CN109841848A - 一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法 - Google Patents

一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109841848A
CN109841848A CN201910238637.7A CN201910238637A CN109841848A CN 109841848 A CN109841848 A CN 109841848A CN 201910238637 A CN201910238637 A CN 201910238637A CN 109841848 A CN109841848 A CN 109841848A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode material
activated carbon
carbon composite
composite electrode
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910238637.7A
Other languages
English (en)
Inventor
刘科
曹静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei University of Arts and Science
Original Assignee
Hubei University of Arts and Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei University of Arts and Science filed Critical Hubei University of Arts and Science
Priority to CN201910238637.7A priority Critical patent/CN109841848A/zh
Publication of CN109841848A publication Critical patent/CN109841848A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明属于由活性材料组成或包括活性材料的电极技术领域,公开了一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法,采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析;将金属氧化物质引入到电极表面,采用浸渍煅烧法实现Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试;对伏安曲线围成的面积进行积分计算,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量;计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量,依据各元素的结合实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备。本发明能够提高制备过程的稳定性,电极材料的除盐效率较高。

Description

一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备 方法
技术领域
本发明属于由活性材料组成或包括活性材料的电极技术领域,尤其涉及一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法。
背景技术
目前,业内常用的现有技术是这样的:
Co(OH)2活性炭复合电极材料是典型的电池电极材料,通过对Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备技术优化设计,确保Co(OH)2活性炭复合电极材料性能稳定,研究Co(OH)2活性炭复合电极材料的优化制备技术将在电池设计技术优化和电极性能优化控制中具有很好的应用价值。
对Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法研究主要有电吸附除盐技术、射线光电子能谱制备技术以及新型混合MMC制备技术等;
李婷婷等在基于COSMO-RS模型研究基团修饰[EMIM][OAC]的离子液体对乙腈-水汽液平衡的影响中提出一种基于Al2O3/ACF复合电极上电调制的Co(OH)2活性炭复合电极材料制备和电化学性能测试方法,结合电磁耦合控制方法进行电吸附去离子实验,提高Co(OH)2活性炭复合电极材料的稳定性电磁耦合输出性能,但该方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料制备设计中存在电吸附去离子性不好的问题;
刘壮等在具有快速响应特性的环境响应型智能水凝胶的研究进展中提出一种基于电压自均衡Boost-MMDCT耦合控制的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备及其性能测试方法,经整流后再经MMDCT接入Co(OH)2活性炭复合电极,提高电极材料的稳定性,但该方法的过程控制能力不强。
综上所述,现有技术存在的问题是:不管是基于Al2O3/ACF复合电极的制备方法电吸附去离子性不佳,还是基于电压自均衡现有技术制备过程控制能力不强。反应出的问题是制备的电极材料电化学性能稳定性较差,在实验过程中发生Co(OH)2活性炭复合电极材料比表面积减小,电极导电性衰减等原因的出现。
基于Al2O3/ACF复合电极的制备方法电吸附去离子性不佳。
基于电压自均衡现有技术制备过程控制能力不强。
解决上述技术问题的难度:制备导电性能好,比表面积大,电化学性能稳定的电极材料。Co(OH)2作为电极材料主要缺点是它导电性较差,并且在充电/放电过程中体积变化大,从而导致倍率性能和循环稳定性差,所以引入活性炭作为电化学沉积Co(OH)2的基底改善其导电性。且经过浸渍煅烧使具有较大比表面积活性炭产生方便离子传输孔道,减少离子扩散距离,提高电化学沉积Co(OH)2的分散度。在具有较大比较面积的情况下增加导电性,和稳定性。
解决上述技术问题的意义:性能良好的Co(OH)2电极材料对超级电容器的研究有着重要的作用,对超级电容器、新能源汽车,航空航天领域的发展有着重要促进作用。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法。
本发明是这样实现的,一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法具体包括:
