金属锂电池死锂形成机制及解决策略

锂作为一种高容量负极,是构筑高比能金属锂电池的关键材料。然而金属锂电池实际应用仍面临诸多挑战,尤其是死锂问题,导致电池循环寿命和安全性严重下降。本文从死锂的形成机制、表征技术和解决策略三个方面开展论述。死锂主要来源于不完全的脱锂过程,以及锂的化学/电化学腐蚀,后者在电池充放电以及日历老化过程中都会发生。结合作者及合作者近期的相关研究报道,本文讨论了冷冻电镜、原位光学显微镜/拉曼光谱、三电极电化学技术等在死锂微观结构组成及其形成演变机制方面的应用。概括了通过设计骨架支撑锂的体相结构,引入保护层稳定界面,配置高性能电解液/固态电解质等死锂抑制型策略,减少死锂的产生和积累。此外,分析了解决死锂问题的激活策略,利用氧化还原对实现死锂的转化、迁移、存储和再利用。由于锂腐蚀、界面溶解、内电场作用等,实际电池体系中死锂的结构组成、空间分布等都存在复杂的动态变化,仍需开展大量研究剖析死锂的动态演变机制,提出根治死锂问题的科学思路。

包覆型耐温氧化铁黄颜料制备技术研究进展

氧化铁黄颜料受热易脱水变色,因此其在塑料加工和烘烤型涂料等高温场合中应用受到限制。本文对国内外有关通过表面包覆方法提高氧化铁黄颜料耐温性的相关技术进行了综述,涉及的方法包括水热法、沉淀法、聚合反应包覆法等,并对各种方法的优缺点进行了比较。此外,氧化铁黄原位改性合成、固相法合成铁酸盐等耐温黄色颜料新技术将有广阔的市场前景。

镁锰水滑石氧化沉淀法制备及其热分解特性研究

采用氧化沉淀法制备了摩尔比为2∶1、3∶1、4∶1的3种镁锰水滑石,通过粉末X射线衍射、红外光谱和热重-差热分析等手段对合成的样品进行结构表征。研究结果表明,采用氧化沉淀法成功制得了不同摩尔比的镁锰水滑石,且所制得的水滑石结构完整、晶相单一。然后以合成的镁锰水滑石为前驱体,采用XRD表征研究了其在不同温度下热分解产物的物相变化规律。

硅负极黏结剂的研究进展

硅材料在锂离子电池负极中具有极高的应用前景,当前的挑战是其脱锂嵌锂过程中大幅度的体积变化对负极性能的影响.本文综合评述了黏结剂策略在解决硅材料体积效应问题方面的独特优势,探讨了硅用黏结剂的发展历程和多功能趋势,系统总结了硅用黏结剂在提升硅负极电化学性能上的研究进展,并对未来硅用黏结剂发展的新思路和新方向进行了展望.

高性能锂硫电池正极用碳基材料的表、界面修饰

锂硫电池的理论能量密度为2600 W·h/kg,是常规锂离子二次电池的3~5倍,是目前最有可能产业化的下一代二次电池技术之一,因此近年来引起了研究人员的广泛关注。然而单质硫与Li2S的低电导率、充放电过程中单质硫的体积膨胀、电化学反应中间产物多硫化锂的"穿梭效应"及最终放电产物的不可控沉积等问题降低了活性物质的利用率和电池的循环寿命,严重阻碍了锂硫电池的商业化进程。在锂硫电池正极材料的改性方法中,将单质硫与表、界面修饰的碳基材料复合制备出多功能碳/硫复合材料是提高电池性能地有效手段。本文概括综述了近几年来碳基材料的表、界面修饰及在锂硫电池正极中的应用。

通过包覆含铝物质提高氧化铁黄颜料的耐热性能

氧化铁黄的耐热性能较差,177℃便开始脱水变色,因此在塑料和高温涂料行业的应用受到限制。通过水热法和沉淀法相结合的方式,在氧化铁黄表面包覆一层含铝物质,制备耐热型包覆氧化铁黄颜料,探讨水热处理时间、温度及pH值对包覆铁黄耐热性能的影响。得到了最佳反应条件如下:pH为8、180℃水热处理6h时,铁黄的耐热温度可达240℃,色差为2.58。同时分析了不同pH值条件下包覆铁黄耐热性能差异的原因,结果表明:主要是由包覆层形成物质不同引起,其中pH为4和6时,包覆层为钠明矾石和羟基氧化铝的混合物;pH为8和10时,包覆层为羟基氧化铝;与未包覆铁黄相比,包覆铁黄的耐热性能明显提升。