE2降解过程中MFC的产电特性进行了表征。电化学交流阻抗测试结果表明，与不存在HA@Fe3O4的MFC相比，存在HA@Fe3O4的MFC的欧姆阻抗降低了79.58%，电荷转移阻抗降低了89.60%。循环伏安扫描结果显示，HA@Fe3O4的存在显著增加了阳极板的电容。HA@Fe3O4修饰阳极后MFC最大功率密度可达537.37mW/m2。HA@Fe3O4修饰的阳极可显著提高MFC对EE2的去除率，EE2在低浓度下(≤5.0μmol/L)可以介导电子转移，提高MFC的产电性能，进而提高MFC去除EE2的能力，但高浓度(5.0～10.0μmol/L)时会抑制微生物的活性并降低MFC产电效率。[来源：《精细化工》，2024(1)：166～173，194]
3、陕西凌云蓄电池有限公司刁涵等通过研究硫酸钡、炭黑、木素磺酸钠等负极膨胀剂对起动用蓄电池循环耐久性能的影响，发现负极膨胀剂对蓄电池循环耐久能力(Ⅳ)的影响较大。采用磺化度较低的木素磺酸钠、以及比表面积较高的炭黑的蓄电池有较高的循环耐久能力(Ⅳ)。在木素磺酸钠配方的基础上添加一定量的腐植酸可提高蓄电池的循环耐久能力(Ⅳ)；负极膨胀剂对蓄电池充电接受能力和循环耐久能力(Ⅰ)的影响趋势是一致的。[来源：《蓄电池》，2023(3)：113～116，150]
4、石家庄铁道大学常丽瑶选用腐植酸(HA)与羧甲基壳聚糖(CCTs)进行交联形成复合粘结剂，研究了二者的质量比(1：2、1：1和2：1)对富锂锰基正极(LRNCM)性能的影响及改性机理。研究发现：当水性复合粘结剂HA与CCTs的质量比为1：1时，电极在0.5C倍率下的首周放电比容量为239.62mAh/g，经过200周循环后容量保持率达到82.79%。该电极还表现出优秀的倍率性能，在5C高倍率下的放电比容量分别为113.45mAh/g。与传统PVDF粘结剂构建的电极相比，HA/CCTs复合粘结剂有效地提高了电极的循环性能和倍率性能，增强了电极体系的导电性和机械性能。[来源：石家庄铁道大学硕士学位论文，2023]
5、贵州大学李宏萍研究了腐植酸基多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用。结果表明：黄腐酸基多孔炭(X-HPCFs)的最佳制备条件为：氧化比(H2O2/FA)为3，碱炭比(KOH/FA)为1.4，活化温度800℃。OAHPCF的比表面积为3362m2/g，总孔容为2.23cm3/g，介孔比为67.77%。OAHPCF电极在三电极体系中，电解质为6M KOH，电流密度为0.2A/g时，比电容为453F/g。电流密度从0.2A/g增至5A/g时，OAHPCF的比电容保持率为68.76%；在20m V/s的扫描速率下，赝电容贡献占总电容的32%；经过5000次的充放电循环后，其比电容衰减为初始值的86.80%。综上，FA比HA更适于作碳源制备多孔炭材料用于超级电容器。 [来源：贵州大学硕士学位论文，2022]
6、聊城大学杨慧倩采用微波水热联用后续煅烧法制备了SnO2/C/G三元负极材料，并对其结构、形貌和电化学性能进行了系统研究。结果表明：腐植酸的加入不仅促进了SnO2纳米粒子的均匀分散，并且引入了氮元素提高了材料的反应性和电导率。电化学测试表明，与二元体系相比，SnO2/C/G阳极复合材料在充放电循环过程中表现出较高的保留容量，这是由于SnO2/C/G具有良好的分散状态和导电性。在0.5A/g的电流密度下，SnO2/C/G阳极的可逆比容量在500次循环后可保持在627.6mA/h。采用同样的制备方法得到CuO/CNT/G三元复合材料，并将其作为锂离子电池负极材料。在0.1A/g和0.5A/g的电流密度下，分别表现出1000.2mA/h和632mA/h高可逆比容量。腐植酸的参与促进了花状CuO的形成，还提供了可以提高碳的电子导电性和加速碳材料的电子传递的氮原子。[来源：聊城大学硕士学位论文，2022]