步骤一,采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析;
步骤二,将金属氧化物质引入到电极表面,采用浸渍煅烧法实现Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试,分析电极的循环伏安性能;
步骤三,对伏安曲线围成的面积进行积分计算,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量;
步骤四,计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量,依据各元素的结合实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备。
进一步,步骤一中,所述电吸附性能测试分析方法具体包括:
采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析,将金属氧化物质引入到电极表面,得到Co(OH)2活性炭复合电极材料制备中受到的扰动误差用多输入单输出形式表示,采用单点模糊化处理,得到Co(OH)2活性炭复合电极材料电化学调控误差项e满足高斯-马尔科夫假设,由此得到Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的非线性动力控制驱动矩阵形式为:
Y=Xβ+e
其中,Y为n×1的活性炭纤维黏附在石墨上的导电传导向量,X为n×m的电解液的非线性函数向量矩阵,β为m×1的活性炭纤维参数向量,e为n×1的随机误差向量。
进一步,步骤二中,所述采用浸渍煅烧法实现Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试具体包括:
将金属氧化物质引入到电极表面,采用浸渍煅烧法进行循环伏安曲线分析,即r<m,则复合电极材料的X射线测试的逼近精度Σ可表示为:
在电解液为0.5mol·L-1的NaCl溶液进行电极材料的线性误差预测,预测误差函数为Σ1=diag(δi),i=1,2,…,r,采用三电极系统进行稳态调节,采用协方差矩阵分解方法,将U与V分解为
U=[U1 U2],V=[V1 V2]
其中,U1与V1均为r列。
进一步,步骤二中,所述电极的循环伏安性能分析方法包括:
(1)构建Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的输出伏安特性曲线[12],建立电池阳极的三相稳态调节模型,得到电极转矩计算为:
其中α为状态向量的瞬间跨度,进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出稳定性分析,当氧化物燃料电池阳极的输出满足自适应反步跟踪的调整步长为:
α=min(β,kc)[ks+(1-ks)tanh(δ|β-kc|)]
其中,ks<1,δ为经验值;
(2)计算Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备的过程自适应律的伸缩因子,Llp,Lls和Llm,过程控制的状态变量Cp和Cs,根据频率调节准则进行伏安特性控制,得到系统的工作频率:
设Y1,Y2,……,YN为Y的一组样本,设定Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的输出伏安特性系数表示为:
进一步,步骤三中,所述对伏安曲线围成的面积进行积分计算,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量具体包括:
对伏安曲线围成的面积进行积分计算,得到电沉积的控制转矩为:
Tout=Tem-(Pw+Pb)/ωr
此时,基于电沉积技术进行误差补偿,采用反馈跟踪调节方法,得到Co(OH)2活性炭电极材料制备的模糊参数分布,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量。
进一步,步骤四中,所述计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量,依据各元素的结合实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备具体包括:
(1)对制备的Co(OH)2活性炭复合电极材料的负载性能和输出伏安特性进行量化特征分析,得到电沉积制备优化控制目标函数定义为:
其中,ε为一个小的常数,进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出电流控制和电压控制,用Gm()与表示Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出功率增益和时滞,测量误差fu(χ)定义为:
其中,σ为一个较大的常数;
(2)通过复合电极材料的制备过程控制设计,假设x(t),t=0,1,···,n-1为控制系统的采样训练序列,得到误差反馈补偿控制输出状态方程为:
上式中,w为Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出时滞调节的惯性权重,c1和c2为加速常数,得到制备过程控制的收敛性状态特征量:
本发明的另一目的在于提供一种所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法制备的基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的电池。
本发明的另一目的在于提供一种安装所述电池的绿色环保机动车辆。
综上所述,本发明的优点及积极效果为:
本发明提供的基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法能够有效实现Co(OH)2活性炭复合电极材料制备,且进行Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的控制性能较好,电极材料的除盐效率较高。本发明通过构建Co(OH)2活性炭复合电极材料电化学调控目标模型,实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备优化设计;采用反馈跟踪调节方法,得到Co(OH)2活性炭电极材料制备的模糊参数分布,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量,进行制备过程的优化控制。
本发明能够对Co(OH)2活性炭复合电极材料制备中的电化学调节和过程进行稳定性控制,提高制备过程的稳定性;采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析,将金属氧化物质引入到电极表面,提高制备效能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法流程图。
