富锂锰基正极材料的聚苯胺包覆及其电化学性能

正极材料作为锂离子电池的重要组成部分之一,在一定程度上影响着电池的性能。富锂锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_(2)(LNCM)凭借高比容量、高电压等优点成为下一代锂离子电池正极材料的候选。本研究采用溶胶凝胶法制备了富锂锰基正极材料,利用原位聚合法在正极材料表面形成聚苯胺包覆层,并在聚合过程中利用质子酸掺杂进一步提高聚合物的电导率,以改善正极材料的性能。实验结果表明,X射线衍射(XRD)测试显示包覆前后正极材料的晶体结构未发生改变;傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)证明了复合材料中聚苯胺的存在。聚苯胺作为电子导体,可以有效降低正极材料的阻抗,提高反应动力学,稳定正极材料的晶体结构并优化其循环性能。

刚玉型Al_(2)O_(3)与片状BN复合填充聚苯硫醚制备高导热复合材料

以聚苯硫醚(PPS)为基体,刚玉型Al_(2)O_(3)与少量片状BN为复合导热填料,采用低温高压的模压工艺制备了Al_(2)O_(3)/PPS/BN高导热复合材料。研究了填料粒径及含量、PPS含量对复合材料导热性能和力学性能的影响,并确定了一种高导热Al_(2)O_(3)复合材料的制备工艺。采用扫描电子显微镜、导热测量仪、万能试验机等研究了试样的形貌、导热率及力学性能。结果表明:w(Al_(2)O_(3))为89%,w(BN)为3%,w(PPS)为8%时,复合材料的导热率达5.44 W/(m·K),最高导热率是环氧树脂的21.76倍,且具有优异的力学性能。

不同暴露晶面TiO_(2)基钠离子电池负极材料的合成及电化学性能

二氧化钛是一种极具应用潜力的钠离子电池负极材料。为满足人们对钠离子电池性能日益高涨的要求,研发出具有更大可逆比容量及更优异的循环和倍率性能的二氧化钛负极材料具有重大意义。利用氟离子的晶面选择吸附作用,通过一系列的水热方法,设计合成了不同暴露晶面的二氧化钛负极材料,包括分别为{001}晶面和{101}晶面暴露的两种纳米尺寸的二氧化钛材料,以及分别为{001}晶面、{101}晶面和{010}晶面暴露的三种微米尺寸的二氧化钛材料。并且尝试在这些材料可控制备的基础上建立微观结构与其性能之间的关系。本文研究发现{001}暴露晶面确实相对于其他晶面表现出更好的性能,这些应该归功于{001}表面更低的钠离子嵌入势垒,使钠离子在{001}晶面暴露的二氧化钛材料中有更快的扩散速率。这些现象在微米尺寸的材料中表现的更明显,在纳米尺寸材料中则相对不显著,这是因为纳米材料的尺寸效应所造成的。

温度对LiMn_2O_4正极材料嵌锂动力学的影响

采用传统方法成功制备了LiMn2O4正极材料,并利用微分电容和电化学阻抗谱研究了储存温度对LiMn2O4正极材料锂离子嵌脱动力学的影响。微分电容曲线表明LiMn2O4中锂离子的两步嵌脱机制是完全不同的。电化学阻抗谱表明,随着储存温度的升高,Li+在电极活性物质中的扩散变得困难,从而导致电荷转移电阻迅速增大。

两种碳源对橄榄石型正极材料LiFePO_4性能的影响

采用固相反应法在惰性气体气氛下合成了橄榄石型LiFePO4及LiFePO4/C复合正极材料,采用XRD,SEM以及电化学测试等手段对材料进行了结构表征和性能测试。考察了蔗糖、石墨两种碳源对材料性能的影响。XRD结果表明,两种碳源的添加对LiFePO4的晶体结构没有明显的影响;SEM表明,掺杂后,样品的粒径变小;充放电测试表明,和未掺杂的LiFePO4相比掺杂石墨和掺杂蔗糖的LiFePO4具有更好的电化学性能,放电比容量分别为:138.85 mAh.g-1和126.2 mAh.g-1,高于纯的LiFePO4正极材料的容量90 mAh.g-1。经100次循环后,掺杂蔗糖、掺杂石墨及未掺杂的LiFePO4样品的容量衰减率分别为0.02%,1.2%和47%。

