电化学沉积对贮氢电极动力学特性的影响

采用电化学沉积镍的方法对贮氢合金电极进行了表面修饰,并对贮氢电极动力学性能进行研究.结果表明,电极表面电化学沉积镍后,提高了氢在贮氢合金中的扩散系数和交换电流密度,降低了电化学反应阻抗和接触电阻,从而明显降低了放电过程中的极化作用,提高了贮氢电极的倍率放电性能.     

石墨烯/棉针织复合电极的制备及性能

利用液相剥离法制备石墨烯分散液,以纯棉针织物为基底,采用电化学沉积法在不同电沉积时间下制备石墨烯/棉针织复合电极材料。通过扫描电镜(SEM)表征电极的微观结构,并结合循环伏安测试(CV)、恒流充放电测试(GCD)以及电化学阻抗测试(EIS)对电极材料进行电化学性能研究。结果表明,该复合电极材料比电容的大小与石墨烯在织物表面的含量以及分布状态有关,当电沉积时间为90 min时,石墨烯/棉针织复合电极比电容达62.19 F/g,电荷转移电阻为12.08Ω,经过1 000次循环充放电后电容保持率仍然可达89.2%。此外,该电极在弯曲折叠测试中,比电容无明显变化,表现出稳定的电化学性能。     

球磨法制备表面包覆CoOOH的氢氧化镍及其电化学性能研究

采用机械球磨法直接在氢氧化镍颗粒表面包覆CoOOH,通过扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）研究其表面形貌和结构,结果表明,合成的CoOOH呈条状,均匀聚集在氢氧化镍颗粒表面,同时保持了β-Ni（OH）2的结构.电化学阻抗谱（EIS）和充放电测试表明,与混合加入CoO的镍电极相比,表面包覆CoOOH能有效提高镍电极反应活性,改善其大电流放电性能.     

石墨烯/针织复合电极材料的制备及性能测试

为了满足柔性智能可穿戴电子产品的供电需求,设计了一种与之匹配的柔性超级电容器。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,为提高电极材料的电化学性能和耐弯曲性能,以针织物为基底,采用电化学沉积法制备石墨烯/针织复合电极材料。通过SEM测试表征电极材料的表观形貌及结构;通过恒流充放电、循环伏安以及交流阻抗等测试表征电极材料的电化学性能。试验结果表明:石墨烯/涤棉针织复合电极最佳电沉积时间为150 min,比电容为57.76 F/g、电阻为21.14Ω;经过1000次循环充放电后,电容保持率仍然可达82.2%,循环寿命长且耐弯曲性能优异。     

医用口罩熔喷非织造布电极的制备及其电化学性能

为实现废弃医用口罩在储能领域中的高值化应用,采用镀银和涂炭方法对一次性医用口罩的中间层熔喷非织造布表面进行处理制备双电层电极,最后组装成超级电容器器件。分别采用循环伏安法、恒电流充放电法和交流阻抗法测试熔喷非织造布电极和所组成器件的电化学性能。结果表明:当电流密度为1 A/g时,所得电极比电容可达298 F/g,在电流密度为20 A/g下其比电容为224 F/g,展现出较高的倍率性能(75%),电极的电荷转移内阻和等效串联内阻分别为0.86和0.15 Ω;在功率密度为125 W/kg下,超级电容器器件的能量密度达到9.7 W·h/kg,此外经过10 000次充放电后,器件的比电容保持率高达99.8%,展现出优异的循环稳定性。     

多壁纳米碳管电极电化学行为的研究

研究了多壁纳米碳管(MWNTs)在碱性电解液中的电化学行为.结果表明:电极集流体结构对其电化学活性有较大影响;循环伏安曲线显示,氢在MWNTs上的电化学反应可逆性随循环次数增加而有一定改善;阴极极化曲线表明了MWNTs不同类型上的氢析出电位有一定差别.认为MWNTs在碱性电解液中氢的电化学反应可逆,氢析出电位与MWNTs类型有关.     

Ag-AgCl纺织结构电极电镀工艺参数的优化

以镀银纱线作为基础材料,采用电化学处理的方法对纤维表面进行氯化处理,形成氯化银包覆银的复合结构,该结构用于柔性心电电极的制作。为了设计优化的电镀参数,使得银-氯化银包覆纤维结构的电化学性能达到最佳,分别研究了处理时间、处理电压、溶液浓度、溶液温度等因素对纺织结构电极纤维材料阻抗的影响。同时,运用电化学阻抗谱并结合SEM观察纤维表面形态分析,得出了电镀工艺的最佳处理参数。研究结果表明:处理电压、处理时间以及连接方式对电极阻抗性能影响最大,氯化钠离子浓度、银纱线缠绕密度以及电极材质对电极阻抗性能影响较小,溶液温度以及极板间距离对电极阻抗性能影响极小。试验为设计纺织结构电极提供一定的实验依据,同时为银-氯化银纺织结构电极电镀工艺研究提供了新途径。     

