电解液组成对尖晶石LiMn_2O_4中锂离子嵌脱过程的影响

运用电化学阻抗谱(EIS)研究了尖晶石LiMn2O4正极在1mol·L-1LiPF6-EC(碳酸乙烯酯)∶DEC(碳酸二乙酯)∶DMC(碳酸二甲酯),1mol·L-1LiPF6-EC∶DEC∶EMC(碳酸甲乙酯)和1mol·L-1LiPF6-EC∶DMC三种不同电解液中,-20-20℃范围内的阻抗谱特征随温度的变化.研究结果表明,温度强烈影响尖晶石LiMn2O4正极的阻抗谱特征,而电解液组成对尖晶石LiMn2O4正极阻抗谱特征的影响较小,但电解液组成对锂离子在尖晶石LiMn2O4正极中嵌入脱出过程相关动力学参数影响较大.测得尖晶石LiMn2O4正极在上述三种电解液中,锂离子迁移通过固体电解质相界面(SEI)膜的离子跳跃能垒平均值分别为7.60、16.40和18.40kJ·mol-1;电子电导率的热激活化能平均值分别为44.77、35.47和68.06kJ·mol-1;嵌入反应活化能平均值分别为52.19、46.19和69.86kJ·mol-1.     

温度对LiCoO2中锂离子嵌脱过程的影响

摘要 运用EIS研究了LiCoO2正极在1M LiPF6-EC:DEC:DMC和1M LiPF6-PC:DMC+5%VC电解液中0~30℃范围内阻抗谱特征、SEI膜阻抗、电子电阻和电荷传递电阻等随温度的变化。结果表明,LiCoO2正极的EIS谱特征与温度有关,随温度的升高其低频区域在1M LiPF6-EC:DEC:DMC和1M LiPF6-PC:DMC+5%VC电解液中分别于10和20℃出现反映锂离子固态扩散的斜线。LiCoO2正极在 1M LiPF6-EC:DEC:DMC和1M LiPF6-PC:DMC+5%VC电解液中,锂离子迁移通过SEI膜的离子跳跃能垒平均值分别为37.74和26.55KJ/mol;电子电导率的热激活化能平均值分别为39.08和53.81KJ/mol;嵌入反应活化能平均值分别为68.97和73.73KJ/mol。     

LiF和LiCl对石墨电极电化学性能的影响

六氟磷酸锂是目前商品化锂离子电池中使用最广泛的电解质锂盐,LiF和LiCl是除水和酸之外六氟磷酸锂产品中最重要的杂质.运用扫描电子显微镜（SEM）、充放电、循环伏安法（CV）以及电化学阻抗谱测试（EIS）等研究了LiF和LiCl对石墨电极电化学性能的影响.充放电结果表明,在1 mol/L LiPF₆-EC：DEC：DMC电解液中添加饱和的LiF,可以显著提高石墨电极的充放电可逆容量并改善其循环性能,而在1 mol/L LiPF₆-EC：DEC：DMC电解液中添加饱和的LiCl,虽也可提高石墨电极的首次充电容量,但严重恶化石墨电极的充放电循环稳定性.CV结果表明,电解液中LiF、LiCl的存在对EC的还原分解过程影响较小.但SEM和EIS的结果指示,LiF、LiCl对石墨电极表面SEI膜的形成过程影响较大.在添加饱和LiF的电解液中石墨电极表面形成的SEI膜较薄且电阻较小,进而提高了石墨电极的可逆循环容量及改善了其循环稳定性;但在饱和的LiCl电解液中石墨电极表面形成的SEI膜较厚且电阻较大,严重恶化石墨电极的电化学循环稳定性.     

尖晶石LiMn2O4中锂离子嵌入脱出过程的电化学阻抗谱研究

运用电化学阻抗谱(EIS)研究了尖晶石LiMn2O4电极的首次充放电过程. 发现EIS谱高频区域拉长压扁的半圆是由两个半圆相互重叠而成的, 分别归属于与锂离子通过固体电解质相界面膜(SEI膜)的迁移和与尖晶石LiMn2O4材料的电子电导率相关的特征. 通过选取适当的等效电路, 对实验所得的电化学阻抗谱数据进行拟合, 获得尖晶石LiMn2O4电极首次充放电过程中SEI膜电阻、电子电阻和电荷传递电阻等随电极极化电位变化的规律. 根据研究结果提出了嵌锂物理机制模型.     