Ni^2+掺杂对LiFePO_4正极材料电化学性能的影响

采用固相反应法在惰性气氛下合成了橄榄石型LiFePO4及其Ni2+掺杂正极材料,采用XRD,SEM和充放电等方法对目标材料进行了表征。XRD分析表明,掺杂少量Ni2+后的LiFePO4晶体结构并未发生变化;SEM观察发现,掺杂后,样品的粒径变小;充放电测试得出,比未掺杂的LiFePO4具有更好的电化学性能,首次放电比容量达145mAh·g-1,高于纯的LiFePO4正极材料的容量90mAh·g-1,经100次循环后掺杂Ni2+的LiFePO4和LiFePO4样品的容量保有率分别为91%和53%。

MVQ/s-LDPE/SiO_2泡沫材料的制备及性能研究

以硅烷接枝改性低密度聚乙烯(s-LDPE)对甲基乙烯基硅橡胶/二氧化硅(MVQ/SiO2)混炼胶补强,尿素为物理发泡剂,采用溶析成孔法制备了开孔MVQ/s-LDPE/SiO2泡沫材料,系统研究了MVQ/s-LDPE共混比和尿素发泡剂用量对泡沫材料性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)对泡沫材料孔结构进行了观察。结果表明:随s-LDPE用量增加,MVQ/s-LDPE/SiO2泡沫材料的邵氏A硬度、拉伸强度和撕裂强度增加,抗压缩变形能力增强,补强作用明显;随发泡剂用量增大,泡沫材料泡孔分布更加均匀,孔隙率增加,力学强度和抗压缩变形能力逐渐降低。

造纸用阳离子化天然大分子物质的研究进展

介绍了几种阳离子改性天然大分子物质在造纸过程中的研究应用情况。分析了瓜尔胶、纤维素、半纤维素、淀粉等常见天然大分子物质阳离子化的方法及在造纸行业的应用效果。

硼酸三异丙酯对层状富锂正极材料的影响

采用密度泛函理论研究锂离子电池正极成膜添加剂硼酸三异丙酯(TPBi)的作用机理。通过充电微分曲线和交流阻抗谱,研究TPBi用作电解液添加剂的电化学行为;采用XRD、SEM和透射电镜测试,分析层状富锂正极材料的晶相结构和表面形貌;使用电感耦合等离子体发射光谱,对锂片表面进行分析。TPBi能优先于电解液在层状富锂正极材料表面氧化,形成保护膜,抑制电解液的分解,减少过渡金属离子的溶出,改善正极材料的循环性能和倍率性能。2%TPBi用作添加剂在2.0~4.8 V充放电,层状富锂正极材料以0.5 C循环190次,容量保持率从未添加的26%提升到90%,4.0 C放电比容量从未添加的96 m Ah/g提升到136 m Ah/g;石墨负极材料以0.5 C循环200次,容量保持率从未添加的22%提高到83%。

天然高分子及其衍生物在化妆品中的应用

本文介绍了多种天然高分子及其衍生物在化妆品中的应用,主要提及纤维素、瓜尔胶、淀粉、甲壳素、黄原胶及其衍生物。

碳酸钙高填充聚丙烯复合材料的制备及性能研究

采用硅烷偶联剂处理碳酸钙,用以制备聚丙烯复合材料,从而达到降低成本的目的。通过万能力学试验机、熔体流动速率试验机、差示扫描量热仪、扫描电镜等研究碳酸钙的加入对材料力学性能、流动性能、熔融温度等性能的影响。

甲基三氟乙基碳酸酯对高电压三元材料的影响

以1 mol/L LiPF_(6)/EC+DEC+EMC(质量比3∶5∶2)为基础电解液,分别加入质量分数为3%、5%和7%的添加剂甲基三氟乙基碳酸酯(FEMC),研究FEMC对电极/电解液界面和电池性能的影响。添加FEMC,可以在三元正极材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)表面形成一层包覆均匀的电解质界面膜(CEI),电池的阻抗由160.3Ω降低至108.2Ω。在2.70~4.35 V充放电,添加5%FEMC的电池表现出良好的电化学性能,在0.5 C倍率下,循环100次的容量保持率仍高达94%;在5.0 C大倍率下,放电比容量由96.3 mAh/g提高至140.3 mAh/g。

