原位电化学合成铁基电极材料及其超级电容器性能

采用胶体纳米粒子为模型进行研究。假设活性阳离子均匀分布在导电碳与粘结剂中,电解液离子的渗入可以原位形成活性胶体团簇。通过原位电化学方法合成了不同组成的铁基超级电容器电极材料。在不同的阳离子电解液中,铁胶体离子电极的电容不同,其中在KOH、NaOH、LiOH电解液中分别为1 113、927、755 F·g^-1。通过胶体的介尺度结构构筑,实现离子到材料性能的跨尺度可控调节。通过对胶体模型的拓展,提供了原位组成调节到材料性能跨尺度调控的新方法。     

胶体离子超容电池体系中的尺度与反应

寻求兼具高能量密度和高功率密度的储能器件是电化学储能领域一直以来的发展目标,也是应对全球能源危机发展可再生能源的有效举措.胶体离子超容电池体系基于电极材料水平上的创新,将电池的高能量密度和超级电容器的高功率密度及长循环寿命集结于一体,是极具发展前景的一种新型储能体系.胶体离子超容电池体系的优异电化学性能源于其活性物质的多尺度与反应特性,这要求从微观上的化学尺度到宏观上的器件系统尺度对整个电化学单元实现多尺度调控以及复杂的原位耦合反应设计.在前期工作的基础上,从尺度和反应两个重要方面重新审视胶体离子超容电池体系产生优异电化学性能的本质.     

Na3AlF6-Al2O3熔盐体系中ZnFe2O4基阳极的电化学行为

研究了ＺｎＦｅ２Ｏ４基阳极在Ｎａ３ＡｌＦ６－Ａｌ２Ｏ３熔盐体系中的电化学稳定性，讨论了电极的析氧历程并得到了析氧过电位与阳极表观电流密度之间的Ｔａｆｅｌ关系式，η＝０．１２＋０．０５２ｌｏｇｉ（ｉ＝０．０１５－０．４４Ａ／ｃｍ＾２）用三角波电位扫描法测定了电极析氧过程的伏安曲线。     

铌酸锂晶体性能的组成依赖性(英文)

总结了铌酸锂晶体的各项性能指标,显示了其对晶体实际组成的强烈依赖性.利用化学键模型定量地解释了这种依赖性产生的根源,从而说明了制约该晶体性能提高的关键因素是晶体结构中的缺陷控制.     

硼原子的键合形式对硼酸盐晶体非线性光学行为的影响

在几种具有典型复杂结构的硼酸盐晶体中 ,从硼原子的键合形式出发讨论了不同键合情况下的B—O键对硼酸盐晶体的非线性光学行为的具体影响。结果表明 ,晶体中B—O键的键合形式是制约硼酸盐晶体非线性光学行为的重要因素。     

结晶生长的化学键合理论及其在稀土晶体快速生长中的应用

高温稀土晶体的快速生长能够在很大程度上降低晶体的生长成本,然而过快的生长速度会造成熔体上方过冷,带来晶体开裂等严重的质量问题.本文从生长界面处的微观化学键合结构出发研究晶体的可控生长过程,理论上证明了结晶热力学和动力学协同控制晶体生长界面处的化学键合过程.计算结果表明界面处化学键合结构在单晶生长中具有决定性作用.本文还从轨道杂化的角度研究了稀土离子的成键特性,可用于研究稀土离子在生长界面处的化学键合结构.针对大尺寸稀土氧化物晶体,结晶生长的化学键合理论可以定量优化晶体的系列生长参数,将各向异性的结晶热力学表达和各向同性的结晶动力学表达控制在不同尺度区间,实现高品质稀土晶体快速生长.     

结晶生长的化学键合理论

针对一般晶体的生长过程,在测定相应溶液(熔体)组成结构的基础上,我们引入了晶体生长过渡相区的概念,并采用键价模型来衡量生长过程中发生变化的化学键的键强度。过饱和溶液(熔体)中的生长单元经过生长过渡相区时,依据彼此之间弱的化学键合作用来微调其内部强的化学键,并以单个生长单元或者生长单元的简单连接体的形式键合进入晶格。在整个结晶生长过程中,生长单元之间弱的键合作用对整个结晶过程(生长速度、晶相的形成)起着决定性作用;同时,中等强度的化学键在生长过渡相区中的变化情况对晶体的最终形貌具有重要影响。     

胶体离子超级电容器

超级电容器具有功率密度大、循环寿命长等优点,但同时面临着能量密度低等缺点. 胶体离子超级电容器是最近开发的一种新型赝电容器,同时具有高功率密度和高能量密度的特点. 胶体离子超级电容器能够充分利用多价态金属阳离子的多电子氧化还原反应,完全释放储存的潜在电能,从而提高超级电容器的能量密度. 由于胶体离子的存在,缩短了电子、离子的扩散长度,加快了氧化还原反应动力学,从而保持高的功率密度. 本文主要介绍胶体离子超级电容器的发展过程、最新研究进展以及需要进一步开展的研究工作,作者希望从一个新的角度去研究发展下一代高性能电化学储能设备,实现新的突破.     

胶体离子超级电容器的比容量评价

胶体离子超级电容器作为一种新型的超级电容器,其同时具有能量密度和功率密度高的独特优势。 目前已经发展了包括多种过渡金属阳离子和稀土阳离子,例如Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Sn²⁺、Sn⁴⁺、La³⁺、Ce³⁺、Er³⁺和Yb³⁺的胶体离子超级电容器体系。 在电化学反应中,识别出电活性物质的存在形式对研究电极反应机理和提高比容量具有重要价值。 本文主要通过对电活性物质比容量的探讨,理解这种新型胶体离子超级电容器的电化学储能机理。 评述了胶体离子超级电容器的比容量核算方式,提出了以阳离子为标准核算比容量的原因,并与传统超级电容器的核算方式进行了比较,表明胶体离子超级电容器在提高能量密度方面具有潜在优势,有望突破现有电化学储能设备的技术瓶颈,实现下一代高能量储能器件的开发。