CVD金刚石薄膜涂层工具衬底预处理方法

目前普遍采用的衬底表面预处理方法有：①表面脱Co处理：采用HCl、HNO3、H2SO4等对衬底表面层中的co进行酸蚀处理;采用氢等离子体或含氧的氢等离子体刻蚀Co;采用化学试剂钝化等方法使衬底表面层中的Co失去活性;采用化学反应置换Co,将硬质合金衬底刀具放入化学试剂中,利用置换反应将表面层中的Co置换成其它物质（如Cu）。②在金刚石薄膜与衬底之间预沉积中间过渡层,     

表面氟化提高LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2正极材料的循环及存储性能

采用共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2,通过低温固相反应对LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2材料进行表面氟化修饰。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和电化学测试来表征材料结构、形貌和电化学性能。结果表明,表面氟化处理可以改善材料的倍率性能、循环性能和存储性能。这主要是因为颗粒表面的M-O键部分被M-F键替代,稳定了材料结构。另外,表面氟化处理可以减小电荷转移阻抗,改善电极充放电过程中的动力学。这些结果均表明,表面氟化处理是一种有效改善材料性能的手段。     

锂离子电池LiCoO2正极的交流阻抗研究

利用交流阻抗法研究了在不同放电深度、不同极化电位、不同充放电倍率下,Li 在LiCoO2电极中的电化学行为.结果表明:随着放电深度的增加Li 嵌入和脱出的电化学阻抗越来越大;当极化电位负于正极处于放电态下稳定电位时,LiCoO2电极的膜阻抗基本不发生变化;当正于稳定电位时,嵌入阻抗减小,Li 穿过表面膜和活性物质双电层的电荷传递过程阻力减小.充放电电流越大,Li 穿过表面膜和活性物质双电层的电荷传递阻抗越小.     

兔毛基中空碳纤维在锂硫电池中的应用

为开发高性能、低成本的锂硫电池正极储硫材料,利用天然生物质纤维兔毛为前驱体,经预处理和炭化制备了具有杂原子掺杂的兔毛中空碳纤维(RC),并采用热熔融法制得硫/兔毛基碳纤维(S/RC)复合材料。探讨了不同炭化温度对碳纤维形貌结构、S/RC复合材料晶型结构与电导率、锂硫电池的电化学性能及循环充放电稳定性的影响。结果表明:预处理温度为300 ℃,炭化温度为800 ℃时,制备的兔毛基中空碳纤维的形貌结构最好,用其作为正极材料制备的电池首次放电比容量达899 mA·h/g,在0.5C倍率下300次循环后放电比容量为598 mA·h/g,仍保持原始比容量的66.52%;在高倍率条件下该电池仍具有较高的放电比容量,1C和2C倍率下放电比容量分别为543.8和505.4 mA·h/g。     

电晕驻极熔喷聚丙烯驻极体非织造布的电荷捕获特性

针对不同驻极条件下获得的熔喷聚丙烯驻极体非织造布的过滤性能存在差异,以及使用环境对其电荷存储稳定性的影响机制尚不清楚的问题,采用热刺激放电和表面电位分布测量技术,研究了驻极条件与材料电荷存储性能的相关性,考察了水和酒精熏蒸对材料的电荷存储稳定性的影响。结果表明:正、负电荷的陷阱能级相近,但正电晕驻极非织造布的过滤性能优于负电晕驻极;表面电位高低不能准确反映非织造布过滤性能的优劣;水熏蒸后非织造布的过滤效率变化很小,酒精熏蒸后其过滤效率衰减至与未驻极样品相同。该研究结果可为熔喷聚丙烯驻极体非织造布材料的生产及其在高湿度和医用环境下的使用提供参考。     

碳纳米管/Ni/聚苯胺纤维状超级电容器的制备及其电化学性能

为提高纤维状超级电容器的电容性能,将碳纳米管(CNT)纤维进行阳极氧化预处理、金属化处理和电沉积聚苯胺后得到不同的电极材料,分别将CNT、CNT/聚苯胺(CNT-PANI)、CNT/阳极氧化/聚苯胺(CNT-O-PANI)、CNT/阳极氧化/金属化/聚苯胺(CNT-O-Ni-PANI)这4种电极材料组装纤维状超级电容器,并对其结构和电化学性能进行研究。结果表明：经过阳极氧化和金属化处理后,聚苯胺均匀、紧密地分散在碳纳米管纤维表面,并且无团聚、结块等现象;CNT-O-Ni-PANI电极材料制备的超级电容器具有优异的储能性能,其比电容和能量密度远高于其他3种电极材料;在1 A/g的电流密度下,其比电容和能量密度分别为357.8 F/g和178.9 W·h/kg;在10 mV/s的扫速下,其比电容高达1 246.3 F/g;采用CNT-O-Ni-PANI所制备的超级电容器稳定性能较好,在5 A/g的电流密度下,经过10 000次恒流充放电循环后,其电容保持率仍高达99.7%。     

