优化碳包覆对正极材料LiFePO4/C高倍率性能的影响

碳包覆层的结构和形态对LiFePO4正极材料的电子电导率影响很大. 本文以聚丙烯和葡萄糖为碳源, 二茂铁为催化剂前驱体, 采用原位固相法合成LiFePO4/C复合材料, 并对其微观结构和形貌, 碳的结构与含量, 电化学性能进行分析. 结果表明, 聚丙烯热解形成的碳包覆层石墨化程度高, 可提高材料的高倍率放电性能. 二茂铁的加入有助于优化包覆层的碳结构. 制备的LiFePO4/C复合材料具有优异的高倍率电化学性能, 10C (1C=170 mA·g-1)放电比容量达到145 mAh·g-1.     

化学复合镀制备Ni-P-SiC包覆立方氮化硼的机理研究

采用化学复合镀方法,制备了N-P-SiC包覆cBN磨料,通过SEM、EDX和XRD方法对制备的磨料进行了表征.分析了复合镀层的表面形貌、元素组成和物相结构,研究了复合镀层的沉积机理与胞状物的生长过程.SiC微粒与镀层的结合方式可能有三种,只有SiC微粒在镀液中完全被活化,才有可能被Ni-P合金牢固包覆,不至于被流动的镀液冲刷下来.     

阴极缓冲层PVP的插入对聚合物太阳能电池性能的影响

研究了聚乙烯吡络烷酮(PVP)作为阴极缓冲层对P3HT/PCBM基聚合物太阳能电池光电性能的影响.PVP分别溶于二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、乙二醇乙醚、丙酮等不同溶剂中,研究了其旋涂过程及其对活性层薄膜的影响.结果表明:PVP作为P3HT∶ PCBM的阴极缓冲层,由于其产生的自集聚效应使活性层与阴极之间形成良好的欧姆接触,有利于电子的传输.当在活性层上面旋涂溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)的聚乙烯吡络烷酮(PVP)的溶液时,聚合物太阳能电池的开路电压Voc为0.57 V,短路电流为Jsc为10.9 mA/cm2,填充因子FF为62;,能量转换效率PCE为3.95;.与未加阴极缓冲层PVP的标准电池器件效率(2.62;)相比,效率提高了50;.     

Li-S电池硫正极性能衰减机理分析及研究现状概述

由于汽车工业的持续发展, 对高能量密度二次电池的需求逐步增加, 锂硫电池开始走进人们的视野. 锂硫电池的理论比能量高达2600 Wh/kg, 而单质硫的理论比容量达1680 mAh/g. 同时, 硫的储量丰富, 廉价, 并且环境友好. 虽然可充电锂硫电池相比于传统锂离子电池有诸多优势, 但目前其可实现的实际比容量远低于理论比容量, 循环寿命也较短等弊端限制了其大规模应用. 作者从Li-S电池正极的工作原理出发, 对硫正极容量损失及衰减机理做了深刻的解析, 并结合本实验室的工作归纳总结了导致硫正极容量衰减的主要因素. 针对硫正极容量衰减因素, 从碳导电结构、聚合物包覆以及纳米金属氧化物添加剂等方面, 对近年来提高硫正极性能的主要研究方向及最新研究进展进行了综述, 并对其中存在的问题进行分析, 最后对提高Li-S电池的整体性能提出展望.     

二氧化锆微球表面键合磺化交联聚苯乙烯固相萃取填料的制备及应用

以聚合诱导胶体凝聚法(PICA)制备二氧化锆微球,用钛酸酯偶联剂对其进行表面改性,使其接枝上碳碳双键基团。在溶液体系中,该双键与单体苯乙烯和二乙烯苯在自由基引发下交联聚合,形成的聚合物包覆在二氧化锆微球表面。再通过磺化方法将磺酸基离子连接到苯环上,得到阳离子交换固相萃取填料。通过红外光谱、扫描电镜/X射线能谱等手段对其进行了表征。将装填得到的固相萃取柱与高效液相色谱联用,测定了水中的甲基磺草酮、阿特拉津和乙草胺。3种化合物的色谱峰面积与质量浓度呈良好的线性关系,相关系数(r²)均大于0.99;甲基磺草酮、阿特拉津和乙草胺的检出限分别为5.41、6.72和13.4 μg/L。结果表明,制得的聚合物包覆二氧化锆微球的粒径为6~8 μm,用该填料制成的固相萃取小柱对3种目标物的吸附率高。     

