镧掺杂锡酸钡/多壁碳纳米管改性隔膜的制备及其在锂硫电池中的应用

通过将共沉淀法制备的钙钛矿型氧化物镧掺杂锡酸钡(LBSO)与多壁碳纳米管(MCNT)混合均匀,制成浆料,并利用刮涂法将其涂布在商业隔膜Celgard 2500(PP)表面构筑阻挡层,获得改性隔膜(LBSO/MCNT/PP)。基于该改性隔膜的锂硫电池在0.1C下具有高达1 433 mAh·g^-1的初始放电比容量,1C时300次循环后每圈容量衰减率为0.114%;当电流密度提高到3C时,仍具有764 mAh·g^-1的放电比容量,表现出优良的倍率性能和循环稳定性,这主要是由于该阻挡层能够有效抑制多硫化物的穿梭。     

二维二氧化硅改性聚环氧乙烷基固态聚合物电解质用于增强锂离子电池性能

通过改性由酸蚀二维蛭石制备的二维二氧化硅,得到带正电荷的二维介孔二氧化硅(PSN⁺)纳米片,并将PSN⁺用作聚环氧乙烷(PEO)基固体聚合物电解质(SPEs)的填料。由于PSN⁺具有丰富的正电荷,PSN⁺与锂盐解离的阴离子能够有效结合,从而促进锂离子的运输,获得较好的锂离子转移数。在50 ℃时,基于PSN⁺的SPEs表现出较高的离子电导率(7.5×10^-5 S·cm^-1),锂离子迁移数为0.30,稳定电压窗为4.41 V。因此,组装后的LiFePO₄锂电池在50 ℃、0.2C下具有优异的初始放电比容量(155.7 mAh·g^-1),在循环100次后容量保持率为97.1%。     

甘氨酸电解液添加剂对水系锌离子电池电化学性能的影响

水系锌离子电池因其高安全性、高容量、低价格等优点,有望成为下一代规模储能设备。然而,副反应、锌枝晶和有限的使用寿命阻碍了其实际应用。我们将电解质添加剂甘氨酸(Gly)引入到常规水系ZnSO₄电解质中。Gly中的极性基团(—COOH和—NH₂)可以调节Zn²⁺的溶剂化结构,从而重新分配Zn²⁺的沉积以避免枝晶和副反应发生。结果表明,在ZnSO₄电解质中添加50 mmol·L^-1的Gly后(ZnSO₄-Gly),Zn||Zn对称电池在1 mA·cm^-2和1 mAh·cm^-2下,表现出良好的循环寿命(3 000 h),明显高于使用ZnSO₄电解质的性能(300 h)。以ZnSO₄-Gly为电解液的Zn||MnO₂全电池,在比电容和倍率性能方面比无添加剂器件表现得更好。     

铜/石墨烯复合材料的制备及催化性能

采用水热法制备铜/石墨烯(Cu/RGO)复合材料,通过XRD、FTIR、SEM和TEM对材料的结构和形貌进行表征,并考察了复合材料在H_2O_2辅助作用下对次甲基蓝(MB)的催化作用。结果表明,该复合材料中石墨烯所负载的铜颗粒尺寸较小且分布均一,对MB的催化效果良好,0.18 g·L~(-1)复合催化剂在300 min内对MB的脱色效果可达90.7%,经过5次循环仍有88.0%以上。     

二维二氧化硅改性聚环氧乙烷基固态聚合物电解质用于增强锂离子电池性能

通过改性由酸蚀二维蛭石制备的二维二氧化硅,得到带正电荷的二维介孔二氧化硅(PSN⁺)纳米片,并将PSN⁺用作聚环氧乙烷(PEO)基固体聚合物电解质(SPEs)的填料。由于PSN⁺具有丰富的正电荷,PSN⁺与锂盐解离的阴离子能够有效结合,从而促进锂离子的运输,获得较好的锂离子转移数。在50℃时,基于PSN⁺的SPEs表现出较高的离子电导率(7.5×10^-5 S·cm^-1),锂离子迁移数为0.30,稳定电压窗为4.41 V。因此,组装后的LiFePO₄锂电池在50℃、0.2C下具有优异的初始放电比容量(155.7 mAh·g^-1),在循环100次后容量保持率为97.1%。     

铜/石墨烯复合材料的制备及催化性能

采用水热法制备铜/石墨烯(Cu/RGO)复合材料,通过XRD、FTIR、SEM和TEM对材料的结构和形貌进行表征,并考察了复合材料在H₂O₂辅助作用下对次甲基蓝(MB)的催化作用。结果表明,该复合材料中石墨烯所负载的铜颗粒尺寸较小且分布均一,对MB的催化效果良好,0.18 g·L^-1复合催化剂在300 min内对MB的脱色效果可达90.7%,经过5次循环仍有88.0%以上。     

掺氮石墨烯-铜基催化剂的制备及催化性能

采用水热法合成掺氮石墨烯(N/GN),通过超声辅助等体积浸渍法制备掺氮石墨烯-铜基催化剂(Cu-N/GN)。通过XRD、SEM、TEM、N2吸附脱附、XPS和XAES对催化剂的微观结构、形貌及元素组成进行表征,并考察Cu-N/GN对乙炔氢氯化反应的催化性能。结果表明:在催化剂中铜颗粒尺寸较小、均匀分布于N/GN片层上,且铜含量较低(3.6%);Cu-N/GN对乙炔氢氯化反应的催化效果良好,乙炔转化率为68%,氯乙烯选择性为99%。     

钙钛矿型 Ba0.97Ca0.03Sn0.08Ti0.92O3-δ作为多硫化物固定剂在锂硫电池中的应用

制备具有氧空位的钙钛矿结构的Ba_0.97Ca_0.03Sn_0.08Ti_0.92O_3-δ(BCST)材料并将其作为多硫化物的固定剂,通过强的化学键合作用抑制多硫化物(LiPS)穿梭。作为促进LiPS转化的催化剂,BCST/KB/S(KB为科琴黑)正极在0.1C下提供了1 164.3 mAh·g^-1的初始放电容量,以及优异的循环稳定性。经过800次的充放电循环后,平均每次循环的容量衰减率仅为0.052%。     

钙钛矿型Ba0.97Ca0.03Sn0.08Ti0.92O3-δ作为多硫化物固定剂在锂硫电池中的应用

制备具有氧空位的钙钛矿结构的Ba_0.97Ca_0.03Sn_0.08Ti_0.92O_3-δ（BCST）材料并将其作为多硫化物的固定剂，通过强的化学键合作用抑制多硫化物（LiPS）穿梭。作为促进LiPS转化的催化剂，BCST/KB/S （KB为科琴黑）正极在0.1C下提供了1 164.3 mAh·g^-1的初始放电容量，以及优异的循环稳定性。经过800次的充放电循环后，平均每次循环的容量衰减率仅为0.052%。