二维材料修饰隔膜抑制锂硫电池穿梭效应策略

锂硫电池具有高理论比容量( 1675 mAh /g) 和高能量密度( 2600 Wh /kg),被认为是极具应用潜力的电池体系,因此被广泛研究和关注。然而硫的导电性差、利用率低以及多硫化物的穿梭效应等问题使得锂硫电池的循环性能不理想。为了克服穿梭效应的影响,近年来很多研究工作集中在功能隔膜的设计制备研究方面,通过修饰的隔膜抑制穿梭效应,提高Li-S电池循环稳定性。本文总结了二维(2D)材料修饰隔膜方面的最新研究进展,并对未来的研究方向提出了思考并进行了展望。     

相转化法制备陶瓷涂层改性锂离子电池隔膜

以聚乙烯（PE）隔膜为基底，涂覆聚偏氟乙烯（PVDF）和纳米氧化铝（nanoAl2O2），通过相转化的方法形成多孔陶瓷涂层，以改善聚乙烯隔膜对电解液的润湿能力、吸液能力及其热稳定性和电化学稳定性。结果表明：当涂层溶液中ω（PVDF）-0．15，72）（nano—Al2O2）-0．3时，改性隔膜的吸液率比纯PE隔膜提高了211．5％，水接触角降低了41．3°，热分解温度和电化学稳定窗口分别提高了73．4℃和0．2V。电池的容量保持率达到96．17％，而纯PE隔膜的只有85．78％。改性后隔膜的润湿能力、稳定性、安全性以及循环性能都有较大程度的提高。     

氧缺位结构介孔二氧化钛/聚乙烯复合隔膜在锂硫电池中的应用

采用两步溶液法合成了一种具有高度氧缺位的黑色介孔二氧化钛, 并将其涂覆在隔膜表面作为锂硫电池复合隔膜, 研究了其在锂硫电池中的电化学性能. 结果表明, 氧缺位的黑色介孔二氧化钛材料不仅展现出良好的导电性, 还能加强对多硫化物的物理和化学吸附能力, 从而显著提高锂硫电池的放电比容量(0.1C倍率下首次放电比容量为1257 mA·h/g)和循环性能(循环100次后放电比容量为821 mA·h/g).     

千瓦级熔融碳酸盐燃料电池堆

1.5kW级熔融碳酸盐燃料电池（molten carbonate fuel cell,MCFC）堆由15个电极面积为250mm×400mm的单电池组成.系统采用内部分配方式供给气体,通过设在电池堆上、下部和四个侧面的电炉丝进行加热.在常压和650℃条件下,分别以氢气和空气作燃料和氧化剂,经过4次热循环,电池堆的开路电压依然保持在16.33V,在运行144h后,电池堆在150mAcm^-2放电时,其峰值输出功率为1.48kW,在工作电压10.5V（平均每个单电池的工作电压为0.7V）条件下输出功率基本不变,达到825W.     

首届全国化学类专业研究生化学课程与教学研讨会暨全国化学类专业研究生教育论坛纪要

高中化学电化学部分以氯碱工业为例,讨论了用阳离子交换树脂隔膜电解槽电解饱和食盐水时在电解池阴极区和阳极区发生的变化及其原理.     

Preparation and characterization of in-plane polarized PZT piezoelectric diaphragms

The preparation and characterization of in-plane polarized lead zirconate titanate （PZT） piezoelectric diaphragms for sensors and actuators applications are demonstrated in this letter. The single phase PZT films can be obtained on SiO2-passivated silicon substrates via sol-gel technique, in which PbTiO3 （PT） films are used as seed layers. Al reflective layer is deposited and patterned into concentric interdigitated top electrode by lithographic process, subsequently. The diaphragms are released using orientation-dependent wet etching （ODE） method. The size of the diaphragms is 5 mm in diameter and the outer interdigitated （IDT） electrode diameter （4.25 mm） is fixed at 85~ of the diaphragm diameter. The three-dimensional （3D） profiles results indicate that the measured maximum central deflection at 15 V is approximately 9 μm. Sensing measurements show that the capacitance continually decreases with an increase of applied force, while the case of induced charge exhibits a reverse tendency.     