7、河南理工大学李媛媛以黄腐酸钾(FAK)为前驱体，通过直接炭化法合成了N?O?S共掺杂的超级电容器电极用多孔炭，考察了炭化温度对多孔炭的孔结构、杂原子组成和石墨化度的影响，并研究了杂原子迁移对其微结构演变的影响。研究结果表明：①含O基团(O?I/O?II)从FAKC-700到FAKC-800经历了相对较快的分解，与中孔的演化密切相关；N含量从FAKC-800到FAKC-900显著降低，主要由于N?6/N?5的分解，导致微孔孔容显著增加。②FAKC-800电极具有相对较大的比电容；FAKC-900由于具有更高的中孔率和导电性，表现出优异的倍率性能，其在三电极和两电极体系中的电容保持率分别达到76.7%(从0.5A/g到100A/g)和82.1%(从0.25A/g到10A/g)。基于FAKC-900电极的对称超级电容器在离子液体电解液中可以提供的能量密度高达34.1Wh/kg(功率密度为217.5W/kg)。③FAKC-900对KOH电解液的表面润湿性比FAKC-800更好，表明结构缺陷对炭电极材料表面润湿性的影响比表面官能团更大。[来源：河南理工大学硕士学位论文，2022]
8、西安科技大学贺凡研究了腐植酸片基ZIFs衍生掺氮碳骨架材料的制备与电化学性能。以HA-Na为基底，Co2+、Fe2+为金属离子，MIM为有机配体，水热法合成层状HA-CoFe-ZIF模板。通过低温热解合成了由碳纳米管和石墨烯层片组装的掺氮碳骨架材料NCS-2。NCS-2-650主要由石墨化C组成，掺入的9.5at%的氮主要以吡咯型N和吡啶型N的形式存在。具有丰富的介孔结构，BET 比表面为427m2/g，平均孔径为3.14nm。有着高的比电容、优异的倍率特性和循环稳定性，1A/g时的比电容为324F/g，100A/g时为160F/g；循环5000次和10000次后，NCS-2-650材料的电容保留率分别为96%和87%。组装的非对称超级电容器NCS-2-650//AC，1A/g下的比电容为76F/g，在411W/kg的功率密度下具有13.5Wh/kg的能量密度，且循环5000次后电容保持率为85%。[来源：西安科技大学硕士学位论文，2021]
9、新疆农业大学刘涛研究了有机固废调控制备腐植酸钾和功能碳材料及其超级电容器性能。①以城市污泥为原料焙烧制取的腐植酸钾碳材料HA-K-650-M-Q在0.5A/g的电流密度下，其比电容达到492F/g。在10A/g下循环10000次后，电容保持率为87%。在1298W/kg的功率密度下，能量密度达到40.37Wh/kg。②以废弃橘子皮为前驱体，采用加碱水热制备腐植酸钾，进一步制备成碳材料 DOP-700-250-1，在0.5A/g的电流密度下，其比电容达到276F/g。[来源：新疆农业大学硕士学位论文，2021] 10、天津大学王睿研究了黄腐植酸基炭材料制备及储钾性能。试验采用软硬炭复合措施并结合熔盐模板法制备黄腐酸-沥青基材料。所得材料具有比表面积大、层间距大、纳米孔道和缺陷丰富等特点，这不仅在一定程度上缓解了体积膨胀，还增大了钾离子的传输动力学特性，增加了储钾活性位点，显著提升了材料的储钾性能。该方法获得的材料展现出400.4mAh/g的比容量。甚至在1A/g的电流密度下循环1000周，容量仍保持在128.4mAh/g，容量保持率可达到78%，极大地改善了其循环稳定性。这为新型钾离子电池负极材料的开发提供了实验数据和理论分析。[来源：天津大学硕士学位论文，2021] 11、中国矿业大学袁鑫研究了腐植酸基多孔碳材料的制备及其超级电容器性能研究。结果表明：常温下将NHA与F127机械搅拌混合，浇筑在培养皿上干燥实现水相自组装，500 °C碳化后获得腐植酸基介孔碳材料CF0，比表面积达462.79m2/g，发达的介孔结构为其大倍率性能奠定了基础，活化后材料CF3比表面积达2101.58m2/g，三电极体系电流密度为0.5A/g时比电容达到397.14F/g，50A/g时比电容达274.18F/g，将其制备为纽扣型电容器循环5000圈比电容保持率为96.4%，表现出极其优异的电化学性能。[来源：中国矿业大学硕士学位论文，2021] 12、河南理工大学王振帅以绿色、可再生的生化黄腐植酸为碳质前驱体，膨胀蛭石为模板，采用空间限域炭化法制备具有高比表面积(642m2/g)和较高总孔容(0.537cm3/g)的腐植酸基多孔炭纳米片FA-PCNSs。该纳米片由十几层的石墨烯片有序堆叠而成，厚度为4.889nm，具有大孔、中孔、微孔组成的层次孔结构和丰富的含氧/氮官能团。用于锂离子电池负极材料时展现出卓越的储锂性能，在0.05A/g的电流密度下，可逆容量高达983mAh/g，在5A/g超高电流密度下，仍能维持235mAh/g的可逆容量，经过300次循环后，FA-PCNSs仍能在5A/g超高电流密度下以99.95%的库伦效率维持174mAh/g的可逆容量，表现出较高的可逆容量、优异的倍率性能和长循环性能。[来源：河南理工大学硕士学位论文，2021] 13、安徽农业大学杨玉蓉研究了微生物燃料电池对磺胺类抗生素的降解特性及其机理。