锌离子电池正极材料的研究进展

锌离子电池由于安全性能好、成本低廉、环境友好等优点,近年引起了广泛关注。对锌离子电池的种类、电池工作原理等进行了简介,重点论述了锌离子电池正极材料的种类和研究进展,尤其是对含锰氧化物、钒类氧化物、普鲁士蓝类、含有羰基类的有机正极材料等进行了详述;锌空二次电池、具有共轭结构的含有羰基类的有机正极材料将是未来大容量锌离子电池的研发热点,有望应用于电动汽车动力电池中。提高锌离子电池的工作电压及循环稳定性是目前亟待解决的关键问题,大容量新型电极材料的制备及锌离子电池电解液的研发将成为未来的发展方向。

锂/硫电池电解液研究新进展

锂/硫电池因其高理论比容量(1672 mA·h/g)、高能量密度(2600 W·h/kg)、低成本和环境友好等优点,被认为是电化学领域最有发展前景的储能电源之一;但“穿梭效应”导致的活性物质失活和电极极化等问题阻碍了锂/硫电池的商业化应用。综述了近年来锂/硫电池电解液体系和半固态及全固态电解质的最新研究进展,并对锂/硫电池电解液未来的研发方向进行了展望;其中,液体电解液由于离子电导率高,在电池加工过程中灌装比较方便快捷,将率先工业化;而半固态和全固态电解质由于安全性能高,是未来锂/硫电池发展的主要方向。

交联键与天然橡胶疲劳微观断面的相关性研究

通过普通、半有效、有效、过氧化物及复合硫化体系设计出不同的交联网络结构,研究了不同交联网络硫化胶的屈挠疲劳性能,并通过扫描电子显微镜详细分析了屈挠疲劳断面的微观形貌。结果表明,过氧化物硫化体系的屈挠疲劳性能介于普通和有效硫化体系之间,交联键键能对屈挠疲劳性能有一定影响。从微观角度描述了橡胶疲劳裂纹发展的机理,多硫键柔顺性好,疲劳断面的收缩部分呈沟壑状,单硫键柔顺性差、键能低,粗糙断面相对细碎,碳碳键刚性大、键能高,粗糙断面呈片层状。

炭黑/白炭黑复合填料网络在天然橡胶屈挠疲劳过程中的作用分析

通过改变填料体系中炭黑/白炭黑的用量比,制备出具有不同填料网络结构的硫化胶,通过胶料的硫化特性、交联密度、结合胶含量、Payne效应、损耗特性对填料网络结构进行表征并建立填料网络结构模型,最后通过各种性能测试考察了填料网络对橡胶动静态力学性能和屈挠疲劳性能的影响,建立了复合填料网络结构和屈挠疲劳性能的相关性。结果表明,白炭黑-白炭黑相互作用强于炭黑-炭黑相互作用,但白炭黑与橡胶基体的结合作用差;复合填料网络在屈挠疲劳过程中产生的内耗小,白炭黑/炭黑质量比为20/20时,硫化胶的疲劳性能最好。

1,5-二氨基蒽醌(AAQ)复合材料用作锂离子电池新型正极材料的性能研究

有机共轭小分子材料1,5-二氨基蒽醌(AAQ)作为锂离子电池的一种有机正极材料,由于其制备简便、理论比容量较高和循环性能比较稳定等优点,成为新能源电池材料的研究重点.然而,由于其本征材料导电性较差并在电解液中存在溶解等现象,影响了其电化学性能,从而限制了其进一步的应用.本工作采用超声法将AAQ分散在金属有机骨架多孔材料(MOFs)-氮掺杂多孔碳(ZIF-8C)内,再通过高温熔融法制备了多孔碳骨架复合材料AAQ@ZIF-8C;并通过溶液聚合法,制备出了聚丙烯酸(PAA)和聚苯胺(PAN)有机结合的共混物(PAA-PAN);最后通过球磨法将上述材料混合,制备出AAQ@ZIF-8C/PAA-PAN复合电极材料,并通过红外光谱、扫描电子显微镜、电化学循环伏安法及交流阻抗法等对复合电极材料分别进行了结构表征、形貌分析及电化学性能测试. PAA-PAN与AAQ@ZIF-8C结合后,形成了导电互穿网络结构,既提高了电极活性材料AAQ的导电性,同时又抑制了AAQ在电解液中的溶解性;另外,具有多孔的ZIF-8C骨架材料有利于电解质离子的快速扩散和迁移,提高了电池的可逆容量.用该复合电极材料组装的锂离子电池,在0.1C库伦倍率下充放电,可逆容量达203mAh·g^(-1),接近其理论比容量225mAh·g^(-1),经过200次循环后,可逆容量仍达195 mAh·g^(-1),库仑效率达95%.