铌多酸三维框架材料的研究进展

铌多酸三维框架材料是近年来无机合成化学与材料化学领域的研究热点. 该类材料不但可以将铌多酸的优异特性与框架结构的优点复合起来, 而且在光催化、 主客体化学、 能源转化等领域具有重要的应用前景. 本文总结了近10年来铌多酸三维框架材料的研究进展, 包括了该类材料的合成策略、 结构调控、 性质及应用探索. 此外, 还对当前该类材料的发展所面临的挑战进行了总结, 并对其发展前景进行了展望.     

普鲁士蓝及其类似物作为钠离子电池正极材料的研究进展

普鲁士蓝及其类似物具有独特的开放框架结构、丰富的储钠位点及较大的钠离子迁移通道,是最有商业化前景的钠离子电池正极材料之一.该类材料主要是利用共沉淀法或单一铁源自分解的方法合成.其超低的沉淀溶解平衡常数导致该类材料在制备过程中极易产生晶格缺陷和结晶水,造成比容量低、倍率能力欠佳和长期稳定性差.本文主要介绍了普鲁士蓝及其类似物材料的结构特征及其电化学特性,综述了该类材料的制备和改性方法,并对其作为钠离子电池正极材料的发展进行了展望.这一综述将推动普鲁士蓝材料在钠离子电池中的进一步研究,尤其是其新兴商业化进展.     

掺稀土铝酸锶基质的制备及XRD表征

铝酸锶—铕体系材料是目前研制出最成功的光致材料,在国内外对于该类发光材料的研究也比较多,但是,这方面的研究多偏重于余辉长短和发光机理方面［1～7］,至于反应温度及掺入少量稀土对铝酸锶基质的形成有何影响却鲜有报道,一般认为SrA1204基质对该类材料的发光有重大影响［2］.     

聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的性能

取合物／层状硅酸盐纳米复合材料是近十年发展起来的一类新型材料，即使硅酸盐纳米填料的含量很低，一般在5％（wt）以下，就使该类材料具有许多优良的性能，如杨氏模量，储能模量，热稳定性，气体阻隔性及阻燃性等均有较大的提高。本文综述了该类材料的性能。     

聚合物基纳米复合材料性能及理论研究

对近些年来国内外聚合物／MMT纳米复合材料(polymer montmorillonite nanocomposites,PMN)的研究进行了归纳总结,详细讨论了该类材料结晶、流变和力学性能,阐述了合成过程中的热力学、动力学理论和平均场理论,最后对该类材料的制备方法提出展望。     

光致型形状记忆高分子材料

形状记忆高分子材料是当前的研究热点之一,其中光致型形状记忆高分子材料凭借其独特的优势受到研究者的广泛关注。本文综述了光致型形状记忆高分子材料的研究进展,分别介绍了该类材料的特性、分类、工作机理、应用研究和发展趋势。根据不同的形状记忆机理将该类材料分为光化学反应型和光热效应型,并重点对这两种类型的形状记忆高分子材料进行了描述。最后,对光致型形状记忆高分子材料的存在问题、发展方向和应用前景进行了展望。     

光致感应型形状记忆和形状改变高分子材料

光致形状记忆高分子材料是一类在室温、一定波长的光照条件下发生形变后,再次成型得到二次形状,通过另一波长光刺激手段的处理,又可使其发生形状回复,从而"记忆"初始形状的新型功能高分子材料。该类材料具有非接触性、瞬时性、精确性和清洁性等特点。这些独特的优点使得该类材料越来越受到研究者的关注。本文主要集中对近年来光诱导的形状记忆和形状改变高分子材料的研究现状进行简要的论述,重点是光化学反应型材料,如含肉桂酸基和偶氮苯基系列材料,分别介绍了这些材料的分类、特性、工作原理及潜在的应用。最后对光致型形状记忆高分子材料的存在问题、发展方向和应用前景进行了展望。     

一些金属超分子配合物型非线性光学材料研究进展

金属超分子配合物型非线性光学材料是一类分子基非线性光学材料,具有重要的研究价值和应用前景。本文介绍了包括偶极超分子型、八极超分子型和金属原子簇型非线性光学超分子配合物在内的该类材料国内外的研究进展,对该类材料的组装策略进行了归纳和总结。     

生物医用亲合吸附剂研究进展

综述生物医用亲合吸附剂研究的最新进展，对该类功能高分子材料在血液净化医疗领域中的研究，应用及存在的问题作了系统阐述。     

基于模板技术的介孔金属氧化物的生长机理及应用

大比表面积、高孔隙率的介孔金属氧化物具有特殊的光、电、磁、催化等性能,引起密切关注。本文综述了介孔金属氧化物的模板法合成机制及该类材料在催化、电化学、制备新材料等方面的最新研究进展;介绍了软、硬模板法合成机理及产物结晶理论;着重阐述了硬模板法中模板性质、前驱物与介孔孔壁作用力、前驱物的聚集和迁移、实验条件等因素对产物结构的影响;最后,对该类材料的未来发展进行了展望。     

锂离子电池负极材料铜锌锡硫纳米颗粒的制备及其电化学性能

以金属氯化物为金属源,硫脲为硫源,聚乙二醇和乙二醇为混合溶剂,采用溶剂热法一步合成了球形的铜锌锡硫纳米颗粒.利用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析了铜锌锡硫纳米颗粒的物相、结构、形貌;利用电池测试系统对以铜锌锡硫纳米颗粒为锂离子电池负极材料组装的锂离子电池的电化学性能进行了测试.结果表明:所得到的产物为具有锌黄锡矿结构的纯相铜锌锡硫,颗粒直径在300～500nm.铜锌锡硫纳米颗粒作为锂离子电池的负极材料具有较好的稳定性,有望在锂离子电池研究和应用中得到推广.     

