低电阻率耐候性导电碳浆的制备

研究石墨和炭黑的形貌、粒径以及配比对导电碳浆电阻率的影响,分析聚酯和有机硅改性聚酯制备导电碳浆耐候性的差异及原因.试验表明:D90为12.8μm的不等轴鳞片状石墨SFG-10和高度链状团聚炭黑350 G的质量比为7:3时制备的导电碳浆电阻率低,为4×10-2Ω·cm,且硬度H>4;在高低温、高湿和紫外光照射试验条件下,聚酯和有机硅改性聚酯制备导电碳浆电阻值最大变化率分别为36.7％和9.5％,有机硅改性聚酯能显著提高导电碳浆的耐候性.     

银粉对导电银浆表面微结构及导电性能的影响

选用4种不同形貌和堆积密度的银粉制备导电银浆,比较其性能差异,优选一种银粉,在此基础上添加不同比例的纳米银粉,对烧结后的银浆样品进行表面形貌分析和方阻测试。研究不同形貌银粉及搭配对导电银浆性能及膜层结构的影响,结果表明,堆积密度大的球形银粉膜层致密,孔洞较少,方阻为3.2 m?/;在此球形银粉中添加纳米银粉,提高了填充烧结性能,有助于减少烧结后膜层的孔洞,增加了银粉之间的导电通路,从而大大减小膜层的方阻,提高银浆综合性能;球形银粉中加入6%的纳米银粉时,方阻最小,达到2.1 m?/,膜层结构最致密。     

掺不同功能材料水泥浆体导电性能及微观分析

通过测试浆体的电阻率,用扫描电镜观察功能材料在基体中的分散、分布情况及功能材料自身的结构,研究了掺不同功能材料对水泥浆体导电性能的影响。结果表明:碳纤维掺量的增加有利于形成良好的导电网络,在碳纤维掺量为1%时,碳纤维和浆体基质形成良好的导电网络,浆体的电阻率骤然下降,碳纤维掺量达到渗流阈值;石墨、炭黑适量替代碳纤维时,石墨、炭黑填充在碳纤维之间,其自身的结构没有发生变化,浆体的导电性能呈现反复变化,石墨最优替代比例约为40%,炭黑的最优替代比例在25%~40%之间;石墨、炭黑替代碳纤维时,随石墨替代比例的增大,浆体中的导电机理发生变化,从以碳纤维之间的电子传导为主,转变为碳纤维之间的电子传导、基体间的电子跃迁和隧道效应相结合。     

绝缘件表面金属化工艺及性能研究

为实现电气设备绝缘件表面在电气设备通电及外接地的条件下可触摸,为产品的安全运行及维护提供保障,故在绝缘件表面涂覆上一层金属或导电膜层,达到表面的零电位。笔者通过对不同导电膜层的制备工艺探索及膜层的性能研究,发现采用石墨类导电涂料所得的导电膜层具有良好的电学性能及耐蚀性。     

不同导电骨料配比对复合双极板性能的影响

以石墨、膨胀石墨为导电骨料,酚醛树脂为黏结剂,炭黑为添加剂,通过模压工艺制备了石墨/树脂复合双极板。实验中选取了最适宜的工艺条件：酚醛树脂的含量为20%wt,模压压力为200MPa,固化温度为180℃。探讨了不同石墨与膨胀石墨配比对复合双极板的电学、机械性能、致密性等各性能的影响。实验结果表明：双极板的电导率随着膨胀石墨含量的增加而增大,而强度则逐渐降低,膨胀石墨含量的增加会导致双极板的吸水率和显气孔率的增大。     

导电塑料作为钒电池集流板的研究

以聚乙烯为基体、炭黑为导电填料制备导电塑料板,研究了该导电塑料板导电性、力学性能以及在钒电池电解液中的电化学行为.导电塑料板与铜网复合后与石墨毡组成复合电极作为钒电池的正负极,考察了经过试验电池反复充放电后导电塑料集流板导电性与表面形貌的变化.研究结果表明导电塑料板可以代替石墨用作钒电池的集流板.当钒电池正极存在析氧过程时,会造成导电塑料集流板中的碳流失.     

石墨颗粒级配对复合板导电及阻气性能的影响

通过模压工艺制备了石墨-酚醛树脂复合板。考察了不同石墨颗粒级配情况下复合板的导电和阻气性能。实验发现粒度比和体积分率对石墨聚合物复合板性能有重要影响。150目石墨和50目石墨配比,复合板导电性能出现先上升后下降的趋势,150目石墨和50目石墨的配比为0.05∶0.95时导电性能最好,而325目石墨和50目石墨配比,复合板导电性能出现单调上升的趋势。150目和325目石墨分别与50目石墨以0.01∶0.99配比时,复合板阻气性能达到最佳。     

碳布增强型导电塑料双极板的制备与性能

采用聚乙烯为基体,炭黑和石墨为导电填料,通过碳布做增强骨架,制备了钒电池三明治型导电塑料基复合双极板.结果表明双极板的最佳配方为:m(炭黑):m(石墨)=45∶15,总填料含量为60％.碳布的引入有效地提高了双极板的力学性能,尤其是弯曲疲劳寿命大幅提高.该双极板在100 mA/cm2的电流密度下,电流效率为97％,电压...     