图2是本发明实施例提供的不同衍射峰谱下的复合电极材料的SEM图。
图3是本发明实施例提供的Co(OH)2活性炭复合电极的循环伏安性能示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
基于Al2O3/ACF复合电极的制备方法电吸附去离子性不佳。
基于电压自均衡现有技术制备过程控制能力不强。
为解决上述问题,下面结合附图对本发明作详细描述。
如图1所示,本发明实施例提供的基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法,具体包括:
S101,采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析。
S102,将金属氧化物质引入到电极表面,采用浸渍煅烧法实现Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试,分析电极的循环伏安性能。
S103,对伏安曲线围成的面积进行积分计算,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量。
S104,计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量,依据各元素的结合实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备。
步骤S101中,本发明实施例提供的电吸附性能测试分析方法具体包括:
采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析,将金属氧化物质引入到电极表面,得到Co(OH)2活性炭复合电极材料制备中受到的扰动误差用多输入单输出形式表示,采用单点模糊化处理,得到Co(OH)2活性炭复合电极材料电化学调控误差项e满足高斯-马尔科夫假设,由此得到Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的非线性动力控制驱动矩阵形式为:
Y=Xβ+e
其中,Y为n×1的活性炭纤维黏附在石墨上的导电传导向量,X为n×m的电解液的非线性函数向量矩阵,β为m×1的活性炭纤维参数向量,e为n×1的随机误差向量。
步骤S102中,本发明实施例提供的采用浸渍煅烧法实现Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试具体包括:
将金属氧化物质引入到电极表面,采用浸渍煅烧法进行循环伏安曲线分析,即r<m,则复合电极材料的X射线测试的逼近精度Σ可表示为:
在电解液为0.5mol·L-1的NaCl溶液进行电极材料的线性误差预测,预测误差函数为Σ1=diag(δi),i=1,2,…,r,采用三电极系统进行稳态调节,采用协方差矩阵分解方法,将U与V分解为
U=[U1 U2],V=[V1 V2]
其中,U1与V1均为r列。
步骤S102中,本发明实施例提供的电极的循环伏安性能分析方法包括:
(1)构建Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的输出伏安特性曲线[12],建立电池阳极的三相稳态调节模型,得到电极转矩计算为:
其中α为状态向量的瞬间跨度,进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出稳定性分析,当氧化物燃料电池阳极的输出满足自适应反步跟踪的调整步长为:
α=min(β,kc)[ks+(1-ks)tanh(δ|β-kc|)]
其中,ks<1,δ为经验值。
(2)计算Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备的过程自适应律的伸缩因子,Llp,Lls和Llm,过程控制的状态变量Cp和Cs,根据频率调节准则进行伏安特性控制,得到系统的工作频率:
设Y1,Y2,……,YN为Y的一组样本,设定Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的输出伏安特性系数表示为:
步骤S103中,本发明实施例提供的对伏安曲线围成的面积进行积分计算,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量具体包括:
对伏安曲线围成的面积进行积分计算,得到电沉积的控制转矩为:
Tout=Tem-(Pw+Pb)/ωr
此时,基于电沉积技术进行误差补偿,采用反馈跟踪调节方法,得到Co(OH)2活性炭电极材料制备的模糊参数分布,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量。
步骤S104中,本发明实施例提供的计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量,依据各元素的结合实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备具体包括:
(1)对制备的Co(OH)2活性炭复合电极材料的负载性能和输出伏安特性进行量化特征分析,得到电沉积制备优化控制目标函数定义为:
其中,ε为一个小的常数,进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出电流控制和电压控制,用Gm()与表示Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出功率增益和时滞,测量误差fu(χ)定义为:
其中,σ为一个较大的常数;
(2)通过复合电极材料的制备过程控制设计,假设x(t),t=0,1,···,n-1为控制系统的采样训练序列,得到误差反馈补偿控制输出状态方程为:
上式中,w为Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出时滞调节的惯性权重,c1和c2为加速常数,得到制备过程控制的收敛性状态特征量:
下面结合具体实施例对本发明的应用原理做进一步描述。
实施例:
1、在本发明中,复合电极材料制备的参数优化控制和约束参量分析包括:
(1)复合电极材料制制备的参数优化控制
为实现对Co(OH)2活性炭复合电极材料制备中的电化学调节和过程稳定性控制,首先构建Co(OH)2活性炭复合电极材料的负载均衡控制模型,结合控制参量分析方法进行电极的质量比电容测试,通过正交设计实验进行Co(OH)2活性炭复合电极材料制备中因变量自变量分析,得到n组观测值为:
(xi1,xi2,…xi,m-1,yi),i=1,2,…,n (1)
计算活性炭纤维的导电性测试矢量集合满足:
