纳米SiO2改性UHMWPE性能的研究

文中研究了纳米SiO₂填充改性超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)塑料的耐热性能。结果表明：在UHMWPE中添加少量经偶联剂表面处理的纳米SiO₂对材料的耐热性能有较显著影响。用DSC法研究了UHMWPE/纳米SiO₂复合材料在不同纳米粒子含量时的熔融结晶行为。纳米SiO₂的加入，起到了结晶成核剂作用。通过偏光显微镜观察了复合材料结晶结构，同时和纯UHMWPE进行了比较。发现较低含量纳米SiO₂在UHMWPE中有成核作用，使UHMWPE以异相成核方式结晶，UHMWPE的结晶度提高，球晶颗粒变小。     

Sol-Gel法制备PI/SiO2纳米复合薄膜及结构与性能

采用溶胶凝胶法（Sol-Gel）制备了二氧化硅不同质量分数的聚酰亚胺/二氧化硅（PI/SiO₂）纳米复合薄膜。并用TEM、力学性能、吸水性能及介电性能测试等方法研究了薄膜的结构与性能。结果表明，SiO₂微粒均匀分散在PI基体中，粒径随着SiO₂含量的增加而增大；当SiO₂质量分数在20%以内时对PI基体有增强作用，且在10%左右拉伸强度达到最大，而吸水率逐渐减小，介电常数则变化不大。     

V2O5干凝胶薄膜电极电化学性能的研究

以晶态V₂O₅(c-V₂O₅)为原料,采用熔融淬冷法成功制取了V₂O₅干凝胶(VXG)薄膜电极,以所制备的样品作为正极,金属锂为负极组装了纽扣电池。电化学阻抗谱(EIS)分析表明,在放电过程中 ,几乎没有扩散阻抗的存在。循环伏安(CV)、恒流放电(CD)和充放电(DC)结果显示该样品具有较好的综合性能,以 60mA/ g的质量电流密度充放电,其首次放电比容量高达350mAh/ g,充放电效率可达98%,循环75次后,容量保持率仍可达61%。     

PVP/PVDF-HFP微孔聚合物电解质的制备及性能

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为基质材料,采用倒相法,在不同的PVP:PVDF-HFP配比下合成PVP/PVDF-HFP微孔聚合物电解质膜,将制备的微孔膜浸入电解液中活化得到了一系列锂离子电解质膜,并通过扫描电镜、力学、红外光谱进行能分析。研究结果表明:所制备的微孔聚合物电解质膜在PVP:PVDF-HFP配比(质量比)为0.2:1时综合性能最好,其吸液率为210%,抗拉强度为2.86 N/mm2,电导率为1.82×10-3 S/cm,电化学稳定窗口为5.7 V。     

Sol-gel法介孔SiO2膜的制备工艺研究

以正硅酸乙酯为硅源，氨水为催化剂，研究了sol-gel法介孔SiO₂膜的制备工艺，得到了制备SiO₂溶胶的优化工艺条件。发现催化剂氨的浓度是影响SiO₂溶胶质量的关键因素，在影响SiO₂膜制备的众多因素中，溶胶pH值、溶胶浓度和成膜助剂是影响膜制备的关键因素。实验发现，在适宜的条件例如合适的pH值下，溶胶-凝胶-干燥过程具有自适应性，能够自动调节凝胶和干燥速度，从而使凝胶干燥过程中存在的收缩在很大程度上得到减少甚至避免。采用液-液排除法对优化条件下制备的SiO₂膜的孔径分布进行了表征，结果表明，在实验条件下所获得的SiO₂膜的孔径分布在8.8～14.4nm。     

