三维石墨烯包覆的硫掺杂碳负载二硫化硒复合材料的制备及其储锂性能研究

二硫化硒（SeS₂）作为储锂的正极材料,具有硒和硫以外的独特优势。采用硫掺杂介孔碳（sulfur-doped mesoporous carbon, SMC）负载SeS₂,然后用三维石墨烯（three-dimensional grapheme, 3DG）对其进行包覆,制备了双重限定的SeS₂基正极结构。通过透射电子显微镜（transmission electron microscope, TEM）,扫描电子显微镜（scanning electron microscopy, SEM）以及X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）对所制备的3DG-SMC-SeS₂纳米复合材料的形态和结构进行表征。结果显示,SeS₂均匀地分布在SMC基体的介孔通道中,3DG良好地包裹SMC-SeS₂复合材料。受益于SeS₂不可或缺的优势和独特设计的主体构架,3DG-SMC-SeS₂正极表现出极好的循环性能和优异的高倍率性能。这种新型SeS₂基正极材料为克服目前锂硫电池的主要瓶颈提供了一种可行的策略。     

锂电池硫/硒正极材料的研究进展

锂硫电池的能量密度高,原料价格低廉,具有成本优势,是一种最具潜力的二次电池之一。然而受限于硫正极的低导电性以及多硫化物溶解导致的循环寿命衰减等因素,锂硫电池仍不能得到很好的商业化应用。作为硫的同主族元素,硒具有良好的电导率和可观的体积容量。结合了硫和硒的优点,硫硒固溶体（Se_xS_y）引起了人们的极大关注。Se_xS_y的导电性好、比容量高,但仍然存在穿梭效应、电解液匹配性和循环过程中体积变化大等问题。本文分析了近期锂电池Se_xS_y基正极材料的研究现状,主要总结了碳材料、金属化合物、金属-有机框架和杂原子掺杂材料四个方面的相关研究进展,介绍了本课题组在Se_xS_y基正极材料方面的部分研究成果,并对锂-硫/硒电池的未来发展前景进行了展望。     

一种新颖的制作规则微结构方法

在偶氮苯聚合物薄膜表面成功地制作出光致六角对称微结构和光致长方微结构。实验结果表明根据简单理论已经可以控制这种光致规则微结构的几何对称性 ,并且指出微结构的晶格常数同样可以控制。这种制作规则微结构的方法设备简单 ,操作快捷 ,有广泛的应用前景。     

功能化甲基丙烯酸甲酯共聚物合成及其交联膜的二阶非 …

合成了一种甲基丙烯酸甲酯与侧链含有偶氮苯生色团和可化学 交联基团－羟基团－羟基的甲基丙烯酸酯共聚物,这种共聚物和甲苯－２,４－二异氰酸酯交联得到的交联网络结构使极化后生色团取向稳定化。极化交联膜的ｄ３３值也较高,达到６．１０＊１０＾－７ｅｓｕ。     

LiFePO4正极水性粘结剂的研究进展

磷酸铁锂（LiFePO4）具有安全性好、价格低廉以及环境友好等优点,是当前锂离子动力电池的主流正极材料。粘结剂是锂离子电池电极的重要非活性成分,其性能直接影响电池的电化学性能。本文综述了近年来不同水性粘结剂在LiFePO4正极材料中的研究进展,指出了现阶段存在的问题,并对水性粘结剂的应用前景进行了展望。     

LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的γ-Al_2O_3包覆及其性能

以氢氧化铝溶胶为前驱体在Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料表面制备尖晶石结构γ-Al2O3包覆层,借助XRD、SEM、TEM及电化学方法对电极材料的主要性能进行了研究。结果表明:Li Ni0.5Mn1.5O4表面γ-Al2O3包覆层形成条件为600℃下煅烧0.5 h,较佳包覆量约为3%(摩尔比);γ-Al2O3包覆层形貌完整,厚度约为5~10 nm,(311)晶面间距约0.24 nm;γ-Al2O3包覆的Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料30周充放电循环(0.2 C)后的比容量为112.1 m Ah/g,4 C倍率下的比容量为82.0 m Ah/g,容量保持率较基体分别提高了约10%和17.2%。因此,γ-Al2O3包覆层减小了Li Ni0.5Mn1.5O4与电解液的接触,有效抑制了基体与电解液之间的副反应,其电化学反应可逆性、循环稳定性及倍率性能得到了提高,有望用作动力锂离子电池正极材料。     

交联型水性粘结剂的制备及其在磷酸铁锂正极的 应用研究

丙烯酸（AA）通过自由基接枝聚合对聚乙烯醇（PVA）进行改性,得到接枝聚合物PVA-g-PAA,并与季戊四醇（PER）交联剂共同作为磷酸铁锂（LFP）正极的交联型水性粘结剂,探讨了交联温度及不同PER使用量对LFP正极电化学性能的影响。交联温度与极片制备工艺温度相吻合,极片在烘干的过程中同时完成交联反应。当PER的加入量为PVA-g-PAA的5mol%时,LFP电极表现出最优的粘结力和电化学稳定性,在0.2 C和1 C倍率下进行充放电循环测试,PVA-g-PAA-c-5%PER在0.2 C倍率下循环100圈后的容量保持率为99.4%,PVA-g-PAA和PVDF的分别为94.4%和88.6%;PVA-g-PAA-c-5%PER在1 C高倍率下循环400圈后的容量保持率为82.6%,而PVA-g-PAA的保持率为78.8%。     

偶氮苯聚合物的光致双折射数学模型的优化

通过计算机模拟对含偶氮苯生色团的无定型共聚物的光致双折射进行研究,分析其光致双折射的写入、弛豫持性,对光致双折射的产生机制提出了一个新的数学模型。通过改变理论模型的参数,用穷举法求出具有不同参数的理论模型与实验数据之间误差的最小值,从而求出最理想数学模型的参数。     

高比能锂硫电池正极材料研究进展

锂硫电池能量密度高,原料低廉,具有成本优势,是一种最具潜力的二次电池。锂硫电池的商业化应用面临着一些技术障碍,主要表现为聚硫化物的穿梭效应、硫电导率低以及充放电过程中出现体积膨胀,导致循环寿命不佳等问题。本文综述了近年来锂硫电池硫正极复合材料的研究现状,主要总结了硫−碳、硫−金属化合物以及硫−导电聚合物复合材料三种体系的研究进展,介绍了本课题组在锂硫电池正极材料方面的部分研究成果,并对锂硫电池的未来发展趋势进行了展望。     

分级多孔纳米碳球的制备及其在锂硫电池中的应用

以戊二醛（GA）与3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）为原料,通过醛胺缩合反应、高温煅烧以及碱刻蚀,制备了分级多孔纳米碳球（HPCN）。扫描电子显微镜（SEM）测试表明,制备的HPCN为平均粒径85.3 nm的单分散纳米球。将HPCN与单质S混合,通过熔融-扩散法制备HPCN/S正极材料,组装成锂硫（Li-S）电池后进行电化学测试。测试结果表明,HPCN/S具有优良的电化学性能,使用铝箔集流体时,在0.2 C循环100圈后放电比容量为472.1 mA∙h/g;采用碳纸替代铝箔集流体制备的HPCN/S-CP正极,显示出更加优异的循环稳定性与倍率性能,在0.2 C循环100圈后放电比容量为636.1 mA∙h/g,在1.0 C与2.0 C下的倍率比容量分别为702.7 mA∙h/g、249.4 mA∙h/g。