采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析,将金属氧化物质引入到电极表面,得到Co(OH)2活性炭复合电极材料制备中受到的扰动误差用多输入单输出形式表示,采用单点模糊化处理,得到Co(OH)2活性炭复合电极材料电化学调控误差项e满足高斯-马尔科夫假设,由此得到Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的非线性动力控制驱动矩阵形式为:
Y=Xβ+e (3)
其中,Y为n×1的活性炭纤维黏附在石墨上的导电传导向量,X为n×m的电解液的非线性函数向量矩阵,β为m×1的活性炭纤维参数向量,e为n×1的随机误差向量。将金属氧化物质引入到电极表面,采用浸渍煅烧法进行循环伏安曲线分析,即r<m,则复合电极材料的X射线测试的逼近精度Σ可表示为
在电解液为0.5mol·L-1的NaCl溶液进行电极材料的线性误差预测,预测误差函数为Σ1=diag(δi),i=1,2,…,r,采用三电极系统进行稳态调节,采用协方差矩阵分解方法,将U与V分解为
U=[U1 U2],V=[V1 V2] (5)
其中,U1与V1均为r列。利用电化学工作的传动原理,复合电极材料制制备的参数优化控制的系统传导模型满足:
上式中,C与β无关,借助电导率测定离子的变化情况,进行复合电极材料制制备的稳态控制,提高制备过程的稳定性。
(2)制备过程控制约束参量分析
给装置施加1.6V电压,用流量计控制Co(OH)2活性炭复合电极材料制备中的电化学输出特征量,在传感器的作用下,考虑电吸附模块的传动特征量,对Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的控制约束参量进行非线性分解,即:
采用最小二乘拟合方法求得Co(OH)2活性炭复合电极材料电化学调控的最小二乘解为:
β*=V1Σ1 -1U1 TY (8)
式中,ui(t)和分别为Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的负载Al2O3后活性炭纤维特征量,构建慢变函数,其初始电导率的输出传导模型为:
使用1对活性炭纤维电极进行稳态调节,结合自适应波束形成方法,测定溶液电导率,在限定初始状态下得到制备的优化参量控制输出为:
式中,“*”表示复共轭算子,借助电导率测定离子的变化情况,得到流量计控制的传导方程表示为:
建立直流电压和功率传输,对直流双极短路特征分布矩阵Xij进行奇异值分解:
Xij=UijΣijVij T (12)
由于并联电抗器分散布置在线路中,没有出现见明显冲击,因此在后置端加上跟踪误差积分项,分别记为Σ'ij,U'ij,U″ij,V′ij和V″ij,Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的换流器解锁输出的对象参数为:
通过上述分析,解出Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的小电阻特性,表达式为:
记U(i)=diag(Uij),j=1,2,…,p(i),制备过程控制的稳定性矩阵U(i)仍为正交矩阵,采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析,将金属氧化物质引入到电极表面,提高制备效能。
2、电极材料制备的过程控制优化包括:
(1)电极的循环伏安性能分析:
对Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备控制是建立在控制对象和约束参量分析基础上,结合模糊控制策略,进行控制律的优化设计,构建Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的输出伏安特性曲线,建立电池阳极的三相稳态调节模型,得到电极转矩计算为:
其中α为状态向量的瞬间跨度,进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出稳定性分析,当氧化物燃料电池阳极的输出满足自适应反步跟踪的调整步长为:
α=min(β,kc)[ks+(1-ks)tanh(δ|β-kc|)] (20)
其中,ks<1,δ为经验值。然后计算Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备的过程自适应律的伸缩因子Llp,Lls和Lm,过程控制的状态变量Cp和Cs,根据频率调节准则进行伏安特性控制,得到系统的工作频率:
设Y1,Y2,……,YN为Y的一组样本,设定Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的输出伏安特性系数表示为:
采用浸渍煅烧法实现Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试,分析电极的循环伏安性能,对伏安曲线围成的面积进行积分计算,得到电沉积的控制转矩为:
Tout=Tem-(Pw+Pb)/ωr (24)
此时,基于电沉积技术进行误差补偿,采用反馈跟踪调节方法,得到Co(OH)2活性炭电极材料制备的模糊参数分布,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量,进行制备过程的优化控制。
(2)Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备优化控制:
对制备的Co(OH)2活性炭复合电极材料的负载性能和输出伏安特性进行量化特征分析,得到电沉积制备优化控制目标函数定义为:
其中,ε为一个小的常数,进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出电流控制和电压控制,用Gm(s)与表示Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出功率增益和时滞,测量误差fu(χ)定义为:
其中,σ为一个较大的常数。通过复合电极材料的制备过程控制设计,假设x(t),t=0,1,···,n-1为控制系统的采样训练序列,得到误差反馈补偿控制输出状态方程为:
上式中,w为Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出时滞调节的惯性权重,c1和c2为加速常数,得到制备过程控制的收敛性状态特征量:
通过上述处理,实现了Co(OH)2活性炭复合电极材料电化学调控目标模型构建,实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备优化设计。
3、性能测试分析包括:
