Temperature-Dependent Dynamic Properties of LixMn2O4 in Monte Carlo Simulations

Monte Carlo (MC) simulations are used to simulate the voltage profile and the ionic conductivity s of Li ions in LixMn2O4 and its dependence on the lithium concentration x. The open circuit potential shows clearly the two plateaus in the charge/discharge curve, which agrees well with the experimental results. The two plateaus become more and more steep when the temperature is increased. The simulated ionic conductivity shows an M-shaped curve in the plot of ionic conductivity cr versus x when the simulation temperature is low. Interestingly,the minimum valley, which lies at the middle single-phase area near x=0.5, disappears gradually when the temperature increases to 453K.     

球形钴酸锂的乳液法合成及其结构、性能研究

采用一种特殊乳液法, 制备了锂离子电池正极材料球形LiCoO₂. 分别研究了一次颗粒尺寸、烧结时间对于二次造粒的影响. 还对LiCoO₂球体内部的结构进行了SEM和HRTEM研究, 发现一次颗粒非常紧密地融合在一起, 晶体边界区域没有明显的非晶相区, 也没有纳米级别的孔洞、裂缝. 电化学性能研究表明, 在900 ℃烧结4 h的材料具有较高的首次放电容量(143 mAh•g^－1)和良好的循环性能     

分散第二相γ-Al_2O_3对PEO-NaSCN络合物导电性的影响

为了获得电导率高的快离子导体,人们主要从晶格结构考虑,这在寻找银和铜的快离子导体工作中取得很大成功。然而在探索实用价值更大的碱金属离子导体时,却遇到了困难。此后,人们又把注意力转向聚合物。Fenton等人首先报导了由碱金属盐和聚环氧乙烷(简称PEO)组成的络合物,其后Armard等人研究了PEO-NaSCN的电学性能.Liang首先把γ-Al_2O_3微粒分散在离子导体LiI中,所得的固态混合物比纯LiI高约两个数量级。Weston等人在研究α-Al_2O_3对PEO-LiClO_4影响时,认为α-Al_2O_3的加入虽然增加了该离子导体的机械稳定性,但离子电导率却降低了。本文在研究PEO-NaSCN离子导体电学性能的基础上,进一步探讨了不同含量的第二相γAl_2O_3对PEO-NaSCN电导率的影响。     

锂离子电池杂论

首先论述了锂离子电池的大好形势，难得的机遇和面临的挑战。 欧盟相继出台了两项与化学品相关的法令，加之原材料上涨、我国出口退税政策调整，锂电池市场出现新的机遇。面对能源短缺和环保的严峻形势，对动力电池和储能电池的呼声日益高涨。     

PEO-LiClO4-ZSM5复合聚合物电解质--IV.偏光显微镜研究

偏光显微镜研究结果表明ZSM5对聚氧化乙烯(PEO)球晶的成核阶段和生长阶段均有较大影响:一部分ZSM5能够成为PEO结晶的晶核,导致PEO球晶数目大幅度增加;ZSM5还可以通过Lewis酸-碱作用抑制PEO链段的运动,从而减小PEO球晶的生长速度.PEO球晶数目的增多、尺寸的减小以及结晶的不完善均有利于使复合聚合物电解质中包含有更多的连续无定形相PEO,这对Li+的传输是非常重要的.适量的ZSM5可以使PEO-LiClO4体系的室温离子电导率提高两个数量级以上.     

Ni掺杂对纳米结构牡丹花状CeO2材料催化特性的影响（英文）

制备了一种新型Ni掺杂多层纳米结构牡丹花状CeO2材料,研究了其催化性能,同时与Ni负载牡丹花状CeO2样品进行了比较.结果表明,Ni掺杂CeO2样品具有纳米晶粒和开放的介孔结构,特殊的形貌使其在CO氧化和甲烷部分氧化反应中具有独特的催化特性.Ni掺杂后,CeO2中产生了多余氧空位,同时其氧化还原活性也增强,其在CO氧化反应中的催化活性明显高于纯CeO2和Ni负载CeO2样品;在甲烷部分氧化反应中,牡丹花状CeO2负载3atm%Ni催化剂样品上甲烷转化率高于所有Ni掺杂的催化剂样品.但是在Ni负载型催化剂和花状CeO2催化剂上,甲烷的起始转化温度为400oC,而5.7atm%Ni的掺杂使其降至340oC.     

反胶束法制备直接甲醇燃料电池Pt-Sn/C催化剂及其表征

在水/AOT/环己烷反胶束体系中, 制备了Pt-Sn/C催化剂, 研究了不同ω (反胶束溶液中水与表面活性剂的物质量之比)值对Pt-Sn粒径的影响. 并采用TEM, XRD, XPS, 循环伏安等技术对其进行表征. TEM结果表明合成的Pt-Sn纳米颗粒为球形, 在碳载体表面均匀分布, 粒径分布窄, 平均粒径为2.7 nm. Pt-Sn颗粒尺寸随着ω的增加而增大. XRD结果表明该催化剂中Pt具有面心立方结构且没有与Sn形成合金. XPS结果表明在该催化剂中, Pt主要以零价态存在. 在甲醇溶液中的循环伏安扫描结果表明, 甲醇氧化峰电位和峰电流随着ω的增加而减小, 说明反胶束方法可以通过控制颗粒尺寸, 从而影响催化剂的电氧化活性. 相对于商用Pt-Ru/Vulcan XC-72 (20 wt%, E-TEK公司), 该催化剂具有较低的峰电势以及较高的I_f/I_b (循环伏安曲线中正向扫描峰电流与反向扫描峰电流的比值), 这表明用此方法制备的Pt-Sn/C催化剂具有较好的抗中毒能力.     

Failure analysis with a focus on thermal aspect towards developing safer Na-ion batteries

Safety requirements stimulate Na-based batteries to evolve from high-temperature Na–S batteries to room-temperature Na-ion batteries(NIBs).Even so,NIBs may still cause thermal runaway due to the external unexpected accidents and internal high activity of electrodes or electrolytes,which has not been comprehensively summarized yet.In this review,we summarize the significant advances about the failure mechanisms and related strategies to build safer NIBs from the selection of electrodes,electrolytes and the construction of electrode/electrolyte interfaces.Considering the safety risk,the thermal behaviors are emphasized which will deepen the understanding of thermal stability of different NIBs and accelerate the exploitation of safe NIBs.     

V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡与导电塑料复合电极上的反应机理

应用循环伏安、极化曲线和交流阻抗等电化学方法研究了V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡复合电极上反应的速控步骤.结果表明,V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡电极上的反应属准可逆过程,且氧化过程包含有后置化学转化步骤;该过程Tafel斜率的实验值为0.124,而理论计算的,以电化学步骤作为控制步骤的Tafel斜率约0.12,两者吻合很好,表明该氧化过程受电化学步骤控制;以等效电路拟合不同极化电位下的交流阻抗,得出该电化学反应阻抗远大于其他阻抗,意味着电化学过程可能是电极反应的控制步骤,与实验得到的极化曲线分析结果相一致.     

锂离子电池正极材料的结构设计与改性

正极材料是目前锂离子电池中锂离子的唯一或主要提供者,也是锂离子电池能量密度提高和价格降低的瓶颈.本文在简要介绍几类典型的正极材料结构、性能特点及存在的主要问题后,重点介绍本实验室近年来在正极材料的表面改性和结构设计方面的研究进展.