结果表明：加入一定量的腐植酸储备液使其初始浓度分别为5、15、30、60mg/L，初始磺胺间甲氧嘧啶(SMM)浓度为10mg/L，试验菌种为S.putrefaciens，阳极材料为碳毡。微生物燃料电池(MFCs)运行第3d时SMM的降解基本趋于平缓，且随着添加腐植酸浓度增大，SMM的去除率随之增大；随着初始腐植酸浓度的增加，SMM的降解率分别为69.7%、73.9%、79.9%、80.9%。结果表明，添加一定浓度的腐植酸能促进MFCs体系中SMM的去除，但当腐植酸的初始浓度从30mg/L增加到60mg/L时，对SMM的去除影响不大。[来源：安徽农业大学硕士学位论文，2020] 14、新疆大学梁小玉以腐植酸钾替代价格相对高的油酸钠作为碳源，合成纳米结构的Fe3O4颗粒镶嵌在碳膜上的二维纳米复合物。对合成的立方体Fe3O4/C纳米复合物进行系统的电化学性能测试后发现，碳和Fe3O4结合后发生的协同作用可以使材料拥有高的比容量和良好的倍率性。当把它应用到锂离子电池负极时，在0.5A/g的充电-放电过程中，Fe3O4/C-750纳米片在第一圈的放电过程中有一个高达762.7mAh/g的储锂容量，充电时的可逆容量为747.3mAh/g，初次库伦效率可以高达98%；而在测试倍率性能时，随着电流密度从100mA/g增大到2000mA/g，Fe3O4/C-750电极材料的容量逐渐从477mAh/g降低到248mAh/g，当电流密度再返回到100mA/g时，其容量还可以达到289mAh/g。这个结果表明，产物有高的可逆容量、高的首次库伦效率、还有明显增强的循环和倍率性能。最后，将样品应用到超级电容器电极材料时，样品Fe3O4/C-750电极在500mA/g时的电容有265.6F/g。[来源：新疆大学硕士学位论文，2020]15、西安科技大学杨娜娜以腐植酸钠层片(HA-Na)为载体，Ni2+(或Co2+)为中心离子，BPDC为配体，采用水热法成功制备了高复合度、高电容性能的HA-NiCo-BPDC复合材料。确定了复合材料的最佳制备工艺为：腐植酸盐含量为0.941g HA-Na/g BPDC，[(Ni2+)+Co2+]/BPDC摩尔比为3：1，Ni2+/Co2+原子比为1：1，反应温度和时间分别为190℃和12h。在HA-NiCo-BPDC复合材料中，NiCo-BPDC纳米片以花状组装体负载在腐植酸盐层片表面。HA-NiCo-BPDC(1：1)复合材料在2M KOH电解液中具有高比容(5A/g时762F/g，100A/g时410F/g)，高倍率特性(电流密度从0.5A/g到25A/g时，电容保持率为74%)，低内阻和电荷转移电阻的特征。组装的HA-NiCo-BPDC//rGO非对称超级电容器，在2A/g时具有101F/g的高比电容，可在1.4V的宽电势窗口下工作，具有良好的循环稳定性(5000次循环后容量保持率86%)和高的能量密度(在功率密度为352W/kg时能量密度为31.3Wh/kg)。[来源：西安科技大学硕士学位论文，2020]16、山东大学秦佳丽在氮气气氛下高温烧结黄腐酸和钛酸锌锂的混合物，得到表面包覆突起状碳层的钛酸锌锂负极，该结构能够同时得到高的电子电导率和离子电导率，并且碳在提高钛酸锌锂导电性的同时实现了 N和S的共掺杂。实验结果表明：当黄腐酸量为28wt%，煅烧温度为800℃时，得到的材料首次效率达到88%，在0.1、0.2、0.4、0.8和1.6A/g电流密度下分别具有191、179.4、165.4、157.1、143.5mAh/g 的放电容量，且在0.5A/g电流密度下循环1000次能够得到215.3mAh/g的容量，经过改性，钛酸锌锂电化学性能得到明显改善。根据表征分析，黄腐酸在该条件下除了可实现N和S的共掺杂，在800℃烧结温度下能够得到一定的(NO3)-并降低(SO4)2-的作用，有利于进一步提高离子电导率，提高了钛酸锌锂的综合电化学性能。[来源：山东大学硕士学位论文，2020]17、骆驼集团蓄电池研究院有限公司李斌等在有机膨胀剂总添加量为0.2%，并保证电池水损耗性能的基础上，木素与腐植酸的质量比设定为1:1可以将有机膨胀剂对电池充电接受能力的影响降至最低。采用正交实验的方法确定了电池充电接受能力最优的内化成生产工艺：电解液密度为1.20g/cm3，浸酸1h，并控制化成温度为60℃。电池电解液中硫酸物质的量与活性物质的物质的量比值在2.0～4.5之间时，电池的充电接受能力随酸量的增加而下降。