为了测试本发明提供的制备方法在实现的Co(OH)2活性炭复合电极材料制备中的优越性能,进行实验性能测试分析,实验中设定电极片大小20mm×20mm,初始溶液电导率为1.25μS·cm-1,Co(OH)2活性炭复合电极间距3mm,每5min测定溶液电导率,取12ml浓度为250mg·L-1的模拟NaCl溶液,进行复合电极材料的电化学性能分析,分析在不同衍射峰谱下的复合电极材料的SEM图,如图2所示。
分析图2所示的复合电极材料谱图得知,采用本发明提供的制备方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的输出,测试电极的循环伏安性能,得到测试结果如图3所示。
分析图3得知,Co(OH)2活性炭复合电极的循环伏安特性的输出频率范围为100~1200Hz,低通滤波性能较好,测试不同的制备方法电极材料的除盐效率,得到对比结果见表1,分析表1得知,本发明提供的制备方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的控制性能较好,电极材料的除盐效率较高。
表1电极材料的除盐效率对比
下面结合效果对本发明作进一步描述。
本发明通过对Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备技术优化设计,提高Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出稳定性和电磁耦合性,本发明提出一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法,采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析,将金属氧化物质引入到电极表面,采用浸渍煅烧法实现Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试,分析电极的循环伏安性能,对伏安曲线围成的面积进行积分计算,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量,计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量,依据各元素的结合能实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备。对制备的Co(OH)2活性炭复合电极材料的负载性能和输出伏安特性进行量化特征分析,分析复合电极材料的电化学性能。结果表明,本发明提供的制备方法能有效实现Co(OH)2活性炭复合电极材料制备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法,其特征在于,所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法,具体包括:
步骤一,采用电吸附性能测试分析方法进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的X射线光电子能谱分析;
步骤二,将金属氧化物质引入到电极表面,采用浸渍煅烧法进行Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试,分析电极的循环伏安性能;
步骤三,对伏安曲线围成的面积进行积分计算,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量;
步骤四,计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量,依据各元素的结合实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备。
2.如权利要求1所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法,其特征在于,对制备的Co(OH)2活性炭复合电极材料的负载性能和输出伏安特性进行量化特征分析。
3.如权利要求1所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法,其特征在于,步骤一中,所述电吸附性能测试分析方法具体包括:
将金属氧化物质引入到电极表面,得到Co(OH)2活性炭复合电极材料制备中受到的扰动误差用多输入单输出形式表示,采用单点模糊化处理,得到Co(OH)2活性炭复合电极材料电化学调控误差项e满足高斯-马尔科夫假设,得到Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的非线性动力控制驱动矩阵形式为:
Y=Xβ+e
其中,Y为n×1的活性炭纤维黏附在石墨上的导电传导向量,X为n×m的电解液的非线性函数向量矩阵,β为m×1的活性炭纤维参数向量,e为n×1的随机误差向量。
4.如权利要求1所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法,其特征在于,步骤二中,采用浸渍煅烧法进行Co(OH)2活性炭电极材料的电吸附性测试具体包括:
将金属氧化物质引入到电极表面,采用浸渍煅烧法进行循环伏安曲线分析,<m,则复合电极材料的X射线测试的逼近精度Σ表示为:
在电解液为0.5mol·L-1的NaCl溶液进行电极材料的线性误差预测,预测误差函数为Σ1=diag(δi),i=1,2,…,r,采用三电极系统进行稳态调节,采用协方差矩阵分解方法,将U与V分解为
U=[U1 U2],V=[V1 V2];
U1与V1均为r列。
5.如权利要求1所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法,其特征在于,步骤二中,电极的循环伏安性能分析方法包括:
(1)构建Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的输出伏安特性曲线,建立电池阳极的三相稳态调节模型,得到电极转矩计算为:
其中α为状态向量的瞬间跨度,进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出稳定性分析,氧化物燃料电池阳极的输出满足自适应反步跟踪的调整步长为:
α=min(β,kc)[ks+(1-ks)tanh(δ|β-kc|)];
其中,ks<1,δ为经验值;
(2)计算Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备的过程自适应律的伸缩因子,Llp,Lls和Llm,过程控制的状态变量Cp和Cs,根据频率调节准则进行伏安特性控制,得到系统的工作频率:
设Y1,Y2,……,YN为Y的一组样本,设定Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的输出伏安特性系数表示为:
6.如权利要求1所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法,其特征在于,步骤三中,对伏安曲线围成的面积进行积分计算,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量具体包括:
对伏安曲线围成的面积进行积分计算,得到电沉积的控制转矩为:
Tout=Tem-(Pw+Pb)/ωr
基于电沉积技术进行误差补偿,采用反馈跟踪调节方法,得到Co(OH)2活性炭电极材料制备的模糊参数分布,求得Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积量。
7.如权利要求1所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法,其特征在于,步骤四中,所述计算电导率测定Co(OH)2活性炭复合电极材料的活性炭离子交换纤维数量,依据各元素的结合实现Co(OH)2活性炭复合电极材料的电沉积制备具体包括:
1)对制备的Co(OH)2活性炭复合电极材料的负载性能和输出伏安特性进行量化特征分析,得到电沉积制备优化控制目标函数定义为:
ε为一个小的常数,进行Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出电流控制和电压控制,用Gm(s)与表示Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出功率增益和时滞,测量误差fu(χ)定义为:
σ为一个较大的常数;
2)通过复合电极材料的制备过程控制设计,假设x(t),t=0,1,···,n-1为控制系统的采样训练序列,得到误差反馈补偿控制输出状态方程为:
上式中,w为Co(OH)2活性炭复合电极材料的输出时滞调节的惯性权重,c1和c2为加速常数,得到制备过程控制的收敛性状态特征量:
8.一种如权利要求1所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料的制备方法制备的基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料。
9.一种利用权利要求8所述基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料制备的电池。
10.一种安装权利要求9所述电池的绿色环保机动车辆。
CN201910238637.7A 2019-03-27 2019-03-27 一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法 Pending CN109841848A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910238637.7A CN109841848A (zh) 2019-03-27 2019-03-27 一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910238637.7A CN109841848A (zh) 2019-03-27 2019-03-27 一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109841848A true CN109841848A (zh) 2019-06-04

Family

ID=66886361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910238637.7A Pending CN109841848A (zh) 2019-03-27 2019-03-27 一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109841848A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110330080A (zh) * 2019-07-18 2019-10-15 太原理工大学 一种光助电控离子交换工艺及处理低浓度废水中阴离子的方法
CN110559982A (zh) * 2019-08-08 2019-12-13 浙江工业大学 一种提高单层水滑石吸附co2气体性能的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080090414A1 (en) * 2006-10-16 2008-04-17 Enthone Inc. Manufacture of electroless cobalt deposition compositions for microelectronics applications
US20130115453A1 (en) * 2011-11-03 2013-05-09 Nanyang Technological University Hybrid nanostructure, a method for forming the hybrid nanostructure, and an electrode including a plurality of the hybrid nanostructures
CN104505266A (zh) * 2014-12-04 2015-04-08 南京工程学院 一种控电位电沉积制备(Ni)Co(OH)x超电容电极材料的方法
CN105589040A (zh) * 2014-11-07 2016-05-18 财团法人工业技术研究院 基于老化调适电池运作区间的电池调控方法
CN108232158A (zh) * 2018-01-04 2018-06-29 湖北文理学院 一种有序介孔Co/CMK复合纳米负极材料的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080090414A1 (en) * 2006-10-16 2008-04-17 Enthone Inc. Manufacture of electroless cobalt deposition compositions for microelectronics applications
US20130115453A1 (en) * 2011-11-03 2013-05-09 Nanyang Technological University Hybrid nanostructure, a method for forming the hybrid nanostructure, and an electrode including a plurality of the hybrid nanostructures
CN105589040A (zh) * 2014-11-07 2016-05-18 财团法人工业技术研究院 基于老化调适电池运作区间的电池调控方法
