商业化的锂离子电池石墨负极材料的研究进展

综述了锂离子电池石墨负极材料的研究进展,对MCMB、天然石墨与人造石墨、炭纤维为代表的石墨负极材料目前的研究和应用现状进行了详细的论述,并对石墨类炭负极的发展作了展望。     

水蒸汽活化树脂炭用做双电层电容器电极材料

以热固性酚醛树脂为前驱体，采用水蒸汽为活化剂，通过改变活化时间，制备出了一系列双电层电容器用活性炭（PFR（1—5））．采用低温氮气吸附法测定BET比表面积和孔结构，发现随着活化时间的增加，活性炭的比表面积和中孔率增大．电化学测试表明，用活化时间为5h的PFR5H制备的模拟EDLC的比电容，在有机体系中50mA／g恒流放电比电容达106．5F／g，1000mA／g下放电仍保持99．7F／g，仅衰减了6．4％，具有良好的倍率特性．交流阻抗谱测试结果显示PFR5H的内阻最低，具有良好的电容性能和功率特性．     

超级电容器用活性炭电极表面氧化改性后的电化学性能

以椰壳活性炭和杏壳活性炭为原料,采用浓硝酸液相氧化改性处理后,制成以 KOH 为电解液的超级电容器的炭电极。采用低温 N_2吸附法表征了活性炭的孔结构性质,并采用循环伏安法和交流阻抗法考察了活性炭电极的电化学性能。实验表明,经浓硝酸氧化处理后,活性炭的比表面积和孔容降低,平均孔径增大。但由于氧化处理后材料赝电容的增加,椰壳活性炭和杏壳活性炭的放电容量不但没有降低.反由原来的114 F·g~(-1)和98 F·g~(-1)分别增大到166 F·g~(-1)和157 F·g~(-1)。同时,浓硝酸氧化降低了活性炭电极的表面电荷迁移电阻和时间常数。     

双电荷电解质添加剂的低温电化学性能

为了进一步提高超级电容器在低温下的能量密度，制备了双电荷电解质N,N-1,4-二乙基三乙烯基二胺四氟硼酸盐（DEDABCO-BF4）。以四乙基铵四氟硼酸盐（TEA-BF4）作为电解质，以DEDABCO-BF4为电解质添加剂，二者按照摩尔比9∶1混合，再以碳酸丙烯酯（PC）为溶剂、以乙腈（AN）为共溶剂制备了一系列不同溶剂配比的二元电解液PAXY(X、Y为PC与AN的质量比)，通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等探究了双电荷电解质在低温下的电化学性能。结果表明：PA11电解液组装的超级电容器可在-40℃下实现良好的倍率性能，在2.7 V、5 000 mA/g条件下，容量保持率为65%。此外，PA11电解液还进一步将电容器工作电压扩大到3.5 V，获得了110 F/g的比电容、47.87 W·h/kg的最大能量密度和5 850 W/kg的最大功率密度。     

有机电解液在钠离子电池中的研究进展

随着对大型储能电池的需求逐渐增加,钠离子电池由于其资源丰富,价格低廉且与锂性质相似等优点而被广泛关注。在钠离子电池的关键材料选择中,钠离子电池的电化学性能和安全性同时受电解液的影响,这不仅决定了电池的电化学窗口和能量密度,而且还控制着电极/电解液界面的性质。本文首先综述了钠离子电池电解质的基本要求、主要分类,重点讨论了对钠离子电池电解质的选择性要求及不同钠盐的物化性能和对固体电解质界面的影响;其次针对不同溶剂和材料的兼容性以及材料在不同溶剂体系中的储能机制等,分别对材料在醚类和酯类电解液中获得的固体电解质界面特点、倍率性能、循环性能等展开分析。最后指出钠离子电池电解质未来在与材料的匹配、关键性表征方法等方面的发展路线。     