纤维材料在柔性可穿戴锌电池中的应用进展

为促进安全、低成本锌离子电池在柔性储能装置中的应用,以纤维材料基锌离子电池为研究对象,首先明晰了充放电过程中锌负极氧化反应及过渡金属氧化物或氧正极还原反应机制;其次探索了碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管纱线、金属纤维以及其他无机纤维等纤维材料,在柔性锌电池正极、负极和电解质等领域的应用研究现状,分析并类比了不同制备工艺、微结构、改性方式等对纤维基柔性电池电化学特性的调控效果,明确了影响其性能优劣的主要参数;最后提出纤维材料的结构有序化设计对于提升电池电化学性能具有显著效果,强调了天然纤维基电极材料广阔的发展前景。研究对于加速智能服装的产业化应用,助力“碳达峰、碳中和”愿景的早日实现具有积极的推动意义。     

复合锂离子电池隔膜的制备及其电化学性能

为获得性能较好的锂离子电池隔膜,首先制备了单层静电纺聚偏氟乙烯六氟丙烯（P（VDF-HFP））纳米纤维,然后利用静电喷雾技术将Al2O3和ZrO2颗粒分散液均匀喷洒在其表面,再接收一层静电纺P（VDF-HFP）纳米纤维,制备出具有3层结构的有机/无机复合锂离子电池隔膜。同时制备了单层静电纺P（VDF-HFP）纳米纤维膜作为对比膜。考察了复合膜和对比膜的表面形貌、透气性、吸液率和热稳定性等物理性能,以及室温离子电导率、电化学稳定性和电池的循环充放电性能等电化学性能。结果表明：该复合膜的Gurley值为0.117S/(100mL?cm²),热收缩率为2.25%,吸液率为420%;室温下离子电导率为2.31mS/cm,电化学稳定窗口为5.4V,所制备电池首次放电比容量为138.6mA?h/g;在中间层添加纳米颗粒后,复合膜的透气性下降而其他指标均获得提升,综合性能优于相同条件下制备的单层静电纺隔膜     

聚丙烯腈基Si/C/碳纳米管复合碳纳米纤维膜的制备及其储能性能

针对Si材料储能过程中体积膨胀的问题,首先采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)/Si /Fe复合纳米纤维(NFs)膜,然后经化学气相沉积法在复合NFs膜上生长碳纳米管(CNTs),最后经800 ℃炭化得到PAN基Si/C/CNTs复合碳纳米纤维(CNFs)膜。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪等表征复合CNFs膜的结构与性能,并将其用于锂离子电池负极进行电化学性能测试。结果表明:用添加质量分数为15% 的FeSO₄(占PAN)催化剂的纺丝液制备的复合CNFs膜具有独特毛毛虫结构,其可有效提升电池的电化学性能,具有2 067.9 mA·h/g的初始放电比容量,循环400圈后仍具有851.2 mA·h/g 的放电比容量,每圈的容量衰减率仅为 0.15%。     

表面处理对锌黄/醇酸涂层体系在碱性清洗剂中防护性能的影响

采用浸泡试验和电化学阻抗技术(EIS)研究经不同表面处理的7000系铝合金/涂层试样在碱性清洗剂中的耐蚀行为,得到表面处理对涂层防护性能的作用规律。结果表明:钝化、喷砂、喷砂/钝化和蚀刻涂装等4种表面处理方式都能提高锌黄底漆底层/醇酸磁漆面层这一涂层体系在碱性清洗剂中的防护性能,其作用能力从小到大依次为:钝化处理、喷砂处理、蚀刻涂装处理、喷砂/钝化处理。     

Si/TiO2复合碳纳米纤维的制备及其性能

为改善硅/碳纳米纤维的形貌结构并提升其储能性能,将球磨均匀的Si/TiO₂粉末和聚丙烯腈(PAN)通过静电纺丝制得Si/TiO₂/PAN纳米纤维膜,然后分别在氩气和氢气氛围中炭化得到Si/TiO₂复合碳纳米纤维;优化了Si与TiO₂的最佳配比与最适炭化温度,分析了纤维形貌、分子结构、元素分布对复合碳纳米纤维储能性能的影响。结果表明:在Si和TiO₂质量比为1∶2以及900 ℃炭化条件下,Si/TiO₂复合碳纳米纤维具有良好的导电性,其纤维结构与形成的TiO₂无序框架可有效缓解Si的体积膨胀和团聚,并显著提高锂离子电池的容量与循环稳定性;在0.2 mA/g电流密度下进行120次循环后,在氩气和氢气条件下炭化制备的复合碳纳米纤维的放电比容量分别为942和1 212 mA·h/g,在氢气条件下炭化制备的复合碳纳米纤维拥有更加优异的倍率性能。