NASICON型Na_(1+x)Zr_(2)Si_(x)P_(3-x)O_(12)固态电解质及其钠金属电池研究进展

锂离子电池由于具有较高的工作电压和能量密度实现了商业化。然而,有限的锂资源限制了其广泛应用。钠离子电池展现出与锂离子电池相似的电化学特性,并且钠盐资源更加丰富,因此受到了广泛关注。目前,钠离子电池使用的是有机电解液,这存在一系列安全隐患,如漏液和燃烧等,采用固态电解质可以有效解决这些问题。然而,电解质的离子电导率仍有待提升,且材料制备的一致性及与电极间的界面阻抗问题限制了其广泛应用。针对离子电导率的问题,总结分析了不同价态离子取代的影响。针对存在的界面问题,从正极、负极两侧分析了现有Na_(1+x)Zr_(2)Si_(x)P_(3-x)O_(12)电解质的界面改性方法。最后,对Na_(1+x)Zr_(2)Si_(x)P_(3-x)O_(12)电解质的发展方向进行了展望,有望推动固态钠离子电池的发展。

HPLC测定SLMI中甲基羟乙基磺酸钠残留量

通过使用高效液相色谱联合蒸发光散射检测器对月桂酰甲基羟乙基磺酸钠(SLMI)中甲基羟乙基磺酸钠含量进行检测。色谱条件为:Agilent InfinityLab Poroshell 120 HILIC-Z(100 mm×2.1 mm,2.7μm)色谱柱,流动相为乙腈和水,梯度洗脱:0~6 min 2%流动相A(98%流动相B),6~15 min流动相A从2%到25%(流动相B从98%到75%),15~20 min 25%流动相A(75%流动相B);流速0.3 mL/min。蒸发光散射检测器,检测器的雾化器温度50℃、漂移管温度70℃、气体流速1.00 SLM。结果表明,在该实验条件下甲基羟乙基磺酸钠浓度在10~100 mg/kg内与相应的峰面积具有良好的线性关系(R^(2)=0.9992),回收率为111%~114%,方法精密度RSD为1.88%。

硼酸三乙酯添加剂改善LiNi_(0.6)Co_(0.1)Mn_(0.3)(NCM613)|石墨@SiO电池宽温域性能

硅基材料可用于制备高比容量锂离子电池负极,但其在高电压和高温环境下易发生副反应,而通过在电解液中加入功能添加剂,则可有效缓解上述问题。本文通过在电解液中引入硼酸三乙酯(TEB),结果表明可有效改善4.4 V LiNi_(0.6)Co_(0.1)Mn_(0.3)|石墨@SiO软包电池的问题。与无添加剂电解液电池相比,TEB有效抑制了高温存储产气(产气量减少67.1%)和提高循环性能(25℃,从62.33%提升至90.78%)电池的低温放电容量保持率也提升了2.4%(0.5 C)和8.5%(1 C)。由于TEB加入后,可显著提升高电压LiNi_(0.6)Co_(0.1)Mn_(0.3)|石墨@SiO软包电池的宽温域工作能力,表明它是一种具有使用价值的电解液功能添加剂。

高电压无钴阴极的电解液设计

尖晶石型镍锰酸锂(LNMO)可以显著提高锂离子电池的能量密度,但开发与之相匹配的电解液是推动LNMO电池应用的的关键。本文采用以氟代溶剂取代传统电解液中的碳酸酯溶剂的方法,显著地提高了电解液的耐氧化能力。测定氟代溶剂对LNMO|石墨电池性能影响的结果表明,使用氟代碳酸乙烯酯(FEC)+甲基三氟乙基碳酸酯(FEMC)的溶剂组合后,可以显著提高电池的性能。以4.85 V为充电截止电压,25℃温度条件下,使用该溶剂电池经过1 240循环后,容量保持率分别从0%提升至78.42;45℃温度下,300次循环后,容量保持率分别从0%提升至78.56%。这些结果表明,全氟代溶剂组合可显著提高镍锰酸锂体系电池性能。

