中空碳双面修饰的隔膜在高性能锂硫电池中的应用

为减少多硫化锂(LIPs)“穿梭效应”及锂枝晶对锂硫电池的影响,采用刮涂法制备中空碳材料修饰隔膜。接触角测试表明修饰隔膜对LIPs具有更强的吸引力,其对LIPs“穿梭”的有效抑制也可以通过渗透性实验进一步得到印证。在隔膜的正极对称电池测试中,电流响应显示中空碳材料的催化使LIPs快速转化为Li₂S。通过隔膜的负极对称电池测试发现修饰隔膜呈现出更稳定的电压-时间曲线。为证明隔膜修饰对锂硫电池性能改进的效果,分别采用聚丙烯(PP)隔膜、单面改性和双面改性的PP隔膜组装成纽扣电池并进行电化学测试,其中电极材料的硫负载量为1.8~2.0 mg·cm^-2。GITT(恒电流间歇滴定法)测试和锂离子扩散系数计算表明,改性隔膜的离子传输更快且阻抗较小。通过分析第1、5、10、50及100次的充放电循环阻抗谱图发现,中空碳材料的多通道能够为锂离子的传输提供更多的通道,因此能够使锂离子具有更加稳定的扩散行为。在电流密度为0.2C时,由双面改性隔膜组装的锂硫电池在首次充放电时有1 035 mAh·g^-1的可逆比容量,700圈后仍有500 mAh·g^-1的高比容量,并在高硫负载时表现出500 mAh·g^-1的可逆比容量。双面修饰隔膜赋予了锂硫电池优异的电化学性能,这是由于中空碳材料的修饰加速了LIPs的转化和吸附,有效缓解了LIPs的穿梭效应,且对锂枝晶有很好的抑制作用,提高了锂硫电池的安全性。     

偏铝酸锂/环化聚丙烯腈共包覆改性高镍层状正极材料的制备

构建表面无机-有机复合包覆层,用于改善高镍层状(NCM811)正极材料结构和界面不稳定问题。复合包覆层由纳米偏铝酸锂(LiAlO₂,LAO)和环化聚丙烯腈(cPAN)构成。该复合包覆层中LAO是一种典型的锂离子导体,可提供Li⁺迁移通道;PAN环化后,可产生离域的π键,形成具有电子导电性的cPAN。材料表面复合包覆层的结构及成分研究表明,该复合包覆层均匀分布在 NCM811 材料表面。半电池测试结果表明,在 2.7~4.3 V(vs Li/Li⁺)电压范围内,在 180 mA·g^-1电流密度下,改性后的NCM811材料循环150周后容量保持率为84.8%。而同样条件下,原始NCM811材料容量保持率为65.5%。该复合包覆层可有效提升NCM811结构和界面稳定性,减少电解液分解,降低界面阻抗。     

金属有机框架(MOFs)材料在锂离子电池及锂金属电池电解液中的应用

总结了金属有机框架(MOFs)材料在锂离子电池电解液中的研究进展.通过归纳锂离子电池长期存在的一些缺陷,随后将MOFs材料作为离子筛、人造负极保护层、准固态电解质以及用来调节电解液构型,使得锂离子电池的性能得到显著提升.最后,基于MOFs材料本身的特性,还对MOFs材料在电化学储能领域中的后续应用进行了合理地前瞻性展望...     

基于改性电解液实现超稳定V6O13水系锌离子电池的研究

钒基氧化物材料因其高比容量而成为水系锌离子电池正极材料主要候选者,然而却面临在传统水系电解液中的溶解问题。通过构建水-磷酸三甲酯(TMP)复合电解液新体系1 mol/kg Zn(CF₃SO₃)₂-20%(wt)H₂O-80%(wt)TMP,不仅显著抑制钒基材料的溶解,而且降低水系电解液的凝固点到-46℃,拓展了水系锌离子电池工作温度范围。基于构建的新电解液体系,组装的Zn|V₆O₁₃全电池在常温下以0.1 A/g的电流密度稳定循环1 800 h后,仍具有423.4 mAh/g的高比容量,能量密度高达302.4 Wh/kg;而且在-40℃低温环境中,以0.1 A/g的电流密度循环500圈后,放电容量保持在83.8 m Ah/g。     

Ce4+/Ce3+-V2+/V3+氧化还原流动电池的可行性研究(Ⅱ)--旋转圆盘(RDE)与旋转环盘(RRDE)法对Ce4+/Ce3+氧化还原体系的研究

用RDE与REDE法研究了Ce4+/Ce3+-V2+/V3+氧化还原流动电池中Ce4+/Ce3+体系的电化学动力学参数,以说明组成该新型氧化还原流动电池的可能性.用RDE法得出在铂电极表面与玻碳电极上均会生成一层氧化膜,对Ce3+的氧化反应产生阻碍作用.但在铂上的氧化膜对Ce4+的还原反应却有催化作用.用Rrde法得出Ce3+在玻碳电极上的氧化与析氧之间存在着竞争,为得到较高的Ce3+氧化效率,应控制氧化电流在2～8 mA@cm-2之间.     

质子交换膜燃料电池MnO2-Pt/C复合催化剂阴极的富氧作用

质子交换膜燃料电池空气电极阴极催化剂的富氧作用是提高其性能的关键.应用化学氧化法制备MnO2-Pt/C复合催化剂,研究MnO2的富氧作用,应用CV、CP、TEM等方法表征该催化剂,并组装成单电池测试其性能.     

锂离子电池硅化物及其复合负极材料的研究

应用机械合金退火法合成Mg2S i及MnS i材料,并由机械球磨法制备系列Mg2S i/C复合材料.电化学性能研究表明:以硅化物与碳材料复合,即可明显提高原纯硅化物材料的可逆比容量及其循环稳定性,而球磨复合法则是实现硅化物材料复合的一种简单且有效方法.     

Formation Enthalpy Calculation of Oxygen Vacancy Defect in Doped Lithium Niobate Crystals

The relationship between temperature and oxygen vacancy concentration is deduced in this paper. Based on the data of thermal weight-loss experiment, the formation enthalpies of congruent and several doped LN crystals have been calculated. It was found that the formation enthalpy of oxygen vacancies can be decreased evidently by doping valence-changeable ions. The experimental results were discussed and a new reduction process of the photorefractive LN crystal at a relatively low temperature was proposed, and the reduced crystals showed a good effect in practical use.     

硫/水热碳球复合材料的制备及对锂硫电池倍率性能的影响

在锂硫电池正极材料的研究中,碳材料可以有效改善电池倍率及循环性能.为了提高锂硫电池的高倍率放电性能,通过水热合成的方法,制备了由非均匀粒径碳球组成的碳材料.与硫热合成后,硫均匀分布在碳材料表面及周围,复合材料含硫量为52wt%.0.2C放电电流下,首次放电比容量为1174mAh·g^-1,100次循环后放电比容量为788mAh·g^-1.在4C的放电电流下,放电比容量稳定维持在600mAh·g^-1,循环过程中,库伦效率高于90%.该碳材料有良好的导电网络,且制备方便,成本低廉,对于穿梭效应和放电过程中的膨胀效应有一定的抑制作用,是一种优秀的正极材料.     

高铁酸盐的电合成及其作为电极材料的电化学性质研究进展

综述了近几年来在高铁酸盐电合成及其作为电池材料的电化学性质研究方面的进展，介绍了各类不同的铁阳极在碱性电解质溶液中电解氧化为高铁酸盐的电流效率，并对在直流电上叠加正弦式交流电的电化学过程进行了讨论。高铁酸盐作为电池的阴极材料能形成高性能的超级铁电池。参考文献32篇。