锂离子电池PMMA-VAc聚合物电解质的制备与性质研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和醋酸乙烯酯(VAc)为单体, 用乳液聚合法合成聚甲基丙烯酸甲酯-醋酸乙烯酯聚合物(PMMA-VAc), 并以此聚合物制备了新型聚烯烃膜支撑的聚合物膜及聚合物电解质. 用红外光谱(FTIR)、凝胶色谱(GPC)、差热和热重分析(DSC/TG)、扫描电镜(SEM)及电池充放电实验等方法研究了聚合物、聚合物膜和聚合物电解质的性质. 红外光谱结果表明, MMA与VAc通过各自的C＝C双键打开聚合成PMMA-VAc. PMMA-VAc易于分散在混合碳酸酯溶剂中并形成凝胶, 凝胶粘度随PMMA-VAc浓度的增加而增加, 当浓度为4%时成膜效果最佳. PMMA-VAc膜具有大量的微孔结构, 具有极强的吸液性能. PMMA-VAc膜具有良好的热稳定性: 在380 ℃范围内保持稳定. 聚烯烃膜支撑的PMMA-VAc膜室温下的离子电导率为1.85×10^－3 S•cm^－1, 用作为锂离子电池的聚合物电解质时, 电池具有良好的循环稳定性和倍率性能.     

丁磺酸内酯对锂离子电池性能及负极界面的影响

用循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及理论计算等方法研究了添加剂丁磺酸内酯(BS)对锂离子电池负极界面性质的影响. 研究表明, 在初次循环过程中, BS具有较低的最低空轨道能量, 优先于溶剂在石墨电极上还原分解, 并形成固体电解质相界面膜(SEI膜). 在含BS的电解液中形成的SEI膜的热稳定性高, 在70 ℃下储存24 h后, 膜电阻和电荷迁移电阻大小基本保持不变, 而在不含BS的电解液中形成的SEI膜的热稳定性较差, 在70 ℃下储存24 h后, 膜电阻和电荷迁移电阻大小有明显的增加. 从BS对锂离子电池电化学性能影响的研究表明, 加入少量的BS能够显著提高锂离子电池的室温放电容量、低温及高温储存放电性能.     

LiPF_6/三氟乙酰胺室温熔盐的制备及在碳-碳电容器中的性能

利用LiPF6和三氟乙酰胺为前驱物,制备了低共熔温度约为-62℃的室温熔盐,并测试了该熔盐作为碳-碳电化学电容器(EDLCs)电解液时的性能。其中,使用差示扫描量热法(DSC)和红外光谱法(FTIR)分析了不同LiPF6和三氟乙酰胺配比熔盐的热稳定性,拟制了该二元组分的共熔相图,认为LiPF6和三氟乙酰胺极性基团间的氢键作用促成了室温熔盐的形成。循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和电导等测定结果表明,所制备的LiPF6/三氟乙酰胺电解液的室温电导率为1.30mS/cm,电化学窗口大于5.6V,大于60℃的使用温度,作为电解液可满足碳-碳EDLCs的使用要求。     

基于专业特色的非化学专业“物理化学实验”内容的整合

《物理化学实验》是环境科学、环境工程、高分子材料及新能源与器件 ４个非化学专业的必修基础课．以往因学时少只开设 ６个基础实验,未考虑专业差异．该文在已有教学基础上,结合各专业特点,对原实验内容进行整合、置换或更新,增加《物理化学基本技术训练》项目;以《水 －柴油体系拟三元相图绘制》和《乳化柴油燃烧热测定》置换原《燃烧热测定》和《液相反应平衡常数测定》实验;结合环境专业特点,以《活性炭吸附酸性废水中 Ｈ＋的动力学研究》置换原《电导率法测定皂化反应速率常数》实验;结合新能源与器件专业特点,将《原电池电动势的测定》更新为《原电池制备及电动势的测定和应用》实验．上述实验内容的整合旨在让学生能利用物理化学的研究方法,为相关专业的后续研究打下扎实的基础．     

