FTIR研究LiFePO4的充放电过程

随着便携式电子设备的日益普及,人们对支撑这些设备运行的后备电源提出了越来越高的要求.锂离子电池与传统的铅酸和镍镉电池相比具有更大的电动势、更大的比能量(120～150 Wh/kg,是常用的Ni-Cd电池的2～3倍)以及较好的充放循环性能,因此成为目前使用较多的高性能便携能源设备.作为锂离子电池的重要组成部分,正极材料一直是人们重点研究的一个内容,目前应用较广的是LiCoO2,它具有放电电压高、放电平稳、高倍率放电性能好、比能量高、循环性好和生产工艺简单等优点,但由于Co的毒性大、储量低导致这种材料不环保、价格高,并且由于Co4+的高氧化性使LiCoO2只能获得理论值一半的容量,并存在一定的过充电安全隐患,因此人们一直在寻找更好的正极材料.1997年Padhi等人[1]首次报道了具有橄榄石结构的LiFePO4可以作为锂离子电池正极材料,这种材料具有较平坦的3.4 V电压平台、较高的比容量(大于160 mAh/g)、所含元素储量丰富、绿色环保、易于制备和安全性好等优点,被认为是有望替代LiCoO2的正极材料,成为近年来这一研究领域的热点.为了了解LiFePO4的电化学反应机理,Padhi[1]和Takahashi[2]等人用XRD研究了LiFePO4化学脱锂和电化学脱锂后的结构变化,表明Li+的脱嵌过程中LiFePO4和PO4两相共存.Burba等人[3]也使用FTIR和Raman光谱研究了LiFePO4化学脱锂后的结构变化,表明分子光谱是研究LiFePO4结构变化的很好手段,为了更深入理解LiFePO4电化学反应过程中的变化, 本文使用FTIR对LiFePO4在充放电过程中不同充放电阶段的结构变化进行了研究.     

预氧化对石油焦物理活化的作用

Activated carbon was prepared from pretreated petroleum coke by the vapor activation. The effect of pretreatment process on activation performance of coke was studied by low temperature N₂ adsorbtion-desorption and XRD. The results show that when the temperature is increased, coke loses volatiles with obvious volume contraction, resulting in decline in coke activation performance, the activated carbon obtained from carbonization coke after treatment at 650 ℃ is with a higher degree of graphitization, while pores below 1.5nm are disappeared. The oxidation pretreatment would modify the micro-structure of the coke and make the graphitization degree of coke decline. The activation performance of coke is improved greatly by air-oxidation pretreatment due to the formation of a mass of pore in coke with specific surface area about 146 m²·g^-1, and the surface area of activated carbon is considerably increased. The specific surface area of the activated carbon from air-oxidated coke reached 499m²·g^-1. Nitric acid pretreatment also had effect on improving activating performance of the petroleum coke.     

超级电容器炭电极材料孔结构对其性能的影响

采用无瓶颈的系列酚醛树脂活性炭为电极材料，用氮吸附和恒流充、放电，以及交流阻抗法，研究孔径和孔表面积等孔结构对其性能的影响.结果表明，活性炭电极材料双电层电容与微孔(孔宽度< 2.0 nm)表面和外孔(孔宽度 >2.0 nm)表面都有关系，但主要取决于微孔表面双电层电容.微孔表面比电容为21.4 μF•cm－2，外孔表面比电容< 10 μF•cm－2.外孔表面比电容较低可能是由于空间电荷层的影响.微孔孔径较大的炭材料具有高比电容和良好的高倍率放电的特性.     

一类2(1H)-喹喔啉化合物的裂解机理

用电子轰击质谱（EI-MS）研究了一类喹喔啉化合物；1-烷基-3-甲基-2（1H）-喹喔啉-2-酮（1-alkyl-3-methyl-2(1H)-quinoxalin-2-one，简称AMQ，其中alky1=H,CH3，C2H5，n-C3H7，n-C5H11；结果表明随着烷基链的增长，样品熔点通常会有所降低，结合在电子轰击下所产生的裂解碎片离子，并根据其结构特征为乙基化样品为代表，推导了该类化合物在电子轰击作用下可能发生的裂解机理。     

高比能锂硫电池关键材料的研究

锂硫电池具有突出的高比能量优势和原料廉价、环境友好等优点,有望成为新一代高能电池体系,但循环性能差是制约其实用化的主要障碍.本文介绍了锂硫电池的国内外发展水平,综述了锂硫电池在正极材料、电解质、负极及体系方面的重要进展,并着重介绍了防化研究院近5年在这一领域的主要成果:制备了硫化导电高分子材料和介孔炭/硫复合材料两类正...     