高比能长循环磷酸铁锂电解液添加剂研究进展

锂离子电池近几年在电动车和电子设备行业的应用呈现爆发式增长,高能量密度长循环锂离子电池的需求不断增加。作为提高电池能量密度的重要措施之一,正极预锂化的应用也受到越来越多的关注。然而,正极预锂化添加剂分解电压偏高,稳定性差及易产生气体等问题,严重影响了电池的能量密度和循环寿命。针对正极预锂化技术的实际应用,迫切需要开发商业可用的电解液添加剂来提升电池稳定性和抑制产气。因此,从电池电解液添加剂改进的角度系统地总结和分析了各种提升电解液稳定性和稳固电池界面的添加剂,可为锂离子电池的预锂化技术开发和高比能电池的性能优化提供重要的参考价值。

氟代溶剂2,2-二氟乙基乙酸酯和2,2,2-三氟乙基乙酸酯用于4.85 V LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)|石墨电池

高性能的锂离子电池推进了电动汽车的发展,但传统材料限制了电池能量密度的进一步提升。LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)(LNMO)作为正极材料可显著提高电池的能量密度,并降低成本,但高达4.7 V的电压平台难以匹配当前的电解液体系。因此,开发一种耐高电压的电解液体系是LNMO材料应用的关键。为了改善这个问题,本文分别以耐高电压的2,2-二氟乙基乙酸酯(DFEA)和2,2,2-三氟乙酸乙酯(TFEA)作为替代溶剂,部分替代传统电解液中常用的氟代碳酸甲乙酯(FEMC)溶剂,从而提升了LNMO/石墨锂离子电池的性能。实验结果表明,使用DFEA和TFEA替代FEMC后,电解液的电导率上升,粘度下降。与未替代溶剂电池相比,使用DFEA和TFEA替代电解液的电池在常温下循环的容量保持率分别由45.97%提升到75.45%和68.36%,表明这种溶剂替代策略具有可行性。

生活垃圾焚烧飞灰固化体重金属稳定化试验研究

生活垃圾焚烧飞灰直接填埋具有较大的环境污染问题。本文对某生活垃圾焚烧厂的飞灰重金属含量采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进行定量分析,发现铅、铬、镉等物质含量超出《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范(试行)》(HJ1134-2020)中规定的限值;本文选用水泥固化技术,利用垃圾焚烧飞灰掺入普通硅酸盐水泥制备水泥固化体,采用醋酸和去离子水配置pH为(2.64±0.05)的浸提液,研究了飞灰掺入量(20%、30%、40%、50%、60%与70%)的飞灰固化体进行浸出实验。实验表明,当飞灰掺入量在50%以下时,飞灰固化体浸出液中所测定的所有重金属均可达到国家标准中规定的限值。

双(氟磺酰)亚胺锂对LiPF_(6)电解液热稳定性的影响及作用机制

六氟磷酸锂(LiPF_(6))是商业化锂离子电池电解液的主导电盐,但LiPF_(6)电解液热稳定性差的问题严重制约了耐高温电池技术的发展。LiPF_(6)电解液中存在的微量氟化氢(HF)和质子性杂质是导致电解液分解的关键因素。通过在LiPF_(6)电解液中引入双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI),使用核磁共振技术(NMR)探究了在高温存储过程中LiFSI对LiPF_(6)电解液化学分解行为的影响。研究结果表明,高温85℃分别存储14、30、180 d后,在含LiFSI的电解液中只检测到极微量的LiPF_(6)分解产物,未分解的LiPF_6的摩尔百分含量高达99.1%、99%、99%。LiFSI可以清除电解液中残留的HF杂质,从而抑制LiPF_(6)的分解,最终显著改善LiPF_(6)电解液的高温稳定性。通过对含LiFSI的电解液进行加水存储实验进一步验证了LiFSI可以有效清除HF并抑制LiPF_(6)分解的能力。