弯曲应力对二维石墨烯导电性能的影响

采用化学气相沉积法生长高质量二维石墨烯,制备出石墨烯/PDMS(聚二甲基硅氧烷)和石墨烯/PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)柔性透明导电薄膜,用以研究不同材料及不同厚度衬底时二维石墨烯的导电性能与弯曲曲率的关系.结果表明,柔性衬底的弹性模量及厚度对二维石墨烯的导电性能影响均不大,当衬底厚度相同时,随着弯曲曲率的增加,石墨烯阻值均增加,但电阻的相对变化率较小,表明二维石墨烯导电膜可作为柔性导体应用于可弯曲触摸屏、机器人皮肤、可穿戴设备.     

天然鳞片石墨制备石墨烯/SnO_2复合物锂离子电池负极材料电性能研究

采用二次Hummers氧化法,以天然鳞片石墨为原料制备了氧化石墨烯,通过一步微波水热法将氧化石墨烯与SnCl_2原位复合制备石墨烯/SnO_2复合物.以石墨烯/SnO_2复合物为锂离子电池负极材料,研究SnO_2对石墨烯锂离子电池负极材料的影响.结果表明,SnO_2与石墨烯复合可以制备一种高比容量的负极材料,首次放电比容量高达1 581 mAh/g.在1 000 mA/g电流密度下,比容量保持率超过50%;经过大电流充放电后,在100 mA/g电流密度下,比容量保持率仍然能够达到85%.电流密度100 mA/g,循环充放电100次时,可逆容量保持率超过90%.     

大容量锰酸锂动力电池的研制

用尖晶石型LiMn2O4材料做正极活性物质,石墨做负极材料,成功研制额定容量为20 Ah 的4860110型锂离子动力电池.重点讨论了大容量动力型20 Ah锂离子电池的产品设计、质量监控、制造工艺过程和性能检测.特别是研究了电池的功率特性及储存性能.试验表明,大容量4860110型电池1.5 C倍率的放电比功率达140 W/kg,比能量达91.5 Wh/kg,以0.3 C(6 A)循环180次后容量保持率约为91.6%.     

TiO_2/S复合材料在锂硫电池中的应用

将多孔TiO_2微纳米球与单质硫热处理得到含硫60%(质量分数)的TiO_2/S复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积分析仪(BET)对复合材料进行结构、形貌和孔径分析,并通过电池充放电测试系统和阻抗分析仪测试样品的电化学性能.实验结果表明:在1.0~3.0V电压范围内,以0.2C、1.0C电流密度对电池进行充放电性能测试,首次放电比容量分别为718.6 mAh/g和577.7mAh/g,100次循环后对应的放电比容量分别为452.4mAh/g和426.7mAh/g,容量保持率分别为62.9%和73.8%.     

不同导电剂对LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4正极性能的影响

将碳纳米管(CNT)、导电炭黑Super-P(SP)复合作为磷酸锰铁锂(LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4)正极材料极片制备过程中的导电剂,与单一采用SP作为导电剂的LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4正极片进行对比。采用复合导电剂的材料,极片电阻率明显低于采用SP导电剂的材料,且电化学性能改善明显。     

LiFePO_4的合成方法及性能改进

LiFePO_4的主要问题是电子导电率低和离子扩散性能差,目前主要采用两种方法改进其导电性能,一种是对其表面进行导电物质(碳)的包覆,另一种是金属离子掺杂。有报道指出碳的加入影响振实密度的提高,少量的碳即会导致材料的体积能量密度和功率密度的降低,因此迫切需要对碳包覆的方法进行优化。金属离子掺杂能造成LiFePO_4中Li和Fe的缺陷,形成Fe~(3+)和Fe~(2+)的混合价态,使LiFePO_4的电子导电率提高了8个数量级,而且金属离子掺杂不会影响材料的晶体结构和物理特征。基于此,综述磷酸铁锂材料的合成方法,并就材料性能的改进进行介绍。     

高电压电解液添加剂PTES性能研究

通过恒流条件下的充放电测试、热重分析(TG)、线性循环伏安测试法(LSV)、能量散射光谱检测(EDS)、扫描电子显微镜检测(SEM)和电化学阻抗谱检测(EIS)等测试技术,对高压电解液添加剂PTES在锂离子电池中的作用进行探究。结果表明,苯基三乙氧基硅烷(PTES)可有效抑制电解液在高电压下的分解现象,同时降低电池的阻抗。在电解液中加入体积分数1%PTES后,可显著改善Li1.17Mn0.58Ni0.25O2/Li电池的循环性能,1C下70次循环后容量保持率由75.9%提高到92.9%,倍率性能也得到明显提高。     

提高水系磷酸铁锂电池寿命研究

电池寿命是锂电池的一项重要性能指标,本文研究不同化成工艺对电池储存及循环寿命性能的影响。将电池化成后充满电进行高温45℃老化5天,老化后电池的高温存储7天和常温储存28天的容量恢复率最高。     

阳离子Fe位掺杂对LiFePO4正极材料 电化学性能的影响

以蔗糖为碳源,采用高温固相法制备了Fe位掺杂不同阳离子(Al 3+,Ni 2+和Mn2+)的LiFe0.97M0.03PO4/C(M=Al,Ni,Mn)锂离子电池正极材料.用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)等研究了不同阳离子Fe位掺杂(Al 3+,Ni 2+和Mn2+)对LiFePO4的结构、形貌和电化学性能的影响.结果表明:阳离子Fe位掺杂没有改变LiFePO4的晶体结构,但是减小了LiFePO4材料的粒径,最终改善了LiFePO4的电化学性能.特别是LiFe0.97Mn0.03PO4/C材料具有更好的电化学性能,在0.1C和1C下放电,LiFe0.97Mn0.03PO4/C材料的首次放电比容量分别为162mAhg-1和140mAhg-1,且1C充放电倍率下循环50次后容量保持率仍然为98%.     

边缘掺杂对应力作用下锯齿型石墨烯纳米带I-V特性的影响

利用第一性原理计算得到边缘n-型氮N和p-型氧O掺杂的6-锯齿型石墨烯纳米带在外加非轴向应力作用下的I-V特性曲线.研究结果表明,边缘掺杂在低偏压条件(VBias<0.5 V)下增强锯齿型石墨烯纳米带的导电能力,在偏压大于1.0 V后将减弱系统的导电能力;外加非轴向应变却能在较宽的偏压范围内增强系统的导电能力.该结果对基于锯齿型石墨烯纳米带的纳米电子、光电子器件的研究和设计具有较重要的意义.