大孔碳载Ir催化剂对氧还原的电催化性能和抗甲酸能力

本文用X射线能量色散谱(EDS)、X射线衍射(XRD)谱、拉曼光谱和电化学等技术研究了直接甲酸燃料电池(DFAFC)中Vulcan XC-72炭黑载Ir(Ir/XC)和大孔炭载(Ir/MC)催化剂对氧还原的电催化性能和抗甲酸的能力。发现Ir/MC催化剂对氧还原的电催化性能要优于Ir/XC催化剂,氧起始还原电位比在Ir/XC催化剂上正移0.1V,极限电流密度比在Ir/XC催化剂上大30％左右。由于Ir/MC和Ir/XC催化剂的Ir粒子平均粒径和相对结晶度相似,因此,这只能归结于MC有大的孔径和孔率及高的石墨化程度。另外2种催化剂都有很好的抗甲酸能力。因此MC是一种比XC更好的催化剂的炭载体。     

锡酸钾对流动锌酸钾碱液中锌沉积/溶解的影响

研究了在流动的高浓度锌酸钾溶液中锡酸钾添加剂对锌负极沉积/溶解行为的影响. 循环伏安测试结果表明, 扫描速度为1 mV/s时, 随着添加锡酸钾浓度的增加, 阴极分支更早出现沉积, 溶解峰的峰值逐渐减小; 随着扫描速度的增加, 这种规律变得不明显. 利用SEM观测电沉积500 s的沉积物形貌发现, 向基础溶液中添加锡酸钾有利于晶种的产生和晶粒的生长. EDS测试结果表明含锡酸钾的锌酸钾溶液中沉积层含有锌和锡. 自放电测试结果表明, 基础电解液加入锡酸钾后自放电现象得到了明显的改善, 充满电静置12 h后加入0.1 mol/L锡酸钾的电池放电库仑效率从基础溶液的60.0%提高到81.1%.     

纳米碳纤维-硫正极电化学性能

应用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等测试方法,研究了不同比例的纳米碳纤维(NCF)对硫正极电化学性能的影响.结果表明,NCF-硫正极的倍率放电性能和循环伏安性能都有了一定的提高,添加量为3%和5%时效果较好.3%NCF-硫正极电流密度0.4 mA.cm-2时,比容量达880 mAh.g-1,20次循环后,比容量仍保持630 mAh.g-1.     

单液流锌镍电池锌负极性能及电池性能初步研究

对单液流锌镍电池锌电极在电解液流动状态下,电沉积锌形貌随电流密度的变化进行表征,结果表明,随充电电流密度的增大电沉积锌层逐渐致密化,没有枝晶生成.组装了容量为2Ah的电池,并进行长时间充放电性能研究.测试结果该电池的平均充电电压为1.84 V,平均放电电压1.65 V,平均库仑效率达到96%,能量效率达到了86%.     

1-苯基-3-甲基-6-N,N-二正丁基胺-2(1H)-喹喔啉-2-酮的全合成

报道了2(1H)-喹喔啉类衍生物——1-苯基-3-甲基-6-N,N-二正丁基胺-2(1H)-喹喔啉-2-酮的全合成.该化合物及其中间体1-苯基-3-甲基-6-胺基-2(1H)-喹喔啉-2-酮和1-苯基-3-甲基-6-硝基-2(1H)-喹喔啉-2-酮均为新化合物,文中给出了它们的重要的分析数据,简要讨论了溶剂在关环反应以及N-烷基化反应中的重要影响,偶然发现以水作溶剂时关环主产物为1-苯基-3-甲基-5-硝基-苯并咪唑.这类化合物可应用于药物,如用作N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体及α-氨基羟甲基异噁唑丙酸(AMMPA)受体拮抗剂、杀菌剂等;还可用作植物生长抑制剂、荧光探针以及作为新型功能染料中间体等诸多领域.