尖晶石型钛酸锂负极材料的研究现状

对尖晶石型钛酸锂(Li4Ti5O12)的研究现状进行了综述。重点介绍了解决Li4Ti5O12倍率性能的途径,同时对其可能的胀气原因作了分析。参考文献32篇。     

钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池:光学模拟的研究进展

近几年,钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池发展迅速,效率已经从13.7%提升到29.1%.由于叠层电池器件的制作工艺复杂,而叠层太阳电池中的光学损失对转换效率的影响很大,所以通过光学模拟进而获得高效电池至关重要.本文首先从商业软件和自建模型两方面概述了光学模拟的方法,接着从反射损失和寄生吸收两方面针对光学模拟研究进展进行了总结和分析,最后指出了叠层电池光学模拟过程中需要注意的问题.钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的转换效率极限最高可达40%,具备很大的提升空间,结合模拟工作的研究,叠层电池的发展将会取得更大的进步.     

聚吡咯/氧化钒@硫正极材料制备及其在锂硫电池中的应用

采用聚吡咯/中空氧化钒@硫(PPy/H-V2O5@S)作为锂硫电池正极,其中间层极性V2O5中空球壳为硫的体积膨胀提供足够的空间并通过化学键固定多硫化物,外层聚吡咯对多硫化物的扩散起双重固定作用,并作为导电骨架提高正极导电性,共同提高正极对硫化物的固定作用,提高电池循环稳定性.PPy/H-V2 O5@S正极在0.5C、1C、2C、4C电流密度300次循环后,放电容量分别保持在825.6 mA·h·g-1、673.6 mA·h·g-1、625.1mA·h·g-1、583.3 mA·h·g-1,库伦效率保持在98;以上,展现出极好的循环稳定性.     

大学化学本科教学中综合化学实验的设计——锂离子电池制作

将CR2032型锂离子电池的制作及电化学性能测试实验设计为大学化学本科生的综合实验并将其应用于本科教学中，建立起基于锂离子电池用正极材料的合成、表征、电极制备及电池组装和性能测试的综合性开放实验。实验以无机材料制备为实验基础，以电化学原理为理论基础，通过文献查阅、确立合成路线、材料制备及表征、锂离子电池制作与测试等多项综合实验内容，使学生了解目前常见的正极材料种类、合成方法、电池的基本结构以及电池性能的测试方法。在教学过程中以学生主动探索为主体，培养学生的科学探究素养，锻炼学生查阅文献、自主设计实验和合作开发的能力。     

锂离子电池柔性负极材料CoO纳米线@C/碳布复合材料

本文提出了一种简便、可规模化制备CoO纳米线@C/碳布(CC)复合材料的方法，该复合材料可用作无粘结剂锂离子电池负极。首先通过简单的水热和煅烧法制备了CoO纳米线@碳布复合材料，再通过葡萄糖溶液浸渍和煅烧获得具有三维立体结构的CoO纳米线@C/CC复合电极材料。碳包覆的CoO纳米线均匀地分散在碳布上，形成导电的碳网络。在碳布上原位生长的CoO纳米线可以有效缩短锂离子的转移路径，降低接触电阻。碳涂层厚度约为1 nm,显著抑制了锂离子嵌入/嵌出过程中活性材料的粉碎，以及CoO在电解液中的直接暴露。结果表明CoO纳米线@C/CC复合材料用作锂离子电池的无粘结剂负极时，具有良好的充放电性能和循环稳定性。电流密度为1 A·cm^-2时，200次循环后的比容量为863 mAh·cm^-2(容量保持率75.83%)。本研究为柔性锂离子电池负极材料的制备提供了一种可行的新选择。     

Densification and lithium ion conductivity of garnet-type Li7-xLa3Zr2-xTaxO12 （x=0.25） solid electrolytes