拉伸外场作用下热定型工艺对湿法隔膜微观结构及性能影响关系研究

在湿法隔膜制备过程中,热定型工艺与常规热定型工艺有所不同,在高温处理同时还需要对隔膜进行拉伸回缩,即湿法隔膜在热定型过程中存在拉伸外场和温度场耦合作用.本文通过设计不同拉伸比与回缩比,研究了热定型工艺中拉伸外场(拉伸比、回缩比)对隔膜微观结构及宏观热收缩性能的影响关系.结果 发现,小的拉伸比(≤1.3)仅作用于聚乙烯的...     

可制备透明紫外阻隔膜的可聚合木质素的研究

作为制浆造纸业的副产物,由于溶解性太差,工业木质素在大规模、增值利用方面一直面临巨大挑战。本文中,通过10-十一碳烯酰氯（11ene）与脱碱木质素（DAL）的羟基进行酯化反应,合成了三种具有不同取代度的可聚合物木质素（DAL-11ene-1、DAL-11ene-2和DAL-11ene-3）。通过1H NMR、FTIR和UV-vis吸收光谱对其结构进行了表征。通过31P NMR测定了羟基取代度。研究发现,引入取代基后三种目标产物在商用丙烯酸酯单体HDDA中的溶解性均获得不同程度的改善,其中取代度最高的DAL-11ene-3在HDDA中的添加量可以达到10 wt%。将DAL-11ene-3以1–5 wt%的比例掺入预聚物配方中,经光固化制备了五种聚合物薄膜（DLE1–DLE5）,对其紫外阻隔性能、光稳定性、热稳定性、表明形貌进行了研究。结果表明,五种薄膜均表现出优异的紫外阻隔性能,能阻挡所有UVC和UVB光以及大部分UVA光,其中掺入量最高的DLE5膜的紫外阻隔效果最好,可以阻挡超过95%的UVA光并且具有较好的光稳定性。此外,五种薄膜在可见光区具有很高的透过率。进一步地,将预聚物键合到烷基化的玻璃基底上,制备了五种相应的玻璃涂层（DLE1-DALE5）,并对其表面润湿性和机械性能进行了评价。玻璃基底上的聚合物涂层表现出更高的硬度和模量以及更疏水的性能。这项工作提出了一种可行的方案来实现木质素的增值利用并有望应用于生活中的各类防紫外薄膜或涂层。     

锂离子电池安全性保护措施研究进展

锂离子电池最常见的安全性问题主要出现在电解液和隔膜.热失控是导致锂离子电池产生安全事故的主要原因.改变电解液组分、增加电解液组分、引入阻燃添加剂等措施,能够有效缓解并抑制热效应,降低可燃性.改性聚烯烃隔膜是提高隔膜热稳定性的简单方法,使用高熔点的聚合物或无机材料对隔膜进行修饰,其本质类似于给隔膜穿上一层“外骨骼”,用来抵御热冲击和机械冲击.隔膜在保证具备基本功能的同时,还要更加环保,逐步转向可持续的生物质材料.本文针对近年来锂离子电池的安全保护措施进行了综述,主要包括近几年内部保护措施和外部保护措施的相关研究和探索方面的成果.详细介绍了最近报道的不易燃电解液、阻燃添加剂、隔膜、正极材料、限流设备和电池管理系统的作用机理和研究进展,并展望了未来锂离子电池安全性研究的发展方向.     

锂离子电池隔膜的功能化改性及表征技术

随着锂离子电池在动力和规模化储能等新能源领域应用的不断拓展,具有特殊功能且满足特定使用需求隔膜的设计准则、制备/改性方法及表征技术亟需系统深入研究。针对锂离子电池高性能和高安全性的要求,研究人员已通过结构设计和表面化学改性等策略优化了隔膜的本征特性,并通过系列表征技术探讨了隔膜的功能化改性对锂离子电池电化学性能的影响。基于以上背景,本文从离子传输、枝晶形核与生长、及安全性能三个方面详细探讨了隔膜对电池性能影响的关键因素及其改性方法,并系统总结了隔膜结构、物化特性、力学性能、热学性能以及电化学性能的表征技术,以期为功能隔膜的合理设计,从而优化锂离子电池性能提供理论和实践指导。同时,本文对隔膜未来的进一步研究和发展提出了展望。