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。

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。

ADN和HTCN添加剂用于钴酸锂/石墨电池

对比电解液中含添加剂1%己二腈(ADN)与1%1,3,6-己烷三腈(HTCN)的高电压钴酸锂/石墨电池的性能。以1 C在3.0~4.5 V充放电,添加HTCN的电池在25℃下循环650次的容量保持率为88.2%,在45℃下循环450次为88.8%。电化学阻抗谱表明,ADN和HTCN的加入能抑制电解液的分解和材料破坏,HTCN整体上优于ADN。计时电流法、扫描电镜结果表明,ADN和HTCN的加入能抑制电解液的分解,二者作用相当。X射线光电子能谱与电感耦合等离子体发射光谱表明,ADN和HTCN均能在钴酸锂表面成膜,添加HTCN的电池,负极与隔膜上的钴沉积量约为添加ADN电池的1/2。

添加剂PhIS对LiFePO_(4)锂离子电池性能的影响

为提高石墨/磷酸铁锂(LiFePO_(4))锂离子电池的性能,研究2-苯基-1H-咪唑-1-磺酸酯(PhIS)作为电解液添加剂对石墨/LiFePO_(4)软包装锂离子电池性能的影响。PhIS对LiFePO_(4)锂离子电池的高温存储、低温放电、不同温度循环及阻抗等均有改善效果。PhIS添加量为1.0%(质量分数)的电池以0.2 C充电、0.5 C放电,在-10℃低温下于2.00~3.65 V循环200次的容量保持率为88.1%;60℃高温存储60 d,直流阻抗(DCR)增长率与未添加PhIS的对照组相比降低13.0%。

一种水性粘结剂在锂离子电池石墨负极中的应用

随着锂离子电池商业化生产要求的不断提高,需要进一步提高电极能量密度,这就意味着活性材料占比将会逐步上升,粘结剂等非活性物质的比例将进一步减小,因此如何在低粘结剂含量下保持极片在电池循环过程中结构的稳定将是极大的挑战。研究了一种应用在石墨负极上的新型水性粘结剂Tinctive E124,并对其组成进行分析,对粘结剂的电解液稳定性、热稳定性、极片微观形貌以及电化学性能如循环性能、储存性能等进行测试,经与商用粘结剂丁苯橡胶(SBR)和羟甲基纤维素(CMC)进行对比,结果表明:Tinctive E124不仅具有电解液吸收率低、热性能稳定等优点;其制备的电极柔性、粘结强度以及电化学性能均表现优异,在低添加量情况下仍能满足商用加工需求,具有极大的商业化应用前景。

高比能锂离子电池高电压电解液的设计

自便携式电子设备以及电动汽车问世后,锂离子电池储能设备已经难以满足当前的生活与生产需求.锂离子电池作为商业储能设备市场的主要占有者,正朝着更高的能量密度、更长久的使用寿命以及更高的安全性能等方向发展.虽然通过提高锂离子电池的截止电压可以达到提升电池重量密度和体积密度的效果,但电池体系在高电压下将非常不稳定,这将导致锂离子电池的循环性能迅速衰减.同时,大量的电解液分解产物的堆积,导致电池的界面阻抗上升.另一方面,气体的生成形成了电池的安全隐患.本文针对高电压电解液的溶剂设计和电解液添加剂设计两个方面,回顾了过去一段时间里高电压电解液的发展.根据当前的理论研究基础,提出了高比能锂离子电池电解液的设计重心和未来该领域的主要研究方向.

二氟二草酸硼酸锂对LiFePO_4/石墨电池高温性能的影响

研究了二氟二草酸硼酸锂(LiODFB)作为锂盐加入到碳酸丙烯酯(PC)+碳酸乙烯酯(EC)+碳酸甲乙酯(EMC)(质量比为1∶1∶3)混合溶剂中对LiFePO4/石墨电池高温(60℃)循环性能的影响.用线性扫描伏安法(LSV)测试了电解液的电化学窗口.通过等离子发射光谱(ICP)和能量散射光谱(EDS)对LiFePO4材料高温条件下在不同电解液中的稳定性进行了研究;并用扫描电镜(SEM)和电化学交流阻抗谱(EIS)分析了石墨负极表面的固体电解液相界面(SEI)膜的热稳定性.结果表明:一方面LiODFB基电解液能抑制LiFePO4材料在高温条件下Fe(II)的溶解,防止溶解的Fe(II)在石墨上还原,有效地降低电池阻抗;另一方面,在LiODFB基电解液中形成的石墨负极表面SEI膜具有更好的热稳定性,能显著提高LiFePO4/石墨电池的高温循环性能.

不同锂盐对超支化/梳状复合型聚合物电解质的性能影响研究

利用PVA侧链上的羟基的化学活性,采用超支化聚胺-酯对改性纳米SiO_2和PVA接枝改性,并加入不同锂盐,制备了SiO_2-g-HBPAE/PVA-g-HBPAE超支化/梳状复合型聚合物电解质,利用SEM观察了纳米粒子在基体中的分散情况,采用DSC、拉伸实验以及介电谱研究了锂盐种类及添加量对复合体系性能的影响.结果表明,超支化接枝改善了SiO_2和基体的界面相容性;磺酸类锂盐在复合材料中表现出自增塑现象,材料的玻璃化转变温度(Tg)大幅度下降;LiClO_4在基体中的离解能力强于Li CF_3SO_3和Li N(SO_3CF_3)_2;当Li CF3SO3添加量为20%(by mass,下文同)时,聚合物电解质的室温电导率达到最大值2.58×10-6S·cm-1.

四氟硼酸四乙基铵对超级电容电池性能的影响

研究了四氟硼酸四乙基铵(Et4,NBF4)添加到LiPF6基电解液(碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)+碳酸甲乙酯(EMC)(质量比为1∶1∶1)对(LiMn2O4+活性炭(AC))/Li4Ti5O12超级电容电池电化学性能的影响.线性扫描(LSV)、循环伏安(CV)及电池充放电等测试结果表明:Et4NBF4盐改变了复合电解液中离子对的结构,提高了复合电解液的高电压稳定性和电导率.在实验条件下,随着复合盐电解液中Et4NBF4含量的增加,电池放电容量也增加,含有Et4NBF4与LiPF6物质的量的比为4∶1的电解液的电池电化学性能最好,在4C倍率下循环5,000周后,容量还有86.8,mA·h,保持率为95.8%.

新型锂盐——二氟草酸硼酸锂

介绍了二氟草酸硼酸锂(LiODFB)的基本特性。LiODFB作为锂盐用于电解液中,对不同正极和石墨负极有良好的相容性,能显著提高电池的高、低温性能。综述了LiODFB在锂离子电池中的应用情况。

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。

二氟磷酸锂改善LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2电池的高温性能

将二氟磷酸锂(LiPO_2F_2)作为添加剂来改善LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2电池高温贮存性能。相对于没有添加LiPO_2F_2的电池,电解液中添加1%LiPO_2F_2的电池在高温60℃下贮存14 d,容量保持率提高6.05%,容量恢复率提高6.01%,并能抑制电池高温产气。采用电化学交流阻抗谱测试电池高温贮存前后的阻抗行为,用SEM、X射线光电子能谱(XPS)对电极表面进行分析,发现LiPO_2F_2能够在正极表面形成热稳定性好且可降低界面阻抗的固体电解质相界面(SEI)膜。