面向高性能锂-硫二次电池应用的非对称电极-电解质界面

锂-硫电池具有高的理论电芯比能量和低成本,是极具应用前景的下一代电化学储能技术,已被广泛研究。实用化锂-硫电池技术目前面临的挑战主要包括正极侧电活性硫物种在充放电过程中的不可逆损失,负极侧枝晶形核生长,以及因活性硫迁移至负极而导致的界面副反应,上述问题会导致电池工况条件下性能迅速衰退,引发电池失效和安全问题。本工作中,我们提出通过设计非对称的电极-电解质界面稳定锂-硫电池正负极电化学,协同促进电极/电解质体相和界面电荷输运,从而延长电池循环寿命,显著提升电化学性能。本文所讨论的策略有望指导电池界面理性设计,助力实现高性能的锂-硫电池。

铁镍镀层中铁镍组成的紫外-可见分光光度分析法

用紫外 -可见分光光度法分析了电沉积在导电玻璃上的NiFe合金镀层 ,三价铁与EDTA和H2O2 形成稳定的深紫色三元络合物 ;在氨性溶液中 ,当有氧化剂存在时 ,镍与丁二酮肟形成酒红色的络合物 ,用吸收光度法可分别在519nm和538nm波长处测定铁、镍的含量 ,对Fe和Ni的相对标准偏差分别为0.95%和1.2 % ,适用含量范围分别为1～50mg/L和0.5～20mg/L;对实际样品的测定结果与XPS分析的一致 ,该法也适用于其他样品中铁。

锂离子电池纳微结构电极材料系列研究

纳米储锂电极材料由于奇特的纳米效应与动力学优势,为锂离子电池的发展提供了新的机遇.本文介绍了锂离子电池电极材料的尺寸效应、形貌效应以及电极材料碳包覆的作用;并以作者的近期研究为主,着重讨论了几种"动力学稳定"的纳微结构电极材料和具有"三维混合导电网络"结构的高倍率电极材料.

高分子液晶材料的研究现状及开发前景

综述了高分子液晶材料的研究现状 ,包括其发展历史、分类、结构、性能及应用。并就其近期发展目标提出了一些看法。

1,2,3,4-丁烷四羧酸的研究展望

介绍了 1 ,2 ,3,4-丁烷四羧酸在纺织、化工、冶金、电子等行业的用途 ,综述了其制备现状 ,包括化学合成法、辐射合成法和电化学合成法 ,提出了今后应加强开发电化学氧化法、SPE法、成对电合成技术及声电化学法制备 BTCA的建议。

巨磁电阻多层结构——从多层膜到多层纳米线

综述了巨磁电阻多层膜(包括连续多层膜、不连续多层膜、颗粒膜、非匀相合金膜及层状与粒状混合型多层膜)研究的一些结论,着重评述了巨磁电阻多层纳米线的研究进展,包括其制备、表征、传输性能的测定方法、电流垂直于膜面的巨磁电阻(CPP-GMR),及如何利用多层纳米线的 CPP-GMR 测定材料的自旋扩散长度和自旋散射不对称因子等材料常数。简要介绍了开发前景。

降低“死锂”残留,提高硅负极首圈库仑效率

锂离子电池硅负极的理论容量(4200m Ah·g^-1)超过商用石墨负极的十倍(372 m Ah·g^-1),但循环中巨大的体积变化制约了其发展1,2。过去十多年,随着各种纳米硅负极结构的提出,极大地缓解了体积膨胀带来的问题。但纳米硅负极的高比表面积同时也带来了较低的首圈库仑效率(50%-85%)的问题3,4,制约了其商业化应用进程。

图书馆为老年人服务的几点设想

随着我国老年人口的急剧增加,现在60岁以上的老人已逾1.2亿,至2000年将达1.3亿,为总人口的10%。这样庞大的老人队伍,到2000年,我国将成为世界上少见的老年型国家,人口老龄化将会带来一系列的经济和社会问题。

“高能量密度纳米固态金属锂电池研究”项目介绍

以金属锂作为负极的可充放锂二次电池从理论上分析具有很高的能量密度。但是在使用液态电解质的金属锂电池内部,充放电过程中金属锂表面会形成孔洞和枝晶,导致锂电极粉化。锂枝晶可能会刺穿多孔聚合物隔膜造成电池内短路,粉化后的锂电极与液态电解质间的界面副反应会更为严重,导致界面电阻增加并带来易燃烧。2016年科技部立项的国家重点研发计划纳米科技重点专项"高能量密度纳米固态金属锂电池研究"将研究开发能量密度大于400 W·h/kg的纳米固态金属锂电池,解决金属锂电池面临的循环性和安全性难题。通过该项目的实施,有望实现纳米科技由基础研究到产业应用的飞跃,推动纳米科技产业发展,为下一代高能量密度锂二次电池关键材料与技术发展奠定坚实的科学基础,为高端消费电子、电动汽车、国家安全、航空航天、规模储能等相关产业的发展提供关键支撑。

一氧化钛/碳复合空心球在锂硫电池中的应用

随着科技的发展和进步,一些新兴的应用领域,如电动汽车、消费电子、大规模储能电站等,对二次电池的性能也提出了越来越高的要求,传统的锂离子二次电池偏低的能量密度成为制约其在这些领域应用的瓶颈。开发基于新化学原理储能的高能量密度电池体系正成为全球范围内的研究热点。单质硫的理论比容量为1675 m Ah·g-1,与金属锂构建成锂硫电池时,其理论能量密度高达2600 Wh·kg-1;同时,

亚甲基蓝在云母表面吸附状态的研究

利用XPS测定吸附前后亚甲基蓝(MB)各原子的电子结合能的变化,以判断原子化学环境的改变,从而确定MB在云母表面的吸附位点是二甲胺基上的氮原子.通过AFM测量得到吸附于云母表面的MB分子的平均高度为0.820nm,这证实了Hhner吸附模型的正确性,即MB分子的最大横截面以65～70°倾斜在云母的(001)表面上.

