20%丙硫菌唑水乳剂配方开发

为了开发合格的20%丙硫菌唑水乳剂。对20%丙硫菌唑水乳剂的溶剂、乳化剂、防冻剂进行优化筛选,得到优选配方。结果表明,最终优化配方为:丙硫菌唑为20%、ADMA 810为25%、Solvesso 200为5%、Ethylan 992为2%、TERMUL 2507为1%、尿素为3%、有机硅消泡剂为0.2%,去离子水补足至100%。通过对各项助剂进行优化筛选,获得了20%丙硫菌唑水乳剂的优选配方,各项性能合格,符合绿色农药的发展方向。

磷酸处理对低压阳极铝箔及其电容器特性影响

本文研究磷酸处理工艺对低压阳极铝箔及其所制备电容器特性影响。结果表明,磷酸处理强弱对低压铝箔耐酸性、耐水合性、比容有着重要的影响,并且对制备的低压固态铝电解电容器的耐压、容量、漏电流、损耗等产生重要的影响。通过优化磷酸处理工艺,明显改善低压箔的耐酸性和耐水合性、降低固态电容器漏电流,降低电容器容量衰减率,提高低压固态电容器寿命。

涂碳铝箔在锂电池中的应用及其界面性能研究

涂碳铝箔作为锂电池正极集流体的应用,显著提高了电池的电化学性能及界面稳定性。本文从涂碳铝箔的制备工艺、表面结构特征及其对锂电池界面性能的影响等方面展开研究,探讨涂碳层在抑制电解液分解、减少界面阻抗和延长电池循环寿命中的作用。涂碳铝箔能够有效改善正极材料的导电性和界面稳定性,从而提升锂电池的整体性能和可靠性。分析涂碳铝箔在不同电解液和工作条件下的界面反应行为为优化锂电池材料和提升电池性能提供了新的思路和依据。

腐蚀箔隧道孔侧壁电流密度对锥度的影响

采用电化学极化曲线测试、扫描电镜分析、密度泛函理论计算研究了侧壁电流密度对高压电解电容器铝箔锥度的影响。结果表明,侧壁电流密度和尖端电流密度的表达式相似,均与生长速率成正比,说明在直流腐蚀中两者本质上是相同的。侧壁电流对隧道结构有重要影响,虽然电流很小,但会导致明显的隧道锥度。因此,在隧道生长过程中降低侧壁电流密度可能是改善锥形结构的有效策略。磷酸添加实验证明,在盐酸-硫酸体系中引入适量磷酸后可以降低隧道孔的生长电流密度,进而改善蚀孔锥度问题。

3D集流体在锂金属电池中的应用研究进展

锂金属凭借其质量比容量高、电极电位低,有望成为新一代高能电池体系最有潜力的负极材料之一。然而,在循环过程中不可控的锂枝晶生长、死锂的形成,以及体积膨胀等问题,不仅会降低电池循环过程中的稳定性,甚至引发安全隐患,严重限制了锂金属负极的实际应用。3D集流体在缓解/抑制锂金属负极在循环过程中的体积变化、延缓锂枝晶生长、降低局部电流密度,以及提高库仑效率等方面起着重要作用。然而,在实际过程中,单纯的3D集流体使用性能并不理想,需要对其进一步改性。本文从表面改性(表面包覆、表面掺杂、表面化学处理)和梯度化设计出发,综述了3D集流体在锂金属电池中的应用研究进展,并详细分析了其对锂金属电池的性能影响,最后进行了总结和展望。

氟硅生胶催化体系及合成工艺研究

采取两种方式合成氟硅生胶,以规避氟硅单体和乙烯基单体活性差异的问题,提高高分子量氟硅生胶的乙烯基含量。一种方法是用含乙烯基的碱胶作为催化剂制备生胶,另一种是采用NaOH和nBuLi双催化体系分两步反应制备生胶。结果表明,与直接催化共聚相比,用上述方法制备的高分子量氟硅生胶的乙烯基含量更高,产物稳定,反应过程温和可控,易重现。