中空炭微球的喷雾法制备及其储钠性能研究

以酚醛树脂和马铃薯淀粉为前驱体,采用喷雾干燥和炭化法制备中空炭微球。采用扫描电子显微镜法(SEM)、透射电子显微镜法(TEM)、X射线衍射光谱法(XRD)、小角X射线散射(SAXS)、拉曼光谱等表征方法对其形貌、微观结构进行表征,并研究了中空硬炭微球负极的储钠性能。结果表明：当酚醛树脂与马铃薯淀粉以质量比7:3混合时,中空炭微球的粒径及其分布减小,具有最低的振实密度,有利于缩短离子传输路径,缓解循环过程中造成的体积变化。该样品具有大的层间距(0.41 nm)、较多的闭孔结构,提供了较快的插层反应动力学,有效提高了样品的平台容量。在0.1 A/g电流密度下,其展现出396.5 mAh/g的可逆比容量,循环200次后容量保持率为97.1%;在2 A/g电流密度下保持254.3 mAh/g的可逆比容量,表现出优异的大电流充放电能力。     

塔里木盆地志留系热液碎屑岩储层:证据、矿物组合及油气地质意义

根据岩心观察、扫描电镜、能谱分析、显微薄片观察及流体包裹体测温显示的岩石宏观与微观特征、矿物组合、自生矿物形成温度等,认为塔里木盆地存在热液碎屑岩储层.热液碎屑岩岩石学证据主要体现在塔中地区中1井志留系柯坪塔格组碎屑岩中发育的基性侵入岩夹层、热液角砾岩、热炙烤现象及热液溶蚀孔洞等;在塔里木盆地中部的塔中地区和顺托果勒地区柯坪塔格组可识别出3种热液矿物组合.综合前人研究成果,认为热液的侵入主要发生于二叠纪,造成储集岩孔隙流体离子环境紊乱,溶解作用的发生促进了次生孔隙发育,并沉淀了热液矿物,总体上改善了碎屑岩储层,是塔里木盆地柯坪塔格组碎屑岩储层不可忽视的影响因素.热液侵入对已形成的古油藏产生破坏作用,并在志留系沥青砂岩生成过程中产生重要作用.     

孔隙发达竹质活性炭的制备及其电化学性能

以毛竹废料为原料采用磷酸活化法制备了孔隙发达的活性炭,根据77 K氮气吸附等温线对其结构性质进行了表征.以具有最高比表面积的活性炭为电极材料组装双电层电容器,测试了其充放电性质和循环伏安特性.实验结果表明:在实验考察范围内,活化所得产品具有较高比表面积(1485～2127 m2/g)并含有大量中孔,中孔体积为0.43～0.67 cm3/g,活性炭总孔容最高达1.53 cm3/g.以活性炭为电极材料的双电层电容器具有良好的充放电性能和功率特性,电极比电容达197 F/g.     

超声波混浆对活性炭电极电容性能的影响

以商品活性炭YP-15为电极材料,采用普通搅拌混浆和辅助超声搅拌混浆制备活性炭电极,研究了混浆方式对活性炭电极电容性能的影响.结果表明:与普通搅拌混浆相比,超声波混浆能够提高导电剂在活性炭中的分散性和均匀性,所制活性炭电极具有更佳的综合电化学性能.超声混浆所制备活性炭电极的放电比电容达到98.6 F/g,高于普通混浆活性炭电极的92.2 F/g;由于超声混浆活性炭电极的内阻更小,具有优异的比能量与功率特性,能够实现23.03Wh/kg的最大比能量和大于5 000 W/kg的最大比功率;且具有非常优异的循环性能,经过5 000次循环放电比电容衰减率仅为2.3％.因此,超声辅助混浆是制备高性能超级电容器活性炭电极的一种较为理想的前处理方法.     

电解质离子尺寸对超级电容器电化学性能的影响

为了研究电解质离子尺寸对超级电容器电解液电化学性能的影响,自制了阳离子不同的2种电解质N,N-二甲基吡咯烷四氟硼酸盐(P_(11)-BF_4)和N-乙基-N-甲基吡咯烷四氟硼酸盐(P_(12)-BF_4),并分别配制成以碳酸丙烯酯(PC)为溶剂、浓度为1 mol/L的电解液;通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗谱研究了电解质离子尺寸对活性炭基超级电容器电化学性能的影响。结果表明:电解质离子尺寸和阳离子对称性共同影响着超级电容器的放电比电容,电解质离子尺寸越小,电解液的耐电压特性越好,超级电容器的工作电压越高;电解质离子尺寸的大小和阳离子的对称性共同影响着超级电容器的电化学性能。