[来源：《蓄电池》，2020(5)：240～242]18、华中科技大学吴大贝腐植酸钠(Na2HA)与还原氧化石墨烯(r GO)复合，研究其电子导电性能。结果表明：Na2HA/r GO作为钠离子电池负极材料，在电流密度100mA/g下，在100次充放电循环后放电比容量稳定在176mAh/g；在500mA/g大电流密度下，容量保持率在2000次充放电循环后高达92%，展现出非常出色的大倍率循环性能。此外，非原位的FT-IR，光电子能谱(XPS)测试结果初步揭示其储钠机理，并结合密度泛函理论计算(DFT)验证其储钠的可逆性。[来源：华中科技大学博士学位论文，2019]19、昆明理工大学付亘探究腐植酸具有的电子穿梭能力在微生物燃料电池(MFC)中的应用潜能。结果表明：①腐植酸的电子穿梭能力极大地提高了电活性微生物与阳极之间的电子传递效率，其中6.67%的腐植酸掺杂阳极组微生物燃料电池，其最大产电功率密度比空白组增大了107%；而最优比例(6.67%)的HA@Fe3O4掺杂的阳极组则进一步提高了最大产电功率密度至1487.06mW/m2，其相较于空白组增大154%。②HA或HA@Fe3O4掺杂阳极组与空白组相比，都极大程度地降低了电极反应的活化损失能，提高了掺杂阳极的稳定性；另外，掺杂阳极组具有比空白组更小的电荷传递阻抗，这促进了电活性微生物放电子效率的提高，且增强了其催化降解底物的水平。③循环伏安结果发现HA或HA@Fe3O4掺杂阳极都与细胞色素C之间建立了较好的导电传电子通路，但HA@Fe3O4与微生物之间的作用关系更强，其循环伏安扫描得到的氧化峰电流更大，表明纳米四氧化三铁的加入促进了腐植酸介导电子向阳极传递的过程速率。④生物多样性研究发现掺杂阳极与未掺杂阳极在表面富集的微生物种类上存在较大差异，HA或HA@Fe3O4掺杂阳极的确影响了阳极表面的微生物种群，但后者掺杂阳极表面检测到的微生物多样性要大于前者，且其阳极表面观察到的生物膜致密度明显更大。[来源：昆明理工大学硕士学位论文，2019] 20、天津大学贾敏研究了腐植酸基多孔碳的制备及其碳基双电层电容器(EDLCs)性能。试验以风化煤基腐植酸(LHA)为前驱体，通过水热碳化、KOH活化制备多孔碳。水热碳化结合KOH活化主要提高了材料的碳收率，调控材料的形貌和孔道结构。水热温度为150°C时，最终得到的多孔碳在6mol/L KOH水系电解液中表现出了良好的EDLC性能。在0.05A/g时，容量为287.8F/g，倍率性能(C100/0.05)高达72.4%；在10A/g时，经过20000次循环，容量保持率高达99.2%；在100A/g时，能量密度可达7.23Wh/kg。[来源：天津大学硕士学位论文，2018]21、天津大学赵品一研究了聚丙烯腈/黄腐酸复合炭纳米纤维电极的储钠性能。结果表明：聚丙烯腈/黄腐酸复合炭纳米纤维中引入了更多的孔结构/缺陷。这增大了储钠容量，并提升了电池的倍率/循环性能。聚丙烯腈/黄腐酸复合炭纳米纤维(含30wt%黄腐酸)在1300℃炭化处理后，可逆储钠容量可达261.3mAh/g(电流密度：0.02A/g，首次库伦效率为69.6%)；倍率性能(在1A/g下可达81.7mAh/g)；循环性能(在0.1A/g下循环100次后容量是249.6mAh/g)。[来源：天津大学硕士学位论文，2017]22、新疆大学耿芹以腐植酸钾为炭源制备MoS2/C复合纳米材料，研究其电化学性能。研究结果表明：700℃焙烧得到的MoS2/C表现出了最佳的循环稳定性和倍率性能，它在电流密度为100mA/g的条件下循环50圈之后，电化学容量依然能够保持在554.9mAh/g。[来源：新疆大学硕士学位论文，2017]23、天津大学马玉柱以纯化后的风化煤系黄腐酸(LFA)为前驱体，采用简单的溶剂蒸发法制备了炭微球，通过碱活化法制备了球形活性炭，通过改变碱炭比调控其孔道的分布，同时比较了球形活性炭和粉末状活性炭在电化学行为上的差异。结果发现：球形活性炭在导电性和孔道结构分布方面均优于粉末状活性炭，并表现出了优异电化学性能。在6M KOH水系电解液中，当电流密度为0.05A/g时，具有多孔芯结构的球形活性炭(PCM)电极的比电容可达到320F/g，当电流密度增加到100A/g时，其容量仍可保持在193F/g，说明球形活性炭作为电容器电极材料具有优异的倍率性能。在1M TEABF4/PC电解夜中，PCM样品的比电容可达到156F/g，并且具有39.50Wh/kg的能量密度，此外，当功率密度上升到5880W/kg时，其能量密度仍可维持在22.05Wh/kg。