锂离子电池纳米硅碳负极材料研发进展

本文围绕锂离子电池纳米硅碳负极材料,简要分析了该材料在电动汽车、消费电子及储能等领域的应用前景。介绍了目前常见的几类纳米硅碳材料,主要包括碳包覆纳米硅(nano-Si@C)、氧化亚硅碳复合材料(SiO@C)、硅纳米线(Si nanowire/SS)、变氧型氧化亚硅碳复合材料(SiO_x@C)以及无定形硅合金(amorphous SiM),并概述了它们的优缺点,且对它们的性能优劣进行了对比。介绍了在纳米先导项目的支持下,中国科学院物理研究所和中国科学院化学研究所在纳米硅碳负极材料方面取得的研发进展以及相关产品的中试放大。最后总结了纳米硅碳负极材料所面临的现况,并展望了其未来的发展趋势。

纳米线研究进展(1):制备与生长机制

本文从纳米线的制备与生长机制、表征、性能和应用几方面综述了纳米线的最新研究进展。着重阐述了激光烧蚀法和模板法制备纳米线的过程及各自的生长机制。对纳米线的电、光、磁性能 ,及其潜在的应用前景作了介绍。

可充镁电池正极材料PTMA/石墨烯(英文)

本文制备了聚4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基酯(PTMA)/石墨烯纳米复合材料,并报道了其作为可充镁电池正极材料的电化学性能.通过傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)表征复合材料的结构和形貌;循环伏安和恒电流充放电测试其电化学性能.粒径10 nm左右的PTMA颗粒分散在具有导电作用的石墨烯表面;在"一代"电解液Mg(AlCl2BuEt)2/四氢呋喃(THF)(0.25 mol L-1)中,22.8mA g-1充放电电流密度下,PTMA/石墨烯复合材料的起始放电容量可达到81.2 mAh g-1.研究结果表明,含有自由基的有机化合物可以作为可充镁电池的一类新型正极材料,可以进一步通过使用具有高氧化分解电压的电解液来提高其放电容量.

纳米线研究进展(2):纳米线的表征与性能(续上期)

本文从纳米线的制备与生长机制、表征、性能和应用几方面综述了纳米线的最新研究进展。着重阐述了激光烧蚀法和模板法制备纳米线的过程及各自的生长机制。对纳米线的电、光、磁性能 。

LiFeSO_4F/石墨烯复合材料的制备与电化学性能

分别以FeSO4.H2O、FeSO4.4H2O和FeSO4.7H2O为原料与LiF在四甘醇介质中反应制得LiFeSO4F,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征LiFeSO4F的结构和形貌.热重分析表明LiFeSO4F在400℃开始分解.XRD结果表明,以FeSO4.4H2O和FeSO4.7H2O为原料,多个结晶水的存在可以延缓原料的脱水过程,有利于消除产物中FeSO4杂相的生成.利用循环伏安(CV)、电化学交流阻抗(EIS)和充放电实验测试材料的电化学性能,发现加入石墨烯后可以促进LiFeSO4F的电化学活性,提高材料的比容量、倍率性能和循环性能.

膜分离领域相关标准现状与发展需求

膜分离已经成为解决当前水资源等问题的主要技术手段.标准化是促进分离膜产业健康发展的保障.通过检索统计,总结了分离膜领域相关国家政策和现行标准情况,包括国际标准、国外先进标准、国家标准和行业标准;讨论了目前分离膜领域在标准制订方面存在的问题,认为目前分离膜标准体系不完善,体现在标准种类不够齐全、标准覆盖领域有待扩展、能效与水效标准缺乏、标准制定/修订机制有待健全等几个方面,并且在第三方检测、技术交流和标准化意识等方面仍有待加强.结合我国分离膜工业实际情况,针对分离膜产业的发展需求提出了标准制订的建议.

海藻酸锌纤维热降解法制备氧化锌纳米结构

采用天然高分子海藻酸钠为原料,以氯化锌水溶液为凝固浴,通过湿法纺丝技术成功制备了海藻酸锌(Alg-Zn)纤维.通过在空气中不同温度下对所得海藻酸锌纤维进行热处理,得到了多种ZnO纳米结构.利用热失重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、电子能量损失谱(EELS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段对产物的组成、形貌和微观结构进行了详细表征.结果表明,焙烧温度和时间对所得ZnO纳米结构的尺寸和形貌具有重要影响;800℃下热处理24h以上可以得到直径约为120nm的ZnO纳米棒.通过仔细考察不同热处理时间得到的ZnO纳米结构,提出了在焙烧条件下ZnO纳米棒的生长机理.

对工业电池交流内阻测量的讨论(英文)

能源和环境的可持续发展是本世纪最重要的问题之一.二次电池是具有重要意义的高效储能器件,在电动汽车及混合动力汽车等实际应用中,经常会用到电池组,此时需要考虑电池组中每一个单体电池性能的一致性.内阻作为用于表征电池一致性的性能参数之一,对电池的工业制造和使用非常重要.目前,锂离子电池等二次电池的内阻测试都是按照国际电工委员会第61960号标准(2003)来进行的.本文从该标准的理论基础和其在内阻测试仪中的实际应用等方面出发,分析并指出了该测试标准中的问题,希望能为电池行业新标准的建立提供一定的指导,并有助于可持续能源设备及电动汽车用动力电池的开发.