CO2超临界一次溶剂抽提法制备SiO2气凝胶

文中采用溶胶-凝胶法结合CO₂超临界一次溶剂抽提法制备SiO₂气凝胶。考察了干燥体系的平衡状态与CO₂+C₂H₅OH二元系的关系对溶剂抽提率及SiO₂性能的影响，并采用XRD,TG/DTA和TEM技术对样品进行了表征。结果表明，干燥体系处于CO₂+C₂H₅OH二元系亚临界区域时，溶剂抽提率随温度(40～60 ℃)变化缓慢，干燥后样品中发现有机杂质；而处于CO₂+C₂H₅OH二元系超临界区域时，溶剂抽提率高于亚临界区域，干燥后样品中未发现有机杂质，其样品近似球形，粒径在20～30 nm，具有较好的网络结构。     

热喷涂聚酰胺12/纳米SiO2复合涂层的非等温结晶动力学

采用火焰喷涂法制备了聚酰胺12（PA12）及PA12/纳米SiO₂复合涂层,利用差示扫描量热法（DSC）对PA12及其复合涂层的非等温结晶性能进行了分析,对所得的数据分别用Jeziorny法和Mo法进行处理。结果表明：用Jeziorny法和Mo法处理PA12及其复合涂层的非等温结晶过程比较理想;用Jeziorny法求出的Z_c（结晶速率常数）和n（Avrami指数）均随冷却速率的增加而增加;而纳米SiO₂的加入使复合涂层的Z_c和n均大于纯PA12涂层,且使结晶半衰期缩短、结晶速率及结晶度增大。表明纳米SiO₂具有明显的成核剂作用。     

静电纺丝制备聚酰亚胺无纺布纤维膜工艺及性能研究

利用含氟聚酰胺酸(PAA)为原料,采用静电纺丝技术制备聚酰胺酸无纺布毛毡,通过热处理亚胺化制备含氟聚酰亚胺(PI)无纺布用作锂电池隔膜。实验探讨了制备PAA毛毡的纺丝参数:浓度、电压、流量和PI隔膜热处理温度。表征热处理前后无纺布隔膜拉伸性能、孔隙率和吸液率,并与商用隔膜Celgard 2320进行对比。PAA毛毡具有较高的吸液率和空隙率,是理想的锂电池隔膜材料,但是热处理后PI隔膜孔隙率和吸液率低至3.86%和78.17%,根本原因是热处理过程出现纤维热熔,堵塞了空隙。实验为后续研究提供一系列合理的纺丝参数。     

原子转移自由基聚合制备以SiO2为基底的聚苯乙烯刷

通过溴异丁酸十一烷基氯硅烷酯与SiO₂表面的羟基反应,制备出溴异丁酸十一烷基氯硅烷酯单分子层,并原位引发苯乙烯单体原子转移自由基聚合,制备了聚苯乙烯刷。用X射线光电子能谱、原子力显微镜及水接触角对SiO₂表面进行分析,结果表明,溴异丁酸十一烷基氯硅烷酯成功接枝到SiO₂表面,并得到了均匀致密的聚苯乙烯刷。凝胶渗透色谱测试表明,聚苯乙烯的数均分子量与单体转化率成线性关系,具有活性聚合的特征。     

以空心SiO2为载体的蛋壳型贵金属Pd催化剂的制备及表征

以空心SiO₂为载体采用浸渍法制备了一系列蛋壳型贵金属Pd催化剂和Ca-Pd 催化剂，应用TEM，XRD和EDS方法表征催化剂。结果表明，贵金属Pd不仅能够负载到空心SiO₂载体上，分散也比较均匀，且粒径较小，Pd/SiO₂催化剂上Pd的粒径约为7 nm，Ca-Pd/SiO₂催化剂上Pd的粒径约为5 nm。在蛋壳型催化剂Pd/SiO₂ 中加入助催化剂Ca能够形成蛋壳型Ca-Pd复合催化剂。空心SiO₂可以作为蛋壳型贵金属Pd催化剂载体。催化活性评价结果表明，蛋壳型复合催化剂Ca-Pd/SiO₂的催化活性和甲醇的选择性较纯Pd催化剂有了较大幅度的提高，其中催化活性提高了7倍。     