活性/非活性材料性质对超级电容性能影响

在电化学储能领域,超级电容器因工作温度宽、充放电速率快、长循环寿命和高功率密度等特点有着重要用途。但在日常生活应用中仍存在自放电率较高、能量密度不够高、容量衰减快速等系列问题,这严重阻碍了超级电容的商业化应用进程。为了解决这些问题,在尽可能的维持其高功率密度特点的同时,提高超级电容其他方面的性能,研究者们开发了超级电容新体系,研发新材料、创建理论机制等方式方法,致力于加速超级电容器产业的应用。对此,本文以近年来在该领域的研究为基础,主要从电极制备过程中所用的活性材料、非活性材料(导电剂、黏结剂以及集流体)的材料性质出发,介绍了其对超级电容性能的影响,并在此基础上提出合理性建议,为未来发展高性能超级电容器提供有利帮助。

高分子量氟硅生胶催化剂的选择及应用

在高分子量氟硅生胶合成领域,通常用碱来催化氟硅单体D3F[2,4,6-三甲基-2,4,6-三(3,3,3-三氟丙基)环三硅氧烷]阴离子开环聚合。本研究为了筛选出合适的催化体系,选用了不同碱分别与D3F反应,制备并评估了5种碱胶。其中,氢氧化钠(NaOH)和正丁基锂(nBuLi)碱胶外观均一透明,贮藏稳定性以及在D3F中的分散性较好,经反应成为有效成分(硅烷醇盐)的转化率较高,活性适中有利于控制副产物,与氢氧化锂(Li OH)、氢氧化钾(KOH)和四甲基氢氧化铵(TMAOH)相比,是更适合用于合成高分子量氟硅生胶的催化体系。

锆掺杂以提升LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的高温电化学性能

为解决LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料在高温下循环性能差的问题,本文通过固相法对材料进行锆掺杂改性,研究了不同掺杂量对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2晶体结构和电化学性能的影响。研究表明,当锆掺杂量为1%(x)时,可以降低LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2结构中的Li+/Ni2+离子混排,有助于材料电化学性能的提高,尤其是高温循环性能。在25°C、3.0-4.3 V下,Li(Ni_(0.5)Co_(0.2_Mn_(0.3)_(0.99)Zr_(0.01)O_2在1C循环95次后容量保持率为92.13%,优于未掺杂样品(87.61%)。在55°C下,Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)_(0.99)Zr_(0.01)O_2在1C循环115次后容量保持率仍有82.96%,远高于未掺杂样品(67.63%)。因此,少量锆掺杂对提升LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的高温循环性能有积极作用。

电极结构对(NCM+AC)/HC混合型电容器电性能的影响

混合型电容器是一种介于锂二次电池和超级电容器之间的一种新型储能器件,在电化学储能领域有非常广泛的应用。混合型电容器的电极材料包括锂二次电池电极材料和超级电容器电极材料,在混合电容器内部形成“交叉结构”。本工作分别采用干法和湿法工艺制备出(NCM+AC)混合型正极片和硬碳负极片,并装配成064060软包混合型电容器。本工作系统分析了两种电极结构的特点及其对软包混合型电容器性能的影响。实验结果表明,干法电极内部含有丰富的PTFE纤维结构,原材料颗粒之间接触更为紧密。在相同厚度下,干法电极的活性物质负载量更大,电极体积密度大、欧姆电阻及极化电阻均较小。在相同体积的软包产品内,干法电极产品的容量、能量密度较湿法电极产品均提高20%以上。在正负极面密度比及N/P放电容量比均相同的条件下,干法电极产品在高低温性能、循环性能、倍率性能及高温负荷性能方面均优于湿法电极产品。干法电极制备工艺不使用任何溶剂,绿色环保,节省成本,PTFE纤维可以牢固地兜住NCM和AC,有助于在混合型电容器电极制备中推广应用。