电解液添加剂硫酸亚乙酯对锂离子电池性能的影响

在1 mol/L LiPF₆/碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯+碳酸甲乙酯（体积比1∶1∶1）电解液中,采用恒流充放电测试、循环伏安法（CV）、扫描电子显微镜（SEM）、能量散射光谱（EDS）、电化学阻抗谱（EIS）等测试技术,研究了添加剂硫酸亚乙酯（DTD）对锂离子电池性能及石墨化中间相碳微球（MCMB）电极/电解液界面性质的影响。 结果表明,在电解液中引入体积分数0.01%DTD后,MCMB/Li电池可逆放电容量从300 mA·h/g提高至350 mA·h/g,电池总阻抗降低,循环稳定性提高。CV测试发现,在首次还原过程中,DTD在电极电位1.4 V左右（vs Li/Li⁺）发生电化学还原,参与了MCMB电极表面固体电解质相界面膜（SEI膜）的形成过程。 同时,DTD对LiMn₂O₄电极性能无不良影响。     

含PyR14TFSI电解液LiMn2O4正极高温电化学性能

利用差示扫描量热仪（DSC）、电化学工作站、BTS电池测试系统、X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线能量色散谱（EDS）等方法,研究了含离子液体N-甲基丁基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)亚胺盐（PyR₁₄TFSI）电解液性能以及LiMn₂O₄电极高温电化学性能. 结果表明,随着1 mol·L^-1 LiPF₆ EC/EMC/DMC（1:1:1,by volume）中PyR₁₄TFSI添加量的增大,电解液的电导率逐渐增大,添加量为2.5%（by mass）时,电解液DSC曲线由89.3 ^oC、201 ^oC、224 ^oC三个强吸热峰变为116.6 ^oC和244.3 ^oC两个强吸热峰;50 ^oC下,LiMn₂O₄倍率性能显著提高,2C放电比容量提高16 mAh·g^-1,100循环周期后容量保持率为88.3%（提高2.2%）. PyR₁₄TFSI添加有利于电极结构的稳定.     

硬碳材料电极首周嵌钠过程的电化学阻抗谱研究

运用电化学阻抗谱（EIS）研究了硬碳材料电极嵌钠的过程,发现EIS谱由两个半圆和一条斜线组成,两个半圆可归因于接触阻抗和钠离子通过固体电解质界面膜（SEI膜）扩散的过程和电荷传递的过程,斜线域则反映了钠离子在硬碳材料颗粒内部的固态扩散相关的斜线.通过选取适当的等效电路,对实验结果进行拟合,可以得出硬碳电极首周嵌钠过程中SEI膜电阻、电子电阻等随电极极化电位的变化规律.     

锂离子电池的电化学阻抗谱分析

电化学阻抗谱(EIS)是研究电极/电解质界面发生的电化学过程的最有力工具之一,广泛应用于研究锂离子在锂离子电池嵌合物电极活性材料中的嵌入和脱出过程。本文从分析嵌合物电极的EIS谱特征入手,探讨了电化学阻抗谱中各时间常数的归属问题,重点讨论了与锂离子嵌脱过程相关的动力学参数,如电荷传递电阻、活性材料的电子电阻、扩散以及锂离子扩散迁移通过固体电解质相界面膜(SEI膜)的电阻等,对电极极化电位和温度的依赖关系。     

“Water-in-salt”聚合物电解质制备及其电化学性能研究

为提高柔性锂离子电池安全性和循环稳定性能,本实验以自由基聚合结合冷冻干燥得到的聚丙烯酰胺膜为电解质载体,引入21 mol·kg^-1 LiTFSI 高浓度电解液,得到“water-in-salt”聚合物电解质。通过聚合物膜的形貌和孔道结构表征,红外光谱分析,离子电导率及电化学稳定窗口测试等对其基本物化特性进行了研究。冷冻干燥得到的聚丙烯酰胺膜内部具有大量微孔结构,有利于电解液的载入。将该吸附了电解液的聚合物电解质膜与锰酸锂(LiMn₂O₄)正极和磷酸钛锂(LiTi₂(PO₄)₃)负极组装全电池进行充放电性能测试。结果表明,制得的柔性聚合物电解质具有良好的拉伸性能,高离子电导率(20°C,4.34 mS·cm^-1)和宽电化学稳定窗口(3.12 V)。以“water-in-salt”聚合物电解质为隔膜组装的LiMn₂O₄||LiTi₂(PO₄)₃ 全电池表现出优异的倍率性能和长循环稳定性。     

亲锂电解液在LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2／Li二次锂金属电池中的电化学性能

金属锂电池被认为是具有良好前景的下一代高能量密度电池。然而,传统的碳酸酯类电解液与锂的亲和性差,在循环过程中由于锂枝晶的生长和固体电解质膜（SEI）的不稳定导致金属锂电池性能快速衰减。采用1.2 mol／L六氟磷酸锂（LiPF₆）／二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）／氟代碳酸乙烯酯（FEC）／碳酸二乙酯（DEC）,并添加了双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）作为电解液,对其在LiNi_0.6Mn_0.2Co_0.2O₂／40 μm-Li（单位面积上负／正极材料的实际容量的比N／P＝2.85）电池中的电化学性能进行了研究。LiNi_0.6Mn_0.2Co_0.2O₂／40 μm-Li电池表现出优异的循环稳定性（循环120圈后,容量保持率>93%）和倍率性能（3C倍率下放电比容量为110 mA·h／g）。良好的电化学性能主要归因于该电解液可以在金属锂表面形成致密且稳定的SEI,并抑制锂枝晶的产生。     