纳米SnOx的水热合成及其储锂电化学性能

采用水热法在不同碱性条件下制备了不同形貌结构的SnO₂和SnO纳米材料，研究了两类锡基氧化物作为锂离子电池负极材料的储锂性能. 结果表明: SnCl₂·2H₂O直接水热水解或在碱性较弱时生成SnO₂，当碱性较强(pH>13)时则生成纳米SnO; 与SnO₂相比，SnO因其特殊的交叉网状花簇结构，表现出较高的首次充电、放电容量(1 059、1 590 mAh/g，库伦效率66.6%)、循环稳定性(循环500次，可逆容量达315 mAh/g)和倍率稳定性(在2.0 A/g下的可逆容量达到548 mAh/g). 碱性越强，SnO₂的循环稳定性和倍率稳定性越好，这归因于碱性越强生成的SnO₂颗粒越小，增大了电解液与电极材料的接触面积，缩短了Li+的传输距离，提高了循环稳定性和倍率稳定性. 研究结果为寻找长寿命、高容量负极材料的应用提供了参考.     

ＬｉＦｅＢＯ３／ＬＢＯ复合材料的制备及其电化学性能

采用溶胶-凝胶法制备了单斜结构的LiFeBO3/LBO复合材料(C2/c 空间群).通过XRD,SEM,充放电测试、循环伏安、交流阻抗等手段分别对结构、形貌和电化学性能进行了研究.结果表明,与不含LBO的LiFeBO3相比,复合材料具有较高的放电比容量和良好的循环性能,尤其是当复合材料中含有15.1%LBO时,该材料在C/20倍率下获得了194.6 mAh/g的首次放电比容量,100次循环后放电比容量仍维持在137.0 mAh/g.循环伏安和交流阻抗测试结果也表明,LBO含量为15.1%的复合材料中LiFeBO3粒子之间的导电性明显得到改善.     

锂离子电池负极材料Li3．9Mn0．1Ti5O12／C的性能研究

文章采用固相法合成了电化学性能优异的碳包覆的锂离子电池负极材料Li3．9Mn0．1Ti5O12／C,并对材料进行了XRD、激光粒度分析、循环伏安测试及恒电流充放电测试。结果表明：Mn的掺杂未改变材料的晶体结构,由于Mn4＋对Li4Ti5O12的晶胞内部的掺杂和C对其晶胞外部的包覆,使复合材料的电导率,大电流循环稳定性和可逆比容量都明显提高。在1C充放电循环时,Li3．9Mn0．1Ti5O12／C首次放电容量为162．4mAh／g,50次循环后,稳定在159．6mAh／g,容量保持率为98．3％;在2C充放电循环时,首次放电容量达到了153．5mAh／g,展示了优良的电化学特性。     

Composite polymer electrolyte membranes supported by non-woven fabrics for lithium-ion polymer batteries

Since marketing in 1999, lithium-ion polymer batteryhas attracted great attention with its various merits such aslight weight, high energy density and good safety. Poly-mer electrolyte membrane, the key material for lith-ium-ion polymer battery, greatly influences the electro-chemical performances, and it is always among the fo-cuses of the lithium-ion polymer battery research field toprepare polymer gel electrolyte membranes of high ionicconductivity and good electrochemical stability[1]. …     

Li3N film modified separator with homogenization effect of lithium ions for stable lithium metal battery

Lithium metal anode with high theoretical capacity is considered to be one of the most potential anode materials of the next generation. However, the growth of lithium dendrite seriously affects the application of lithium metal anode and the development of lithium metal batteries (LMBs). Herein, an ultrathin Li₃N film modified separator to homogenize the lithium ions and protect the lithium metal anode was reported. Due to the intrinsic properties of Li₃N, the functional separator possessed good thermal stability, mechanical properties and electrolyte wettability, and the homogenization of the lithium ion was realized without increasing the interface impedance. With this functional separator, the Li/Li symmetrical cell could achieve a long cycle with low overpotential for 1000 ​h at a current density of 1 ​mA ​cm⁻². Furthermore, when the full battery was assembled with LiFePO₄ and the discharge capacity could be maintained at 151 mAh g⁻¹ after 400 cycles at 1 ​C. In addition, the full battery also showed good rate performance, and provided a high discharge capacity of 114 mAh g⁻¹ at 5 ​C.     