球形活性炭优秀的结构和高性能之间的平衡性，成为了一种具有竞争力的超级电容器电极材料。实验发现，球形纳米颗粒(PCAs2)可以有效的减小离子传输的距离，同时其稳定的骨架结构也进一步提升了电极材料的循环稳定性。在6M KOH水系电解液中，当电流密度为50mA/g时，PCAs2电极的比容量可高达368F/g，在100A/g的电流密度下循环10000次后，其电极的容量保持率为98.4%，体现了PCAs2电极优异的循环稳定性。[来源：天津大学硕士学位论文，2017] 24、哈尔滨工业大学化工学院黄镔等研究了负极添加剂木素、腐植酸、硫酸钡、炭黑对铅酸蓄电池低温性能的影响。结果表明：提高腐植酸和硫酸钡的添加量，能够提高铅酸蓄电池的低温容量及低温大电流放电性能，但在一定程度上会降低电池的充电接受能力。[来源：《蓄电池》，2017(1)：23～26，30]25、哈尔滨工业大学舒红群研究了添加剂对动力铅酸蓄电池低温性能影响。结果表明：在蓄电池负极活性物中添加腐植酸后，电池常温放电时间为132～135min，常温检测容量无明显变化，低温-10℃电池的放电时间为105～107min，其变化也比较小。从整体上看，负极活性物质中添加腐植酸后，动力铅酸蓄电池的常温、低温放电时间均稍有增加。当动力铅酸蓄电池的负极活性物质中添加腐植酸的比例为0.3wt%时，常温放电时间为135min，低温-10℃放电时间为107min，常温放电时间、低温-10℃的放电时间均达到最大，通过以上数据表明，负极添加腐植酸可以明显提升电池的放点容量，添加量也对于其性能有较大影响，添加比例为0.3wt%时的负极材料应用于动力铅酸蓄电池时，表现了最优的放电性能。[来源：哈尔滨工业大学硕士学位论文，2016]26、哈尔滨工业大学马洪涛用HRPSo C循环性能表现最优的导电碳黑(CC)碳材料与硫酸钡、木质素、腐植酸，设计有交互作用的两水平四因素的正交试验(L8(27))，在不同放电倍率性能测试下和HRPSo C循环性能测试，硫酸钡与木质素、硫酸钡与腐植酸存在的协同作用。测试结果表明，高倍率放电(4C1和3C1)与低倍率放电(2C1、1C1、0.5C1、0.25C1、C20)的配方是不一样的。而HRPSo C循环性能最优配方为硫酸钡为2.00wt%、木质素为0.20wt%、腐植酸为0.20wt%、碳材料为1.00 wt%。并证明硫酸钡与木质素、硫酸钡与腐植酸存在着交互作用关系。[来源：哈尔滨工业大学硕士学位论文，2016]27、河北师范大学化学与材料科学学院赵婧等研究了三种腐植酸对铅酸电池负极板电化学性能的影响。在铅酸蓄电池负极中，分别添加了质量分数相同的三种腐植酸制备出不同腐植酸掺杂的负极板，并将其与常规的铅酸电池正极板组装成小电池。在对组装的小电池进行电化学测试的基础上，利用红外、X射线衍射、电子扫描电镜等技术对得到的三种负极材料进行了表征。研究结果表明：不同种类的腐植酸具有不同的形貌，其将显著影响铅酸电池的容量。一般含有更多羟基的腐植酸所对应的铅酸电池具有较高的放电容量。[来源：《蓄电池》，2016(2)：55～58，100]28、山西师范大学王少洁研究了蓄电池负极添加剂电化学行为。结果表明：把腐植酸制成腐植酸钠后，无论以液体形式加入还是以固体颗粒形式加入都会降低电池的充放电性能。①添加腐植酸钠液体的7号电池(木素磺酸钠0.025g+乙炔炭黑0.1g+硫酸钡0.2g+腐植酸钠2.5mL)充放电性能没1号(木素磺酸钠0.025g+乙炔炭黑0.1g+硫酸钡0.2g+腐植酸0.125g)的好，尤其是充电性能明显降低。7号电池与1号相比：1mv/s小电流放电容量降低10.29％，10mv/s大电流放电容量降低7.63%，1mv/s小电流充电容量降低39.96%，10mv/s大电流充电容量降低42.08%。②添加腐植酸钠固体的8号(木素磺酸钠0.025g+乙炔炭黑0.1g+硫酸钡0.2g+腐植酸钠0.247g)的电极与1号添加腐植酸的电极相比：1mv/s小电流放电容量降低25.88％，10mv/s大电流放电容量降低37.25%，1mv/s小电流充电容量降低53.64%，10mv/s大电流充电容量 降低67.77%。[来源：山西师范大学硕士学位论文，2015]29、河南理工大学张亚飞研究了腐植酸基层次孔炭电极材料的制备及电化学性能。结果表明：腐植酸基层次孔炭电极具有很好的电容特性，在水系电解液和有机电解液中比电容最大可分别达到189和118F/g。