锂离子蓄电池负极导电剂的研究

用扫描电子显微镜(SEM)考察了3种导电剂粉体材料的形貌,通过测定3种导电剂材料的吸水能力,研究了导电剂的振实密度与吸液能力的关系。结果表明,导电剂的振实密度越大,其吸液能力越小;反之则其吸液能力越大。利用恒流充放电、循环伏安技术考察了3种导电剂的贮锂性能,实验表明石墨类导电剂(KS、SO)具有一定的贮锂性能,但其首次库仑转换效率低;而炭黑类导电剂(SP)仅起导电作用。利用六西格玛(简称6σ)混合设计考察了导电剂之间的交互作用,及3种导电剂配比对石墨电极放电比容量的影响,当质量比m(包覆石墨)∶m[导电剂(KS SP)]∶m(PVDF)=92∶3∶5且m(KS)∶m(SP)=1.66∶1时,电极放电比容量可以稳定地达到315mAh·g-1以上。     

扩散层成分和含量对PEMFC性能的影响

质子交换膜燃料电池(PEMFC)的扩散层通常包括碳纸和整平层,在电池结构中起着重要作用。使用BP2000型炭黑作为PEMFC的扩散层,通过试验分析了碳粉含量、碳纸类型和疏水性处理对单电池性能的影响。电池催化层由Nafion溶液和Pt/C催化剂构成。结果表明,TPG-90型碳纸性能较好,其疏水性不影响碳纸的孔隙率。在PEMFC电池的电极制造过程中有必要使用整平层,整平层中BP2000型碳粉的含量以2mg·cm-2为宜。     

导电ABS/PETG共混物的制备及性能研究

以炭黑、石墨和镍粉等为导电填料,ABS和PETG作为高分子基体,采用熔融共混-模压成型工艺制备具有双连续相结构的质子交换膜燃料电池(PEMFC)用双极板。主要研究导电填料炭黑、石墨和镍粉等对ABS/PETG共混物的导电性、耐水性和耐热性能的影响。结果表明:当ABS和PETG为双连续相,炭黑为20%时,复合材料的导电性最好,为123S/m,玻璃化温度98℃,维卡软化温度123℃,接触角为100°。保持炭黑的含量为10%,通过调控石墨含量,发现当石墨含量在4%时,复合材料综合性能最好:电导率30S/m,玻璃化温度93℃,维卡软化温度107℃,接触角为103°。当保持15%炭黑的比例,镍粉含量为5%时得到最佳试样:电导率43S/m,玻璃化温度69℃,维卡软化温度150℃,接触角为89°。     

含炭黑润滑脂的摩擦磨损性能与导电性研究

以锂基润滑脂为基础脂,导电炭黑为填料,经分散、研磨等工艺制备了含导电炭黑的润滑脂,并对其进行了电导率、滴点、锥入度以及摩擦学性能的测试。试验结果表明,润滑脂中添加导电炭黑的含量和种类对含炭黑润滑脂的导电性、抗磨减摩性以及理化性能有很大影响。其中含5%的HD-2类炭黑的润滑脂具有最佳的综合性能,其电导率为374 μs/cm,平均摩擦系数为0,087。长时间暴露在实验室环境中,导电膏导电性能没有太大的改变,但老化现象依旧明显,其表现在热安定性及摩擦学性能方面的变化,导电膏A3滴点由227,7 ℃下降到207 ℃,B3滴点由301,6 ℃下降到260 ℃,摩擦系数也出现较大波动。     

聚酰亚胺/导电炭黑抗静电复合薄膜的性能研究

采用原位聚合法制备了聚酰亚胺/导电炭黑(PI/ECB)抗静电复合薄膜,并探讨了复合薄膜的结构、微观形貌以及导电炭黑用量对其表面电阻率、热性能和力学性能的影响。结果表明:复合薄膜亚胺化完全,热性能得到提高;炭黑的质量分数为4%时,复合薄膜表面电阻率的数量级为108,达到抗静电的最佳要求。     