基于Moodle平台的物理化学课程教学的研究与实践

文中围绕课程微视频资源的设计、Moodle平台教学互动功能的选择与如何实现教学目标的多元化与个性化、如何利用Moodle平台数据开展教学研究等进行了物理化学课程教学的研究与实践. 研究结果表明,体现不同教学目标的微视频制作、Moodle平台不同教学互动功能的合理选用,均有助于改变教学方式,提高教学质量. 同时,Moodle教学平台的实时记录与统计数据,有助于教师开展教学研究,以达到更好的教学效果.     

基于 ＳＰＯＣ 混合学习模式的物理化学教学微视频的设计与应用

论文围绕基于 ＳＰＯＣ 混合学习模式的物理化学教学微视频的设计与应用展开研究． 研究结果表明,理论课与实验课可根据课程特点设计不同功能的微视频,并结合线上线下教学活动的组织与实时开展,使学生体验过程导学与过程动的学习过程,提高教学质量与教学效率．     

六钛酸亚铜钠复合材料的第一性原理计算

在密度泛函理论广义梯度近似的基础上,采用Perdew Burke Ernzerhofforsolids（PBEsol）交换相关项,对几种不同亚铜含量的六钛酸亚铜钠复合材料进行了第一性原理计算,得到结构特性、电子能带结构、态密度和光吸收能力的特征计算结果．结果表明,随着六钛酸亚铜钠复合材料中亚铜离子含量的提高,其结构的禁带宽度不断变小,Cu的3d电子提高了价带顶端的能量是带隙变小的主要原因,六钛酸亚铜钠复合材料有望成为一种可见光催化剂．     

热氧化法制备 TiO2薄膜电极及其光电流性能

采用热氧化钛片的方法制备了TiO2薄膜电极,然后利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光致发光（PL）、拉曼光谱（Raman）、光电流和光电压等实验技术进行表征,考察了不同热处理温度对薄膜的形貌、晶相结构、光学性质和光电流性能等的影响．结果表明：随着热处理温度由3000C提高到600℃,在钛片表面上逐步生成晶粒细小、多孔且荧光强度逐渐降低的纯金红石TiO2薄膜,并可获得分别为0．154mA／cm2和0．3V的最大阳极光电流和光电压,而继续增大热处理温度虽有助于氧化膜的形成,但光电流和光电压则急剧减小．因该热处理方法具有操作简单、生成的表面膜与基底的附着性好且光电性能稳定等特点,使其在TiO2膜电极制备方面有较好的应用前景．     

胺对锂电池电解液中小分子的稳定作用

用密度泛函理论(DFT)方法在PBE0/6-31+G(d, p)水平上对乙胺、乙二胺分别与电解液中的小分子H2O、HF分子间的相互作用进行理论计算, 并在PBE/TZP 水平上利用能量分解分析(EDA)方法对胺与HF、H2O 结合的II-1、II-2、III-1和III-2模型进行计算分析. 结果表明, 胺类物质都能与HF、H2O形成N…H—F(O)、F(O)…H—N或F(O)…H—C的稳定氢键. 但HF与胺类物质形成的氢键比H2O与胺形成的氢键强, 故胺类物质在电解液中优先稳定HF. 乙二胺与HF、H2O结合的稳定性比乙胺强. 乙胺、乙二胺与HF(H2O)形成的最稳定构型均由F(O)—H…N 和F(O)…H—C 氢键结合形成.     

尖晶石型四氧化三锰中 Mn2+、Mn3+、Mn4+的测定方法和离子分布的研究

采用选择性溶解法和计算法结合的方法,测定了四氧化三锰中Ｍｎ＾２＋、Ｍｎ＾３＋、Ｍｎ＾４＋的含量,求出了四氧化三锰中的锰氧摩尔比和三种不同价态的锰离子在尖晶石中的离子分布式,进而确定其结构。分析结果与ＸＲＤ谱图吻合。