同时，电极具有很好的倍率性能和循环性能。利用乙醇的还原性将高锰酸钾还原并均匀负载在腐植酸基层次孔炭上，制备的层次孔炭/MnO2复合材料仍然保持着层次孔结构。制备成电极时，比电容得到很大的提高，具有很好的电化学性能。[来源：河南理工大学硕士学位论文，2015]30、大连理工大学孙宇良比较了在不同Cr(Ⅵ)浓度与腐植酸(HA)存在时混菌与14株纯菌生物阴极MFCs的还原Cr(Ⅵ)性能与电能输出。在HA不存在时，纯菌生物阴极MFCs可以高效还原Cr(Ⅵ)，5#纯菌生物阴极MFCs还原Cr(Ⅵ)能力比混菌MFCs高14%，达到了2.27±0.23mg/(L·h)，电子流分布有95%去向已知，但是电流密度只有混菌的50%。1#纯菌生物阴极MFCs输出电能比混菌高15%，达到29mW/m2，还原速率与混菌相同，电子流分布50%去向已知。降低Cr(Ⅵ)浓度使MFCs性能下降。HA在不同程度上抑制了生物阴极MFCs还原Cr(VI)的性能，其中3#纯菌生物阴极MFCs降低了36%，只有0.28±0.13g/L/h。加入HA对MFCs功率输出无明显影响，但是混菌与14株纯菌生物阴极MFCs生物阴极库伦效率降低，生物量减少，且改变了纯菌生物阴极微生物的电子传递机制。[来源：大连理工大学硕士学位论文，2015]31、天能集团研究院张丽芳等在电池中加入固体膨胀剂木素磺酸钠与腐植酸，通过测试循环伏安 (CV)、交流阻抗(EIS)、放电容量及循环过程失水量、荷电保持和容量恢复能力，及进行成品电池型式试验，研究了木素磺酸钠与腐植酸对电池性能的影响。腐植酸和木素磺酸钠作为铅蓄电池负极主要固体膨胀剂，均为含有活性官能团的大分子聚合物，但二者存在明显的差异性。腐植酸不溶于硫酸，可稳定存在与负极铅膏中，而木素磺酸钠在酸中会有少部分的溶出，使极板孔隙率稍有增大，表现在电池各项性能上有一定的差异性。综合分析，只加入木素磺酸钠的 A 电池电化学反应效率、常温和低温放电容量、荷电保持和容量恢复能力均较大。[来源：《蓄电池》，2015(4)：197～200]32、浙江天能电池(江苏)有限公司张丽芳等对铅蓄电池负极和膏用腐植酸进行了对比研究。对三种腐植酸的物理性能、官能团含量、Pb2+吸附量进行了对比，采用循环伏安法研究各腐植酸在充放电过程中的电化学行为，并对其成品铅蓄电池进行充电接受、低温和大电流放电试验，认为腐植酸对铅蓄电池电化学反应活性、充电接受等电化学性能起着重要作用。[来源：《电池工业》，2014(Z1)：248～251]33、哈尔滨工业大学刘宝生研究了制备铅碳电池的性能，分析了负极成分对铅碳电池性能的影响。结果表明：对负极活性物质利用率影响最大的是活性炭，最小的是木素；对电池充电接受能力影响最大的是活性炭，最小的是腐植酸；对电池大电流放电性能影响最大的是活性炭，最小的是腐植酸；对电池脉冲循环寿命影响最大的是腐植酸，最小的是木素；对电池动力循环寿命影响最大的是活性炭，最小的是木素。通过充电接受能力测试和脉冲循环寿命测试结果，筛选出了铅碳电池负极最优配方为活性炭0.3%、硫酸7.8%、木素0.08%、腐植酸0.2%、碳纳米管0.8%。铅碳电池性能不仅与负极碳材料的种类和含量有关，更与碳材料的分散效果、负极膨胀剂和硫酸等成分的含量有关。[来源：河南理工大学硕士学位论文，2013]34、山西师范大学武亚聪研究了腐植酸的电化学行为。实验结果表明：有机添加剂腐植酸的电化学性能与腐植酸的分子量和羧基含量密切相关。腐植酸羧基含量与电池电化学性能呈正相关性。随着腐植酸羧基含量增大，电池充电接受能力和放电容量增大，电池的电化学性能改善。腐植酸分子量的大小与电池电化学性能呈正相关性。腐植酸分子量增大，电池充电接受能力和放电容量增大，电池的电化学性能明显提高。[来源：山西师范大学硕士学位论文，2012]35、浙江天能电池(江苏)有限公司茆黎明等利用湿法消解—原子吸收法测定腐植酸中铁含量的方法，得出了优化消解条件：①以硝酸、氢氟酸、高氯酸消解、中温消解时间为1h，称量为0.1g为最佳。②不同的消解程度会得出不同的结果，此湿法消解消解得更彻底。③不同厂家的腐植酸的灰分可能不一样，所以消解的时间和酸的用量可根据消解的程度略微调节。且加热消解时，温度不能太高，否则酸挥发的同时可能会带走部分铁，使结果偏低。与行业标准中腐植酸铁含量测定进行对比，此法能把腐植酸消解得更彻底，更能反映腐植酸铁含量的真实水平。