Manipulating the Flow of Nanoconfined Water by Temperature Stimulation

The manipulation of a nanoconfined fluid flow is a great challenge and is critical in both fundamental research and practical applications. Compared with chemical or biochemical stimulation, the use of temperature as controllable, physical stimulation possesses huge advantages, such as low cost, easy operation, reversibility, and no contamination. We demonstrate an elegant, simple strategy by which temperature stimulation can readily manipulate the nanoconfined water flow by tuning interfacial and viscous resistances. We show that with an increase in temperature, the water fluidity is decreased in hydrophilic nanopores, whereas it is enhanced by at least four orders of magnitude in hydrophobic nanopores, especially in carbon nanotubes with a controlled size and atomically smooth walls. We attribute these opposing trends to a dramatic difference in varying surface wettability that results from a small temperature variation.     

Phosphorylcholine-based polymers and their use in the prevention of biofouling

This article provides an overview of work carried out on the synthesis and non-fouling properties of phosphorylcholine (PC)-containing polymers. The concept of biomimicry is outlined and the major classes of synthetic PC-based materials described. Studies on the interaction of these materials with various proteins are collated and the mechanism for their protein-resistant nature is discussed. Similarly, cellular interactions are also reviewed, with ex-vivo and in-vivo clinical data provided to demonstrate the usefulness of these materials for improving the properties of medical devices.     

Relationship between the minute structure and the lodging resistance of rice stems

The aim of this experiment is to measure the morphological and mechanical properties, and to analyze the relationship between the morphology and lodging resistance of several different kinds of rice stem. Choose the typical species of tall, mid and short stem and hybrid rice, ten individual plants each species (all should be caulis), and when paddies are full heading, intercept the third internode above the ground. The minute structure characteristics include the size of outer diameter, Culm wall thickness, and the number of big and small vascular bundles. Mechanical properties include the tensile breaking point and the tensile elastic modulus. Based on the above characteristics it is concluded that the middle stem has the highest lodging resistance. Thus when we select the high-yield and lodging resistance species, the middle and rigid stem should be considered.     

Shortening of Amino Acids from C-terminal of PZase as Basis of Pyrazinamide Resistance in P14 Isolate of Mycobacterium Tuberculosis Strain

Pyrazinamide (PZA) is one of the mainstays WHO-recommended drugs for therapy of tuberculosis (TB). The emergence of PZA resistance in clinical isolates of M. tuberculosis is often associated with pncA gene mutations encoding PZase. A local clinical isolate of Mycobacterium tuberculosis strain showed phenotipe resistant to PZA at concentration of 10 μg/mL. The ORF of pncA gene of the isolate showed deletion of guanine base at position 81, then followed by shortening of 70 amino acids from C-terminal of PZAse which has 186 amino acid residues. The mutant of PZase took frame shift of amino acids after the residue at position 27. The pncA gene mutation at the level of genotype, that produced a physical-chemical alteration of the active site or the metal-binding site of PZase, in this case perturbing or lossing its activity was proposed as trigering the PZA resistance in P14 clinical isolate of M. tuberculosis strain.     

无缺陷环氧化反式-1,4-聚异戊二烯新型合成法与性能研究

在水相悬浮法的基础上,采用实验室自制的环氧化剂在弱碱性条件下合成环氧化反式-1,4-聚异戊二烯(ETPI),并且对实验的条件进行了探索,对合成出的ETPI的结构与性能进行了研究。结果表明,在反应体系中加入适当的乙酸乙酯或氯仿可以提高环氧度。其中,加入乙酸乙酯的体系中最高可获得32%的环氧度,加入氯仿的体系最高可以获得51%的环氧度。相比于传统法(采用过氧甲酸或过氧乙酸作为环氧化剂),本合成法合成出的ETPI产品均一,不会像传统合成法那样发生开环、链断裂和呋喃环形成等副反应。采用该法制备的ETPI生胶的最大拉伸强度在20MPa以上,远高于用传统方法制备的ETPI生胶(近7倍)。对ETPI的性能测试表明,随着环氧度的升高,ETPI的抗湿滑性不断提高,而滚动阻力变化不大。耐油实验表明,当环氧度大于15%时,ETPI的耐油性有明显提升。