Failure analysis with a focus on thermal aspect towards developing safer Na-ion batteries

Safety requirements stimulate Na-based batteries to evolve from high-temperature Na–S batteries to room-temperature Na-ion batteries(NIBs).Even so,NIBs may still cause thermal runaway due to the external unexpected accidents and internal high activity of electrodes or electrolytes,which has not been comprehensively summarized yet.In this review,we summarize the significant advances about the failure mechanisms and related strategies to build safer NIBs from the selection of electrodes,electrolytes and the construction of electrode/electrolyte interfaces.Considering the safety risk,the thermal behaviors are emphasized which will deepen the understanding of thermal stability of different NIBs and accelerate the exploitation of safe NIBs.     

快离子导体的物理研究

快离子导体(也称为超离子导体或固体电解质)是指那些离子电导率接近或超过熔盐(或电解质溶液)的一类固体材料。 近十几年来,人们对快离子导体进行了相当广泛的研究。日前这种研究的兴趣正在进一步增长。快离子导体物理学或固体离子学将成为凝聚态物理学的一个重要分支。 本文概述了快离子导体物理的研究现状。全文包括基本概念、实验测量和理论研究三部分。 基本概念部分的主要内容有:快离子导体的分类,结构条件,亚晶格熔化,动态特征,热力学讨论和模型哈密顿量。 实验测量部分的主要内容有:结构研究,电导率测量,非弹性光散射,核磁共振研究和其它物理性质的临界行为(如比热和声学性质)。 理论研究部分的主要内容有:晶格气体模型,连续随机模型和快离子导体中的相变。     

锂离子电池正极材料的结构设计与改性

正极材料是目前锂离子电池中锂离子的唯一或主要提供者,也是锂离子电池能量密度提高和价格降低的瓶颈.本文在简要介绍几类典型的正极材料结构、性能特点及存在的主要问题后,重点介绍本实验室近年来在正极材料的表面改性和结构设计方面的研究进展.     

Ni掺杂对纳米结构牡丹花状CeO2材料催化特性的影响（英文）

制备了一种新型Ni掺杂多层纳米结构牡丹花状CeO2材料,研究了其催化性能,同时与Ni负载牡丹花状CeO2样品进行了比较.结果表明,Ni掺杂CeO2样品具有纳米晶粒和开放的介孔结构,特殊的形貌使其在CO氧化和甲烷部分氧化反应中具有独特的催化特性.Ni掺杂后,CeO2中产生了多余氧空位,同时其氧化还原活性也增强,其在CO氧化反应中的催化活性明显高于纯CeO2和Ni负载CeO2样品;在甲烷部分氧化反应中,牡丹花状CeO2负载3atm%Ni催化剂样品上甲烷转化率高于所有Ni掺杂的催化剂样品.但是在Ni负载型催化剂和花状CeO2催化剂上,甲烷的起始转化温度为400oC,而5.7atm%Ni的掺杂使其降至340oC.     

锂离子电池用富锂层状正极材料

正极材料与负极材料是锂离子电池重要组成部分。目前锂离子电池负极材料比容量通常在300mAh/g以上,而正极材料比容量始终徘徊在150mAh/g。正极材料正在成为锂离子电池性能进一步提升的瓶颈。富锂层状正极材料是一类新型正极材料,其可逆容量在200mAh/g以上,其高容量特性引起人们的广泛关注。这类材料可以用xLi₂MO₃·(1-x)LiM'O₂ (M 为Mn, Ti, Zr之一或任意组合; M'为Mn, Ni, Co之一或任意组合; 0≤x≤1)形式表示。由于其组成与结构的特殊性,这类富锂层状正极材料的充放电机理也不同于其它含锂过渡金属氧化物正极材料。本文介绍富锂层状正极材料的合成、结构与充放电机理,重点介绍近年来通过改性提高其电化学性能方面的研究进展,指出目前富锂材料研究中存在的问题,探讨未来的研究重点。     

Conductivity and applications of Li-biphenyl-1,2-dimethoxyethane solution for lithium ion batteries