两步烧结法制备碳包覆的LiFePO4/C复合正极材料的研究

采用两步烧结法处理原位合成的碳包覆的LiFePO4/C复合正极材料,采用XRD、SEM对材料的结构及表面形貌进行了表征;通过CV、EIS及充放电测试仪进行电化学性能测试.结果表明,两步烧结法制备的材料具有良好的倍率性能及循环性能.0.2C时的首次放电比容量为142.5 mAh/g,循环30次后,放电比容量仍达到126.9 mAh/g;0.5 C时的首次放电比容量为122.9 mAh/g;1 C时的首次放电比容量为106.4 mAh/g;2 C时的首次充放电为81.3 mAh/g.     

Li+掺杂ZnO基荧光粉的制备、性能研究及其表面包覆

采用草酸根沉淀法制备ZnO∶ Eu3+荧光粉,探讨了Li+对Eu3+的敏化作用,并研究了SiO2的表面包覆对ZnO∶Eu3,Li+荧光粉性能的影响.采用XRD、IR、SEM、PL等分析了样品的物相、形貌及发光性能.结果表明:K+的掺杂能有效的增强Eu3+与ZnO之间的能量传递,提高其发光性能.而表面包覆SiO2使ZnO∶ Eu3+,Li+荧光粉的晶粒间团聚减小,并对其激发光谱产生影响.     

基于聚合反应制备的钛离子掺杂LiFePO4/C复合材料

首先基于聚合反应合成FePO4/PANI前驱体,再以为LiOH·H2O,FePO4/PANI 和 PVA原料制备了LiFePO4正极材料,此外再对其进行碳包覆以及Ti4+掺杂,三种试样分别标记为LiFePO4,LiFePO4/C及LiFe0.96Ti0.02PO4/C.通过XRD、EDS及充放电测试等手段表征了材料的微观结构与电化学性能.实验结果证明:试样的XRD图谱均与标准LiFePO4图谱一致,不存在无定形碳衍射峰.与未掺杂试样LiFePO4/C相比,LiFe0.96Ti0.02PO4/C的电子电导率与其相近,但离子扩散系数有所改善,Ti4+在晶格中均匀分布,因此与其他两试样相比,其电化学性能更好.试样在C/10、C/2、1C、3C及5C倍率下的放电比容量为158.7 mAh·g-1、153.3 mAh·g-1、147.6 mAh·g-1、136.4 mAh·g-1及123.5 mAh·g-1,具有良好的倍率性能与电位稳定性.     

基于PVP和PbSe三维自组装超晶格复合体系的电双稳器件

采用旋涂工艺将PbSe三维自组装超晶格镶嵌在两层聚合物PVP中,制备了基于PVP和PbSe三维自组装超晶格复合体系的电双稳器件,器件结构为ITO/PVP/PbSe三维自组装超晶格/PVP/Al,研究了其电学性能和记忆效应。与参比器件ITO/PVP/Al相比,器件ITO/PVP/PbSe三维自组装超晶格/PVP/Al的电流-电压特性呈现出非常明显的电双稳特性和非易失记忆行为,在相同的电压下同时具有两种不同的导电状态：低电导的关态和高电导的开态。当PVP与PbSe超晶格的质量比为1：1时,器件性能最好,其最大电流开关比为7×10⁴,经过10⁴ s仍几乎无衰减。通过对电流-电压曲线拟合,利用不同的导电模型对器件的载流子传输机制进行了解释。结果表明,PbSe三维自组装超晶格作为电荷陷阱,可以俘获、储存及释放电荷,对器件的电双稳性能能起决定性作用。     

溶胶-凝胶法制备CaCO3/SiO2复合粒子

采用复分解法制得纺锤形CaCO3,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,通过溶胶-凝胶法对其进行SiO2包覆改性,制备出CaCO3/SiO2复合粒子.通过改变反应温度、氨水用量和TEOS用量,探究了包覆改性的最佳工艺条件.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对样品的形貌、结构、物相、化学组成和包覆性质进行了分析和表征.结果表明:当温度为45℃,氨水用量为10 mL,TEOS用量为3 mL时,制备的复合粒子耐酸性最好.SiO2包覆不会改变CaCO3形貌与结构.在包覆界面处,SiO2通过形成Ca-O-Si化学键包覆于CaCO3表面.