CN104505266A (zh) * 2014-12-04 2015-04-08 南京工程学院 一种控电位电沉积制备(Ni)Co(OH)x超电容电极材料的方法
CN108232158A (zh) * 2018-01-04 2018-06-29 湖北文理学院 一种有序介孔Co/CMK复合纳米负极材料的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110330080A (zh) * 2019-07-18 2019-10-15 太原理工大学 一种光助电控离子交换工艺及处理低浓度废水中阴离子的方法
CN110559982A (zh) * 2019-08-08 2019-12-13 浙江工业大学 一种提高单层水滑石吸附co2气体性能的方法
CN110559982B (zh) * 2019-08-08 2021-11-19 浙江工业大学 一种提高单层水滑石吸附co2气体性能的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zheng iR compensation for electrocatalysis studies: Considerations and recommendations
Holland et al. An aluminium battery operating with an aqueous electrolyte
Pezeshki et al. Elucidating effects of cell architecture, electrode material, and solution composition on overpotentials in redox flow batteries
Goulet et al. The importance of wetting in carbon paper electrodes for vanadium redox reactions
Jeon et al. Dual function of quaternary ammonium in Zn/Br redox flow battery: Capturing the bromine and lowering the charge transfer resistance
Grigoriev et al. Development and preliminary testing of a unitized regenerative fuel cell based on PEM technology
Schmidt et al. Studies on LiFePO4 as cathode material using impedance spectroscopy
KR101494188B1 (ko) 측정 셀, 그를 이용한 측정 장치 및 레독스 플로우 전지
EP3516722A1 (de) Bestimmung des ladungszustandes einer all-vanadium redox-flow batterie mittels uv/vis-messung
Wittstadt et al. Membrane electrode assemblies for unitised regenerative polymer electrolyte fuel cells
CN109417184B (zh) 氧化还原液流电池、电量测量系统和电量测量方法
CN109841848A (zh) 一种基于电沉积技术的Co(OH)2活性炭复合电极材料及制备方法
US20170059520A1 (en) Cell for felt electrode characterization
Dedigama et al. An experimentally validated steady state polymer electrolyte membrane water electrolyser model
Polonský et al. Anodic microporous layer for polymer electrolyte membrane water electrolysers
Brunetto et al. PEMFC diagnostics and modelling by electrochemical impedance spectroscopy
Becker et al. Kinetic studies at carbon felt electrodes for vanadium redox-flow batteries under controlled transfer current density conditions
Kroner et al. Determination of Rate Constants and Reaction Orders of Vanadium‐Ion Kinetics on Carbon Fiber Electrodes.
Trovò et al. Fast response of kW-class vanadium redox flow batteries
Landon-Lane et al. Single fibre electrode measurements–A versatile strategy for assessing the non-uniform kinetics at carbon felt electrodes
Xi et al. Impact of proton concentration on equilibrium potential and polarization of vanadium flow batteries
Kocyigit et al. Chrome and cobalt‐based novel electrolyte systems for redox flow batteries
CN104535622A (zh) 水质突变的监控方法
Li et al. Method of reflow and online electrolysis in the vanadium redox battery: benefits and limitations
Aghazadeh et al. Synthesis, characterization, and supercapacitive properties of β-Co (OH) 2 leaf-like nanostructures

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190604