高能量密度的锂离子混合型电容器

锂离子混合型电容器兼有锂离子电池和超级电容器的优点,在电化学储能领域具有广泛的应用前景. 但其产业化仍存在一系列的基础及工艺方面的问题,具体包括器件结构设计、电极材料筛选、预嵌锂工艺和电解液与电极的界面等. 本文结合作者课题组的研究工作介绍了近年来高能量密度的锂离子混合型电容器的研究进展,内容涉及锂离子电容器正/负极材料的筛选、预嵌锂工艺的优化、内并联结构的锂离子电池型超级电容器复合正极组成材料的调控、隔膜的选择、电解液的组成、以及器件的高/低温性能,分析了锂离子电容器的容量衰减机制,探讨了锂离子电池型超级电容器的储能机制,提出了未来对高能量密度的锂离子混合型电容器研究的展望.     

锂离子电池合金负极材料的研究进展

本文综述了锂离子电池合金负极材料的研究现状,对比了各种合金负极材料的制备方法,并指出了合金负极材料目前面临的主要问题及现有的解决方案,最后提出纳米锂合金复合物将是合金负极材料发展的最终出路.     

Ta2O5 nanoparticles as an anode material for lithium ion battery

Journal of Solid State Electrochemistry - Ta2O5 is one of the promising anode materials for lithium ion battery application undergoing conversion reaction in combination with an extrinsic...     

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。     

Preparation and electrochemical properties of core-shell Si/SiO nanocomposite as anode material for lithium ion batteries

The Si/SiO nanocomposite was synthesized by a sol–gel method in combination with a following heat-treatment process. It was analyzed by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), cyclic voltammetry (CV) and capacity measurement as anode material for lithium ion battery. Si nanoparticles were coated with SiO and a core-shell structured nanocomposite was formed. The core-shell Si/SiO nanocomposite displays better reversibility of lithium insertion/extraction and higher coulomb efficiency than virginal Si nanoparticles. The SiO shell envelops the Si nanoparticles to suppress the aggregation of the nanoparticles during cycling. As a result, the core-shell Si/SiO nanocomposite exhibits better capacity retention than virginal Si nanoparticles, indicating that this is a promising approach to improve the electrochemical performance of nano anode materials for lithium ion battery.     

Failure Prediction Modeling of Lithium Ion Battery toward Distributed Parameter Estimation

Lithium ion battery has typical character of distributed parameter system, and can be described precisely by partial differential equations and multi-physics theory because lithium ion battery is a complicated electrochemical energy storage system. A novel failure prediction modeling method of lithium ion battery based on distributed parameter estimation and single particle model is proposed in this work. Lithium ion concentration in the anode of lithium ion battery is an unmeasurable distributed variable. Failure prediction system can estimate lithium ion concentration online, track the failure residual which is the difference between the estimated value and the ideal value. The precaution signal will be triggered when the failure residual is beyond the predefined failure precaution threshold, and the failure countdown prediction module will be activated. The remaining time of the severe failure threshold can be estimated by the failure countdown prediction module according to the changing rate of the failure residual. A simulation example verifies that lithium ion concentration in the anode of lithium ion battery can be estimated exactly and effectively by the failure prediction model. The precaution signal can be triggered reliably, and the remaining time of the severe failure can be forecasted accurately by the failure countdown prediction module.     

Preparation and electrochemical properties of Ag-modified TiO2 nanotube anode material for lithium–ion battery

TiO₂ nanotubes prepared by using a hydrothermal process were firstly coated with silver nanoparticles as the anode materials for lithium–ion batteries by the traditional silver mirror reaction. The physical properties of the as-synthesized samples were investigated by X-ray diffraction and transmission electron microscopic. The as-prepared samples were used as negative materials for lithium–ion battery, whose charge–discharge properties, cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and cycle performance were examined in detail. The results showed that the Ag additive decreased the polarization of anode, and marvelously improved the high-rate discharge capacity and cycling stability of TiO₂ nanotubes.     

高温锂电池氧化物正极材料研究现状与展望

高温锂电池是热电池向中低温度范围的拓展和延伸,在石油、天然气及地热探测等领域有很好的应用前景。相对于具有大比容量和接近纯锂电极电位的锂合金负极材料,正极材料还有不小的发展潜力。因此,正极材料是提升高温锂电池性能的关键材料。而在正极材料中,氧化物材料表现出高电压特性以及高热稳定性,可以推动高温锂电池小型化发展,满足特定条件下的电流电压供给。目前,并没有针对高温锂电池氧化物正极材料的系统性综述。为了促进本领域的快速发展,优化能源结构,本文系统总结了高温锂电池过渡族金属氧化物正极材料的研究进展,包括其物理特性、电化学特性及合成与制备方法,对材料的可利用特性以及不足之处加以说明;进而对氧化物正极材料在高温锂电池领域的应用做出展望。     

高温锂电池氧化物正极材料研究现状与展望

高温锂电池是热电池向中低温度范围的拓展和延伸,在石油、天然气及地热探测等领域有很好的应用前景。相对于具有大比容量和接近纯锂电极电位的锂合金负极材料,正极材料还有不小的发展潜力。因此,正极材料是提升高温锂电池性能的关键材料。而在正极材料中,氧化物材料表现出高电压特性以及高热稳定性,可以推动高温锂电池小型化发展,满足特定条件下的电流电压供给。目前,并没有针对高温锂电池氧化物正极材料的系统性综述。为了促进本领域的快速发展,优化能源结构,本文系统总结了高温锂电池过渡族金属氧化物正极材料的研究进展,包括其物理特性、电化学特性及合成与制备方法,对材料的可利用特性以及不足之处加以说明;进而对氧化物正极材料在高温锂电池领域的应用做出展望。