The total conductivity of Li-biphenyl-1,2-dimethoxyethane solution(Li_xBp(DME)_(9.65), Bp = biphenyl, DME = 1,2-dimethoxyethane, x = 0.25, 0.50, 1.00, 1.50, 2.00) is measured by impedance spectroscopy at a temperature range from 0℃ to 40℃. The Li_(1.50)Bp(DME)_(9.65) has the highest total conductivity 10.7 m S/cm. The conductivity obeys Arrhenius law with the activation energy(E_(a(x=0.50))= 0.014 eV, E_(a(x=1.00))= 0.046 eV). The ionic conductivity and electronic conductivity of Li_xBp(DME)_(9.65) solutions are investigated at 20℃ using the isothermal transient ionic current(ITIC) technique with an ion-blocking stainless steal electrode. The ionic conductivity and electronic conductivity of Li_(1.00)Bp(DME)_(9.65) are measured as 4.5 mS/cm and 6.6 mS/cm, respectively. The Li_(1.00)Bp(DME)_(9.65) solution is tested as an anode material of half liquid lithium ion battery due to the coexistence of electronic conductivity and ionic conductivity. The lithium iron phosphate(LFP) and Li_(1.5)Al_(0.5)Ti_(1.5)(PO_4)_3(LATP) are chosen to be the counter electrode and electrolyte, respectively. The assembled cell is cycled in the voltage range of 2.2 V-3.75 V at a current density of 50 mA/g. The potential of Li_(1.00)Bp(DME)_(9.65) solution is about 0.3 V vs. Li~+/Li, which indicates the solution has a strong reducibility. The Li_(1.00)Bp(DME)_(9.65) solution is also used to prelithiate the anode material with low first efficiency, such as hard carbon, soft carbon and silicon.     

反胶束法制备直接甲醇燃料电池Pt-Sn/C催化剂及其表征

在水/AOT/环己烷反胶束体系中, 制备了Pt-Sn/C催化剂, 研究了不同ω (反胶束溶液中水与表面活性剂的物质量之比)值对Pt-Sn粒径的影响. 并采用TEM, XRD, XPS, 循环伏安等技术对其进行表征. TEM结果表明合成的Pt-Sn纳米颗粒为球形, 在碳载体表面均匀分布, 粒径分布窄, 平均粒径为2.7 nm. Pt-Sn颗粒尺寸随着ω的增加而增大. XRD结果表明该催化剂中Pt具有面心立方结构且没有与Sn形成合金. XPS结果表明在该催化剂中, Pt主要以零价态存在. 在甲醇溶液中的循环伏安扫描结果表明, 甲醇氧化峰电位和峰电流随着ω的增加而减小, 说明反胶束方法可以通过控制颗粒尺寸, 从而影响催化剂的电氧化活性. 相对于商用Pt-Ru/Vulcan XC-72 (20 wt%, E-TEK公司), 该催化剂具有较低的峰电势以及较高的I_f/I_b (循环伏安曲线中正向扫描峰电流与反向扫描峰电流的比值), 这表明用此方法制备的Pt-Sn/C催化剂具有较好的抗中毒能力.     

V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡与导电塑料复合电极上的反应机理(英文)

应用循环伏安、极化曲线和交流阻抗等电化学方法研究了V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡复合电极上反应的速控步骤.结果表明,V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡电极上的反应属准可逆过程,且氧化过程包含有后置化学转化步骤;该过程Tafel斜率的实验值为0.124,而理论计算的,以电化学步骤作为控制步骤的Tafel斜率约0.12,两者吻合很好,表明该氧化过程受电化学步骤控制;以等效电路拟合不同极化电位下的交流阻抗,得出该电化学反应阻抗远大于其他阻抗,意味着电化学过程可能是电极反应的控制步骤,与实验得到的极化曲线分析结果相一致.     

Bi—Sr—Ca—Cu—O体系中的120K超导相研究

本文报道了在 Bi-Sr-Ca-Cu-O 体系中发现120K 相的实验结果.样品的电阻在130K 时开始超导转变,在120K 时下降到约为130K 时的8%,最后在98K 出现零电阻.文中对样品进行了相分析和显微结构观察.     

影响聚合物离子导体电导率的一些因素

本文研究了极性基团浓度、碱金属盐阳离子和阴离子尺寸对均聚物聚环氧氯丙烷(PECH)和共聚物聚环氧氯丙烷-聚环氧乙烷(PECH-PEO)电导率的影响。对锂盐络合物,极性基团浓度增高,电导率降低。钠盐络合物则正好相反,极性基团浓度越高,电导率越高。碱金属盐阳离子和阴离子尺寸对聚合物离子导体电导率都有明显影响。所研究的聚环氧氯丙烷与三种碱金属盐络合物PECH-MI(M=Li,Na,K)的电导率数据表明,钠盐络合物的电导率最高,锂盐和钾盐络合物的电导率较低。碱金属盐阴离子越大,PECH络合物的电导率越低。此外,还 关键词：