The garnet-type Li7La3Zr2O12 ceramic is a promising solid electrolyte for all-solid-state secondary lithium batteries. However, it faces the problem of lithium volatilization during sintering, which may cause low density and deterioration of ionic conductivity. In this work, the effects of sintering temperature and addition on the density as well as the lithium ion conductivity of Li7-xLa3Zr2-xTaxO12 (LLZTO, x=0.25) ceramics prepared by solid state reaction have been studied. It is found that optimization of the sintering temperature leads to a minor increase in the ceramic density, yielding an optimum ionic conductivity of 2.9×10-4 S·cm-1 at 25℃. Introduction of Li 3 PO 4 addition in an appropriate concentration can obviously increase the density, leading to an optimum ionic conductivity of 7.2×10-4 S·cm-1 at 25℃. This value is superior to the conductivity data in most recent reports on the LLZTO ceramics.     

Na3V2(PO4)2O2F的合成及其在钠离子电池中的应用

目前,合成Na₃V₂(PO₄)₂O₂F(NVPF)材料的方法包括高温固相法、水热法、溶剂热法等,这些方法均不利于该材料的大规模工业化生产。本文开发了温和的低温共沉淀法合成NVPF材料,该材料首次放电容量为105.6 mAh·g^-1,首次效率为90.16%。经过简单的热处理过程,可以有效去除由于液相合成带来的结晶水以及吸附在材料表面的羟基,同时还可以提高材料的结晶度,使得材料的首次放电容量提高到124.3 mAh·g^-1,首次效率提高到96.06%。以热处理后的NVPF材料为正极,商业化硬碳为负极组装的全电池表现出了优异的循环性能和倍率性能,1C下循环1200次后容量保持率仍有94.6%,4C倍率下的放电容量仍有基准倍率(0.33 C)的86%。该方法有助于NVPF材料的大规模工业化生产。     

MoS2/SnS异质结太阳能电池的模拟研究

硫化亚锡(SnS)是一种Ⅳ-Ⅵ族层状化合物半导体材料,其禁带宽度与太阳能电池最佳带隙1.5 eV非常接近,并且在可见光范围内光的吸收系数很大(α>10⁴ cm^-1),因此SnS是一种很有应用前景的材料。本文利用太阳能电池模拟软件wxAMPS模拟了MoS₂/SnS异质结太阳能电池,主要研究SnS吸收层的厚度、掺杂浓度和缺陷态等因素对太阳能电池性能的影响。研究发现:SnS吸收层最佳厚度为2 μm,最佳掺杂浓度为1.0×10¹⁵ cm^-3;同时高斯缺陷态浓度超过1.0×10¹⁵ cm^-3时,电池各项性能参数随着浓度的增加而减小,而带尾缺陷态超过1.0×10¹⁹ cm^-3·eV^-1时,电池性能才开始下降;其中界面缺陷态对太阳能电池影响比较严重,界面缺陷态浓度超过1.0×10¹² cm^-2时,开路电压、短路电流、填充因子和转换效率迅速下降。另外,通过模拟获得的转换效率高达24.87%,开路电压为0.88 V,短路电流为33.4 mA/cm²。由此可知,MoS₂/SnS异质结太阳能电池是一种很有发展潜力的光伏器件结构。     

A Simple Interconnection Layer for Tandem Organic Solar Cells with Improved Efficiency and Fill Factor

We demonstrate a simple interconnection layer （ICL） that can be employed in tandem organic solar cells. An ICL with an optimized structure of Ca/Au/MoO3 is used between two sub cells composed of identical regioregularpoly（3-hexylthiophen） （P3HT）：[6,6]-phenyl C61-butyric acid methylester （PCBM） photoactive layers. Power conversion efficiency （PCE） of 3.24% and fill factor （FF） of 68.0% are achieved with such an ICL under simulated sunlight （1 O0 m W. cm- 2 ）. Compared with the best values of devices with ICLs of Ca/Al/MoOa, PCE is improved by 68.9% and FF is improved by 15.5%. The improved performances are attributed to the optical and electrical balances in both sub cells. The presented ICL extracts free charges efficiently from both sub cells thereby suppressing the exaction recombination in each sub cell.