[来源：《电动自行车》，2012(5)：20～21，44]36、沈阳君威新能科技有限公司吴喜攀等对太阳能离网照明系统用储能蓄电池负极添加剂进行了研究。结果表明：木素磺酸钠不适合作为离网照明系统用储能蓄电池负极添加剂，取代之的是A剂。栲胶对离网照明系统用储能蓄电池的低温容量有提高作用，但对充电接收能力有所影响。硫酸钡+腐植酸+A剂的配方和硫酸钡+腐植酸+栲胶+A剂的配方是较为理想的离网照明系统用储能蓄电池的负极添加剂，可提高离网照明系统用储能蓄电池的充电接收能力和循环耐久能力。[来源：《蓄电池》，2011(3)：108～110]37、中国科学院固体物理研究所陈小川以国内常用的高能腐植酸为对象，研究了有机膨胀剂在铅蓄电池浮充电环境下的化学结构变化情况。利用UV-Vis光谱和FT-IR吸收光谱，分析了在硫酸溶液中高能腐植酸分子结构中某些官能团的变化情况。结果表明：作为膨胀剂的腐植酸在电池的酸性和阴极还原环境中，其主要官能团羧酸根被破坏，生成了一种羰基。而这些官能团的变化，影响腐植酸分子在铅颗粒表面的吸附行为，对有机膨胀剂的作用机理有着重要影响。[来源：《电池工业》，2008(2)：82～85]38、长青蓄电池有限公司杨竞对提高电动车用铅酸蓄电池循环寿命进行了探讨研究。结果表明：①采用正极Pb-Sb负极Pb-Ca的复合合金板栅，经过适当的热处理，有利于提高富液式小型动力型电池的深循环寿命，并能达到少维护的性能。②高温和膏及高温高湿固化工艺，能够显著提高正极板的强度，虽然电池的初期容量低，但循环寿命明显延长。③采用高纯度腐植酸及木素+腐植酸的负极有机添加剂，对于深循环放电更为有利。④正片多于负片的组装方式及极板外形尺寸的改进，可有效的提高电池的性能，降低故障率。[来源：《机电工程技术》，2007(7)：102～104，107]39、泉州华侨蓄电池厂太宽善等研究了腐植酸对电动自行车用铅酸蓄电池运行中失水对循环寿命的影响。结果表明：电解液干涸时间随负极腐植酸含量而变。负极中腐植酸含量为0.1％的3＃和4＃电池在循环寿命分别达到363次循环和346次循环时发生电解液干涸；与1＃和2＃电池相比，大大推迟了电解液干涸时间。而没有加腐植酸的6＃空白试验电池，则不出现电解液的提前干涸现象，寿命到528次循环。对寿命失效的试验电池，补水恢复正常状态后，继续进行寿命试验结果，1＃和2＃电池的最终寿命分别达到293次循环和288次循环 (寿命失效原因是电解液干涸)。另外，寿命循环达到347次失效的4＃电池的解剖证明，正极活性物质没有软化，导致最终寿命结束的主要原因仍然是电解液干涸。同组的另一只3＃试验电池，在363次循环时出现电解液干涸，再补水恢复正常状态，试验继续进行。[来源：《蓄电池 》，2007(2)：71～74]40、江苏大丰市盛翔电源有限公司杨存龙等研究了电动车用VRLA蓄电池的充电接受与循环寿命。结果表明：腐植酸和木钠都添加0.8%的含量，含腐植酸电池的充电接受高于含木钠电池，可见含腐植酸电池的充电接受能力优于含木钠电池；木钠的添加量从0.3%增加到0.8%，充电接受能力下降2.6%；容量方面0.3%含量的木钠电池比0.8%含量的木钠电池，初始容量及循环容量都高，分析为2小时率放电，过高的木钠含量反而会影响到孔径，造成放电性能下降。腐植酸与木钠联用的电池比只用腐植酸的电池，初始容量及循环容量稍高；对于单用木钠和腐植酸的电池的初始容量，含木钠电池稍高，但在10来次循环后，木钠由于衰减比腐植酸快很多，含腐植酸电池的容量开始高出含木钠电池的容量。在容量衰减方面，高低含量单用木钠的电池在前50次循环都有明显衰减，高含量木钠的电池衰减很厉害，可能是因为充电接受能力不足造成的；腐植酸与木钠联用的电池，以及单用腐植酸的电池，均没有衰减迹象。[来源：《蓄电池》，2007(3)：107～112]41、山东淄博蓄电池厂李同家和张士伟对酸法腐植酸和碱法腐植酸在电池上的应用效果进行了对比分析。结果表明：酸法腐植酸作为电池负极添加剂所组装的电池，其电气性能不低于原来用的碱法，电气性能均符合技术条件的规定。酸法腐植酸1kg风化煤制出腐植酸0.65～0.7kg，而碱法只能制出0.3～0.4kg，酸法腐植酸单位质量价格低于碱法腐植酸，因而电池生产成本也随之下降。酸法腐植酸作为电池添加剂是可行的。[来源：《腐植酸》，2007(5)：48]42、福州大学黄明香研究了汽车起动用铅酸蓄电池极板化成及其性能。结果表明：随着温度的不断升高，添加剂的失重越来越厉害。腐植酸、挪威木素、日本木素和高温木素四种负极有机添加剂，以腐植酸的热稳定性最好。