反应型阻燃剂ODOPOM阻燃硅烷交联POE复合材料的研究

合成反应型阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-羟甲基-10-氧化物(ODOPOM),用傅里叶变换红外光谱仪和氢、碳、磷核磁共振光谱表征其化学结构。将ODOPOM与硅烷接枝乙烯-辛烯共聚物(POE)共混后经过温水浸泡制备反应型阻燃硅烷交联POE复合材料。研究并讨论了ODOPOM用量对硅烷交联POE的阻燃性能、耐水性能、力学性能、热稳定性能等的影响,并讨论其阻燃机理。

生物质碳-硅复合负极材料的电化学性能

生物质碳具有独特的孔结构,较大的层间距,可加速Li+在无定形碳中的扩散速度。采用纳米硅、沥青、生物质碳,通过喷雾造粒、高温热解法制备生物质碳-硅复合负极材料。通过XRD、SEM、表面分析研究材料的表面形貌特征;通过恒流充放电等实验研究电化学性能。该材料制备扣式电池的首次充电比容量达到1 692.5 mAh/g,首次库仑效率为90.7%。制备的18650型电池在2.75~4.20 V循环,以1.00 C循环616次的容量保持率为91.44%;以0.50 C充电、1.00 C放电循环447次的容量保持率为94.48%,高于沥青碳-硅复合材料的84.90%和91.98%,说明该材料的倍率性能较好。

硅-金属基复合储锂材料研究概述

用高容量硅材料替代传统石墨负极以提升锂离子电池能量密度是当下的研究热点。硅负极在实际应用过程中由于自身电导率低、嵌锂时存在严重的体积膨胀效应,使得材料的倍率性能差、循环性能不理想,难以实现商业化应用。将导电性能优异的金属与储锂容量高的硅进行复合被视为有效的改性策略之一。本文介绍了硅-金属基负极在材料的结构设计、合成方法、电化学性能的研究进展,并对储锂性能提升机制进行了探讨。

锂离子电池硅/碳复合负极材料的研究进展

负极理论容量最大的硅在充放电过程中,体积过度膨胀粉化导致容量衰减快,成为其作为商用负极材料的最大障碍。碳材料不仅具有一定的电化学活性,结构也较稳定,可以作为硅电极的"缓冲基体";具有高容量和优良循环性能的硅-碳复合负极材料已经成为该领域的研究热点。按照碳材料的分类,评述了Si/C复合电极材料,并初步展望了该领域的研究方向。

锂离子电池硅-碳负极材料的研究进展

硅基负极材料因具有较高的理论储锂容量,将替代传统的石墨负极材料成为下一代锂离子电池最有前景的负极材料之一。然而,硅作为负极材料体积膨胀率(可达到300%)大、导电率低、易被电解液分解产生的HF腐蚀,这些缺点限制了其在商业应用中的发展。碳具有稳定性高、导电性好、价格低、来源广等优点,但其理论储锂容量较低,仅约为硅的1/10。为解决锂离子电池硅材料存在的问题,目前主要采用将硅与碳进行复合的办法,制备出储电量高、导电性好、循环性能优异的硅-碳复合负极材料。重点从硅碳复合结构和制备方法两个方面阐述了硅-碳复合负极材料的研究进展,认为"鸡蛋"结构能够有效地提高循环性能和安全性能,但是目前仍然不能够规模化生产。最后提出研究发展思路,应用胶体颗粒共凝胶法设计制备了一种特殊的硅-碳复合核壳结构。

锂离子蓄电池高容量硅基负极材料研究进展

硅基材料是新一代高容量锂离子蓄电池负极材料的典型代表,近年来已成为理论研究和应用研究的热点之一。综述了单质硅、硅-金属合金以及硅-碳复合材料作锂离子蓄电池负极材料最新研究成果,并对其今后研究和应用前景作了展望。纳米级硅薄膜具有大于3500mAh/g的超高可逆容量,有望用于微型锂离子蓄电池;硅-金属合金材料的研究正在由单相搀杂向多相搀杂的方向转移;而硅-碳复合材料能有效抑制硅的体积变化,在发挥高放电容量的同时能保持良好的循环特性,很有可能成为规模化生产的新一代负极材料。

乙烯基POSS的合成及POSS/PMMA纳米复合材料的制备

利用乙烯基三甲氧基硅烷缩合水解制备八聚乙烯基笼型倍半硅氧烷(OvPOSS),然后将其与γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH580)采用巯基-烯点击化学反应制备带有部分乙烯基和烷氧基的POSS,用红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱、飞行质谱等手段对其结构进行表征分析。通过自由基聚合将POSS引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中,制备新型纳米复合材料EV-POSS/PMMA,利用X射线衍射、扫描电镜、热重分析探讨了OvPOSS、EV-POSS在PMMA中的形态特征、分散性、透光率及材料的热稳定性能。结果显示,OvPOSS在PMMA中结晶程度大,分散性差,导致其对PMMA的热稳定的影响不明显;EV-POSS则呈现良好的分散性,包覆于PMMA中,对PMMA的热稳定性提高显著,同时对于PMMA的透光率影响较小。