SnO2@C锂离子电池负极材料的制备及其性能

通过回流法制备了SnO2纳米小球，再以-环糊精作为碳源通过水热法制备得到SnO2纳米小球/C复合材料. 扫描电子显微镜和粉末Ｘ射线衍射仪测试结果表明，所合成复合材料为直径约为30~40 nm的纳米小球，在SnO2的外表面可以看到一层均匀的碳层的包裹. 通过碳的包裹，材料的结构稳定性和导电性增加. 在100 mA/g的电流密度下，200次循环后，放电比容量稳定在749 mAh/g，而在大电流充放电后（100 ~ 800 mA/g），再次回到100 mA/g的电流密度时，放电比容量仍能保持在620 mAh/g.     

葡萄糖的添加对富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2的影响

采用溶胶凝胶法制备合成富锂锰基正极材料Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂,在前期配制金属离子溶液时,通过添加不同量的葡萄糖（葡萄糖添加量分别为试剂总质量的0,6%,12%,36%,48%）来分析其对Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂的结构、形貌、电化学性能以及倍率性能的影响.恒流充放电测试结果显示,少量葡萄糖（6%,12%）加入,可以明显提高材料首次放电比容量.0.05C首次放电比容量由未加入葡萄糖材料的174 mAh/g提升至添加12%葡萄糖材料的265.9 mAh/g.倍率性能测试结果显示,葡萄糖的加入可以明显提高材料倍率性能.其中葡萄糖添加量为48%的材料倍率性能最好,首次放电比容量达到141 mAh/g,经过0.05C,0.1C,0.2C,0.5C,1C循环测试后再进行0.1C循环测试30次,放电比容量为110 mAh/g,容量保持率为78%.     

新型蜂窝结构Si/Co3O4复合材料的研究

本文通过超声分散、水热生长和煅烧方法制备了新型蜂窝结构Si/Co3O4复合负极材料,在此基础上研究其复合结构与电化学性能的关系。采用X射线衍（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对复合材料的物相、微观形貌进行表征,并采用电化学手段对其性能进行测试。结果表明:硅纳米颗粒主要分布于Co3O4蜂窝孔洞结构的内层;相比于纯Si负极材料,蜂窝结构Si/Co3O4复合材料具有更好的结构稳定性、倍率性能和循环性能,首次放电比容量为1475 mAh g-1,第二次维持在851 mAh g-1,经过75 次循环后放电比容量仍有 802 mAh g-1,较第二次比容量损失率仅为0.17%/周,这主要是归因于硅纳米颗粒和Co3O4之间存的空隙为Si负极嵌锂过程中的体积膨胀提供了空间,有效缓冲Si负极的体积变化。     

导电剂镍粉对La0.7Mg0.3Ni2.6Co0.7合金电极电化学性能的影响

采用放电容量、循环寿命、伏安特性、高倍率放电、交流阻抗等方法研究不同导电剂镍粉含量对La0.7Mg0.3Ni2.6Co0.7合金电极电化学性能的影响。结果表明:La0.7Mg0.3Ni2.6Co0.7+xwt%Ni(x=0.0,5.0,7.5,10.0,12.5)合金电极的放电容量分别为388.0、410.7、409.6、412.2、421.3 mAh/g,高倍率放电性能HRD1200从40.2%(x=0.0)增大到75.7%(x=12.5),同时合金电极的电荷转移阻抗明显降低,添加导电剂镍粉有利于电流在电极中分布趋于均匀化,增大了活性物质的填充量,促使合金电极的放电容量增加。电荷转移阻抗的降低有利于氢原子在合金内部扩散,从而有效地改善合金电极的高倍率放电性能。