0～100°C期间腐植酸失重最少，挪威木素、高温木素、高温木素接近。100～200°C之间腐植酸、挪威木素、日本木素和高温木素失重分别为3.23%、3.38%、2.13%和2.79%，这期间四种添加剂的失重都比较小。200～300℃之间腐植酸、挪威木素、日本木素和高温木素失重分别为3.44%、5.74%、9.54%和11.05%，在这期间失重最多的是高温木素，失重最少的是腐植酸。300～400°C之间腐植酸、挪威木素、日本木素和高温木素失重分别为13.4%、14.48%、10.84%和10.66%。综上，高温条件下使用的铅酸蓄电池使用腐植酸作为添加剂更好。[来源：福州大学硕士学位论文，2006]43、陕西凌云蓄电池厂王晓兰等对铅酸蓄电池铅膏配方中的硫酸量和有机膨胀剂进行了试验和探讨。结果表明：当铅膏中的硫酸量降低后，蓄电池的充电接受性能和深循环寿命大大提高；木素磺酸盐与腐植酸复合的有机膨胀剂较其单独使用，提高了负极在2小时率容量放电条件下的活性物质的利用率。按照上述最佳配方生产的阀控密封式(VRLA)蓄电池在70%的放电深度下的循环寿命达到了612次。[来源：《蓄电池》，2005(1)：34～36]44、风帆股份有限公司李建华等研究了负极有机混合膨胀剂。结果表明：负极有机膨胀剂木素磺酸钠和腐植酸用于汽车起动用铅酸蓄电池时，表现出较大差异，在低温高倍率放电时，木素磺酸钠配方的电池起动电压要高于腐植酸电池0.3V，放电时间要长出30～90s，然而，随着循环的进行，木素磺酸钠出现了容量及起动性能衰减的现象，腐植酸则性能稳定，充电接受性能好。通过大量试验研究选择并确定了将木素磺酸钠和腐植酸进行混合的负极有机混合膨胀剂，该混合膨胀剂综合了木素磺酸钠和腐植酸的优点，其起动性能好、寿命长(稳定)、充电接受好。[来源：《蓄电池》，2005(2)：60～63，96]45、陕西凌云蓄电池厂孙言行等通过对腐植酸和木素磺酸盐进行复合试验，确定了其复合比例为1∶1～3。经过蓄电池测试验证，这一复合比例提高了蓄电池的-18℃冷起动性能。[来源：《蓄电池》，2004(3)：126～127，132]46、福建省安溪闽华电池有限公司柴树松对汽车免维护蓄电池充电接受能力进行了分析。结果表明：增加正板栅的锡含量，特别是当锡含量大于1%时，蓄电池充电接受能力明显提高，会显著提高长期放置后，放电再充电能力；电解液的密度与单体开路电压有着E=0.84+d的近似关系，因此，密度高，开路电压高。在恒压下充电，恒压值与开路电压之间的差值缩小，充电能力变差；负极铅膏中添加剂对充电接受能力有大的影响，添加木素比腐植酸的电池充电接受能力差，1—2酸对充电接受能力有负面影响。固化参数的控制、化成状态对充电接受能力有一定影响通过对这些因素的控制和调节，可达到最佳的充电接受性能。[来源：《蓄电池》，2003(2)：55～59]47、天津大学化工学院应用化学系朱松然和邓一凡对复合与混合有机膨胀剂进行了比较。结果表明：当采用木素磺酸钠为膨胀剂时，最好与腐植酸复合，这样可提高电池的放电容量和充电接受能力；当采用扩散剂N时，与腐植酸混合使用效果也较好。[来源：《电池工业》，2002(5)：245～247]48、山东淄博第九号信箱赵禹唐和王希业研究了木素、木素磺酸盐、腐植酸等负极有机添加剂在负极铅膏中的配方及对负极性能的影响。结果表明：木素是最佳负极添加剂，其次是木素磺酸钙和木素磺酸镁加腐植酸的混用配方，木素磺酸盐的性能接近木素。添加剂的提制方法、提制工艺条件对电池性能有关键性影响。[来源：《电源技术》，2001(6)：441～444]49、唐山师范学院化学系曹文华等以唐山地区的风化煤资源利用为背景，提出了一条活化提取高纯度腐植酸的新工艺。对比实验结果表明：该工艺所得产品收率高，超过98%，且质量完全符合蓄电池用腐植酸标准。[来源：《唐山师范学院学报》，2001(5)：19～20，26]50、华南师范大学化学系陈红雨等对腐植酸、木素磺酸钠、新型膨胀剂影响铅电极的电化学行为及极板放电性能进行了研究。循环伏安极化曲线表明不同有机膨胀剂对铅电极电化学行为影响规律相同；阴极极化曲线表明上述不同有机膨胀剂对析氢的影响差别可以忽略不计；首次放电性能试验与循环伏安结果一致。分析了腐植酸与木素相同与不同的作用机理。相同点在于影响铝电极电化学行为原理相同，不同点在于腐植酸主要通过吸附来防止负极收缩，而木素磺酸钠则主要通过造孔来防止负极收缩。[来源：《蓄电池》，2000(2)：3～7]
点我访问原文链接
最新动态