锂离子电池中高容量Si-Cu/C复合负极材料的制备与性能研究

采用高能球磨方法制备了用作锂离子电池负极材料的Si-Cu/C复合材料。X射线衍射和扫描电子显微镜结果表明,复合材料中Si和Cu5Si是共存的,活性硅颗粒均匀地分散在石墨和惰性的铜硅合金基体中。电化学测试在电流密度0.2 mA.cm-2,电压范围0-1.4 V条件下进行,其结果表明高分散Si-Cu/C复合材料首次可逆容量为524 mAh.g-1,远高于目前普遍使用的中间相碳微球;循环寿命也远优于同粒度的硅单体,经过30次循环后容量仍保持531 mAh.g-1。其高比容量和良好的循环性能表明:高分散Si-Cu/C复合材料有望替代碳成为锂离子电池负极材料。

硅/石墨负极中硅的体电阻率和掺杂类型对锂离子电池电化学性能的影响

将电阻率为1Ω·cm、0.1Ω·cm、0.01Ω·cm、0.001Ω·cm的n型掺杂硅片以及电阻率为1Ω·cm、0.001Ω·cm的p型掺杂硅片球磨制成6种硅粉,并分别将其与石墨按照5∶95的质量比进行混合,用作锂离子电池负极材料并制成扣式电池,通过电化学阻抗谱和倍率性能测试来研究硅材料体电阻率和掺杂类型对锂离子电池电化学性能的影响规律。结果表明,硅材料体电阻率越低,其储锂容量越高,倍率性能越好。电阻率相同时,n型掺杂硅始终比p型掺杂硅具有更大的储锂容量和更好的倍率性能。但是,当p型掺杂硅的电阻率远低于n型掺杂硅时,p型掺杂硅电化学性能更佳。另外,0.001Ω·cm的n型掺杂硅样品具有最佳的充放电比容量和倍率性能,其首次充放电比容量分别为457.7mAh·g^(-1)和543.4mAh·g^(-1)。

硅烷偶联剂处理对SF/PP结构和性能的影响

采用熔融共混和注塑成型的方法制备了硅烷偶联剂处理的剑麻短纤维(SF)增强聚丙烯(PP)的复合材料,研究了SF表面偶联剂处理对复合材料的晶形结构、微观结构、热性能及力学性能的影响.结果表明硅烷处理削弱了SF在PP结晶过程中的异相成核作用,降低了SF/PP复合材料中PP相的结晶度、结晶温度和结晶速率;提高了复合材料中β-晶型PP的相对含量;增强了SF/PP的界面键合,显著提高了复合材料的冲击强度.

硅纳米粒子聚苯胺包覆改性及其嵌/脱锂电化学性能

利用直流电弧等离子体蒸发法合成硅纳米粒子(SiNPs),粒径为20~30 nm。采用对氨基苯甲酸(ABA)处理SiNPs,并在ABA-SiNPs表面进行苯胺(ANi)原位化学氧化聚合,形成核/壳型聚苯胺包覆硅纳米复合粒子(PANi-SiNPs)。FTIR、DSC、XRD、TEM等分析结果表明,ABA与SiNPs之间形成了化学键,粒子表面引入了ANi基团,复合粒子中PANi质量含量约为62%。电化学性能测试表明,PANi包覆层的存在大幅度提高了SiNPs的循环稳定性能,在100 mA·g^(-1)的电流密度下循环100次后,电池容量保持率为92.5%,远高于未改性的SiNPs的性能。聚苯胺包覆改性SiNPs,改善其导电性能的同时,可以极大地缓冲充/放电过程中的体积变化,提高电极的循环稳定性能。

应变SiGe沟道PMOSFET亚阈值特性模拟

通过简化的模型,对应变SiGe沟道PMOSFET及SiPMOSFET的亚阈值特性作出了简单的理论分析,然后用二维模拟器Medici进行了模拟和对比;研究了截止电流和亚阈值斜率随SiGePMOSFET垂直结构参数的变化关系。模拟结果同理论分析符合一致,表明应变SiGe沟道PMOSFET的亚阈值特性比SiPMOSFET更差,并且对垂直结构参数敏感,在器件设计时值得关注。

多孔硅-硅酸盐和振荡现象

提出采用焙烧方法由多孔硅形成锂的硅酸盐 ,目的是制备硅 /锂硅材料 .这种材料呈现出电极性特征 :锂硅层与N型硅结合时 ,N型硅显负电极性 ,锂硅层显正电极性 ;与P型硅结合时 ,P型硅显正电极性 ,锂硅层显负电极性 .硅 /锂硅材料受不同方式的电场作用表现出电流方向和电压方向的振荡现象 .