扩孔液中Cu2+离子对高压铝箔直流腐蚀的影响

采用极化曲线、扫描电子显微镜(SEM)和电感耦合等离子体-质谱(ICP-MS)研究了铝箔在含 Cu^2+的 HNO3扩孔液中电化学腐蚀行为,同时考察了扩孔液中添加DCTA对Cu^2+的络合缓解效果。结果表明, HNO3扩孔液中添加Cu2+后,由于形成了 Cu-Al 原电池,自腐蚀电位明显正移,自腐蚀电流也增加;过多的 Cu^2+会减小隧道孔平均长度,但显著增大孔径,导致并孔发生。腐蚀箔520V比容随着Cu^2+含量的增加,先保持不变后显著减小,扩孔液中Cu2+质量浓度应控制在0.70ppm以下。另外,在含Cu^2+的扩孔液中引入络合剂DCTA,不能缓解Cu2+的不利影响,反而会劣化腐蚀箔性能。

隧道孔型对高压阳极铝箔特性的影响

系统对比了腐蚀工艺对孔型的影响,同时基于数学模型考察了铝电解电容器用阳极箔的隧道孔型对比容、化成能耗、孔内Cl^(-)传质及孔内电解液温升速率的影响,并通过电容器负载纹波电流测试温升特性进行验证。计算结果表明,阳极箔比容随着隧道孔尖端直径d_(tip)的减少显著降低(28%),化成能耗也随d_(tip)减少呈现相似的降低趋势,这主要是因为隧道孔有效表面积减少所致。后处理后隧道孔内Cl^(-)浓度随着d_(tip)的增加逐渐增加,相比于化学扩孔工艺,电化学扩孔工艺中箔的Cl^(-)浓度要低。另外,隧道孔内电解液温升速率随d_(tip)的减少,先缓慢增加然后再急剧增加,相比于圆柱形孔,低d_(tip)区域孔内的温升速率增加6~50倍。因此采用具有大d_(tip)的阳极箔将有助于改善电容器性能。

锂离子电池用无溶剂干法电极的制备及其性能研究

采用无溶剂电极制备技术成功制备了锂离子电池用LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)干法电极片,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对干法电极片的形貌和元素分布进行了分析测试,通过倍率充放电、交流阻抗、循环充放电等测试手段研究了干法电极片的电化学性能。结果表明:纤维状PTFE广泛地分布在LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)活性物质颗粒的周围,在干法电极内部形成了一个致密、完整、柔性的网状黏结剂结构;电极循环500圈后,容量保持率为94.89%,循环性能明显优于传统的湿法涂布电极。500圈循环后的电极片内部仍保持着稳定的网状黏结剂结构,LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)活性物质颗粒表面的裂隙显著少于湿法涂布电极,表明由PTFE纤维构成的三维网络结构能够有效地改善电极片的抗劣化性能。由于干法电极技术在制备过程中不使用任何溶剂,有减少原材料、降低能耗、环境友好的优点,且该技术支持制备厚电极进而能够提高锂离子电池的能量密度,具有较强的实际应用价值。

铝箔集流体对超级电容器性能的影响研究

采用化学刻蚀铝箔、交流电刻蚀铝箔、微孔贯穿铝箔和涂炭铝箔分别作为超级电容器的集流体,通过扫描电镜、纸张拉力仪对铝箔的表面结构、力学性能进行了测试,并研究对比了铝箔对超级电容器及电极片的截面形貌、剥离强度、电极方阻、倍率性能和循环寿命的影响。结果表明,以交流电刻蚀铝箔为集流体的超级电容器在电极剥离强度、方阻等方面相比化学刻蚀铝箔更具优势,这得益于其更发达的腐蚀坑洞;以涂炭铝箔为集流体的超级电容器具有最小的直流内阻,倍率性能最佳,在50C倍率下的容量保持率为97.3%,经100万次循环后容量保持率达到86.23%。