基于数字图像技术的锌氧电池正极材料分布模拟

采用数字图像的处理方法模拟了锌氧电池正极内部不同成分的分布情况,直观了解其内部各材料的分布情况及连通性,也可对电极内部所发生的化学催化、导电和电解液浸入等过程进行更详细地解释,同时有利于设计不同优势的正极,并对其催化性、浸液量及导电性等性能进行验证。研究结果表明,当石墨比例增大时,电极的导电性增强,当活性炭的含量增加时,电极的吸液能力增强。当乙炔黑、石墨、二氧化锰、活性炭的质量比为1∶1∶2∶4时,二氧化锰的催化区域最适宜。     

碳纳米管改善磷酸铁锂正极极片的性能研究

以碳纳米管（CNT）替代导电碳黑（SP）和人造石墨（KS－6）用作导电剂,制备出了20Ah的磷酸铁锂动力锂离子电池。充放电测试结果显示：CNT的引入能够显著的改善了磷酸铁锂正极极片电化学性能,电池放电平均比容量142．5mAh／g,较传统SP＋KS－6体系的电池平均放电比容量（138．8mAh／g）高2．6％。这是由于CNT在LFP颗粒间形成网络结构,赋予正极材料较高的电导率。另外,CNT体系的电池,不同倍率下放电比容量均一性较传统的好。碳纳米管加入还提高电极极片的加工性能。这是由于CNT长径比大、良好的柔韧性,增加了极片的柔韧性,减少了电池极片冲片时的报废率。扫描电镜观察显示：CNT在LFP颗粒之间,形成网络结构,提供电子通道,赋予LFP颗粒间良好导电性。     

Preparation and characteristics of LiCoO2 paste electrodes for lithium ion micro-batteries

The thick film electrodes (cathode) have been developed via screen printing using LiCoO₂ paste to improve the discharge capacity of lithium ion micro-batteries. The LiCoO₂ pastes were formulated using the mixtures of LiCoO₂ powder as a functional material, carbon black as a conducting agent, ethyl cellulose and terpineol as a vehicle, and Emphos PS-21A as a dispersant. Depending on the amount of carbon black, the average and maximum surface roughnesses varied from 0.54 to 1.00 μm and 6.2 to 18.7 μm respectively. The internal resistance in the paste electrodes could also be controlled to 120 KΩcm⁻² by the addition of carbon black in the pastes. The thickness of the printed film is independent of the paste composition, but it decreased from 15 to 6 μm with the increase in screen mesh number from 250 to 500. The initial specific discharge capacity of the printed cathode which was prepared using the mixture Ag-coated LiCoO₂ powder improved to 180 μAhcm⁻².     

喷雾法制备FeS_2薄膜材料及其在热电池中的性能

采用喷雾法薄膜化工艺制备了FeS_2薄膜正极,研究了薄膜正极中导电剂(超导炭黑)的添加量对热电池单体电池放电性能的影响。以异丙醇为溶剂,适量的超导炭黑为导电剂,采用喷雾法制备热电池FeS_2薄膜正极。与传统的压片制备FeS_2阴极相比,喷雾法合成的黄铁矿薄膜厚度小,在放电过程中有较高的放电比容量。在500℃,相对湿度RH1%的条件下,测试了单体电池的放电性能。测试结果表明,5%XC-72R掺杂FeS_2材料的单体电池的放电比容量最高。     

应用于接地网防腐的导电室温硫化硅橡胶涂层性能研究

接地导体腐蚀会显著增大其接地电阻,严重危害电力系统的安全运行。为此,提出了一种应用于接地网的导电室温硫化(RTV)硅橡胶材料,其具有化学性质稳定、现场施工方便的特点。通过对炭黑、碳纤维和导电玻璃珠等几种常用导电填料的对比,最终选用导电炭黑作为调整材料电阻率的导电填料,制备的导电硅橡胶材料体积电阻率控制在10Ω.cm数量级。根据理论计算、模型和现场试验测试了该种导电硅橡胶材料应用于接地系统的效果,计算和试验结果表明应用该种导电性材料后接地电阻升高幅值≤10%。防腐试验研究表明,该种导电硅橡胶材料具有良好的机械性能和稳定的化学性质,可以显著缓解环境腐蚀问题。应用该种导电涂料,可以避免铜接地体造成的土壤污染,是一种环境友好材料。     

湿法混料工艺制备钒电池双极板及其性能研究

采用新的室温湿法混料工艺,以聚乙烯树脂粉末为基体、炭黑和石墨为导电填料,采用易挥发溶剂乙醇为分散介质,经搅拌-抽滤-烘干-模压成型,制备了钒电池用导电塑料双极板。结果表明双极板的最佳配方为:w(PE)∶w(炭黑)∶w(石墨)=45∶40∶15,最佳的成型温度在140～160℃,最佳的成型压力为10～15 MPa;双极板电阻率<0.5Ω.cm,抗拉强度>15 MPa;以此导电塑料为集流板,在70 mA/cm2的电流密度下,电流效率达到96.5%,电压效率达到83.5%,能量效率达到80.6%。