电极结构对锂离子电容器电性能的影响

分别采用干法和湿法涂布工艺制备出活性炭正极和石墨负极,制作成066090型软包锂离子电容器(LIC)单体。采用恒流充放电嵌锂法对负极进行预锂化,理论嵌锂深度为85%。通过扫描电子显微镜(SEM)、剥离强度、电性能测试等表征方法,分析了干法和湿法涂布工艺对电极结构和形貌、黏结性能及电性能的影响。阐述了电极结构对软包LIC容量、内阻、耐久性、循环性能和低温性能的影响。结果表明,干法电极内有充分的黏结剂纤维结构,碳颗粒的接触紧密。干法电极的体积密度相比湿法涂布电极提高了8%以上,其剥离强度比湿法电极高50%以上。正极面密度/负极面密度为1时,在2.2~3.8 V的电压区间内,用干法电极组装的软包LIC的初始容量和内阻分别为645 F和25.5 mΩ,均高于用湿法电极组装的同类产品。用干法电极组装的软包LIC经1000 h耐久性测试后容量保持97%以上,经10万次循环充放电后容量保持88%,在-30℃下容量保持76%,均优于用湿法电极组装的同类产品。

低压铝电解电容器用腐蚀箔结构模型探讨

分析了日本高性能低压腐蚀箔结构-性能特征,在此基础上讨论了腐蚀箔结构模型,并采用压汞仪测试和固态铝电解电容器性能测试进行模型验证。结果表明,规格为U179H和LT23B腐蚀箔的性能差异主要是由于孔喉结构差异导致的。为了维持电荷中性,Cl^-离子倾向于聚集在蚀坑拐角处,促使拐角附近的薄弱点发生点蚀。而高浓度的Cl^-离子利于与Al^3+形成AlCl3盐膜,导致起蚀点附近的侧壁保持钝化状态,内部蚀坑呈现立方结构。立方蚀坑连接口处形成一个窄小的通道,影响腐蚀箔比容和固态铝电解电容器引出率。因此,降低低压箔的孔喉比参数是提升腐蚀箔性能的一个策略。

低压铝电解电容器用腐蚀化成箔构效关系研究

本文利用SEM表征了低压铝电解电容器用高比容腐蚀箔的结构,采用立方孔模型建立了低压腐蚀化成箔的结构-性能关系,并通过压汞仪测试对所建模型进行验证。SEM结果表明,低压腐蚀箔呈现海绵状结构,蚀坑保持立方型孔洞。在实用情况下,对于22. 4 V化成电压,最适孔径为0. 20~0. 24μm,最大比容为(185. 3~227. 6)×10^-6F·cm^-2。压汞仪测试结果表明,建立的立方孔洞模型可以反映低压腐蚀箔结构特征。

锂离子电池隔膜材料的研究进展

我国开展中国制造2025计划后,锂离子电池的制造便成为“2025”计划中的重点项目之一,在项目进行时,如何提升锂离子电池的性能和安全性一直在困扰着相关研究人员。因此对大量锂离子电池制造的实例进行研究,不仅对锂离子电池隔膜材料进行分析,还将对其主要作用、性能、制造工艺、干湿法、国内外的研究进展等方面进行阐述。

电解液中金属离子对高压光箔腐蚀行为影响的研究

采用极化曲线和计时电位曲线考察了盐酸-硫酸电解液中金属离子对高压光箔腐蚀电化学行为影响,利用扫描电子显微镜(SEM)分析了金属离子对光箔腐蚀形貌和性能的影响.结果表明,电解液中单独添加Fe^3+或Cu^2+后,自腐蚀电位都正移,由于强的局部微电池效应,Cu^2+的影响相对Fe^3+更显著;单独添加Fe^3+后,击穿电位下降,而击穿电位随Cu^2+添加量的增加先增加后降低;Fe^3+对蚀孔形貌的影响与其浓度有关,峰值孔径随Fe^3+添加量的增加先增大后减小;而Cu^2+对峰值孔径影响较小,但会减少蚀孔密度;另外,添加少量Fe^3+有利于提升阳极箔520 V比容,从0.816×10^-6 F·cm^-2增加到0.828×10^-6 F·cm^-2,而添加Cu^2+会降低阳极箔性能.

化工工程设备管道与材料优化设计

化工工程对于我国经济发展以及社会建设等领域发挥着重要作用。由于其性质的特殊性,在操作中会有一定的危险,特别化学物质处理方面,一旦操作不当,就会造成泄漏,对操作人员甚至当地居民的安全造成威胁。对于管道以及材料的优化设计是化工工程建设的重要保障,因此对化工工程的管道优化设计进行分析,并对材料优化提出建议。