锂硫电池硫载体材料研究进展

单质硫具有高理论比容量、丰富的储量、低成本和环境友好的特点，由硫正极和金属锂负极组成的锂硫电池能量密度可以达到1 000 Wh/kg以上.然而，硫的绝缘性、穿梭效应和充放电过程中的体积剧变等限制了锂硫电池的应用.要同时解决这3个问题，合理的硫载体材料设计是关键.结合近年来的相关文献报道，综述锂硫电池硫载体材料及其相应的电化学性能，展望硫载体材料的发展趋势.     

铋基扣式锂硫电池应力敏感性研究

锂离子电池在机械应力等作用下往往会产生一系列的安全事故。为此,研究了扣式锂离子电池在不同应力下的力学、热学、电化学特性。通过对其进行平面和局部压缩实验并采集实验过程中的实时温度和电压,研究了不同应力下电池的容量、库伦效率和循环寿命的变化情况;通过结合力-变形响应、电压和温度的关系分析了电池在不同应力下的电化学衰减。结果表明：两种压缩下的电池容量均有不同程度的降低,压缩越大,降低的程度也越大,对电池内部结构的损坏也越大;而且局部压缩会产生更显著的影响。相同压缩率下,局部压缩后电池的带载能力明显要弱;并且局部压缩下电池的初始放电比容量也更低。为研发电化学性能和安全性能兼备的锂离子电池提供了一定的参考。     

锂硫电池正极用硫碳复合材料的制备和电化学研究

采用优化合成的高比表面积和多微孔结构的活性炭,通过加热的方法使单质硫升华并沉积到活性炭微孔中,得到锂硫电池正极用硫碳复合材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜和比表面积表征复合材料的结构、表面形貌和比表面特性.循环伏安测试表明,复合材料在2.05V和2.35V时存在两个还原峰,在2.4V时存在一个氧化峰.充放电循环实验表明,单质硫在100mA·g-1的电流密度下首次放电比容量高达1352.5mA·h·g-1,硫的利用率达到了80.9%,循环40周后比容量还保持在800.7mA·h·g-1,表现出良好的循环稳定性.     

基于新型固态电解质的锂硫电池研究进展

相对于传统的锂离子二次电池,锂硫电池拥有高比容量、高能量密度、环境友好等优点,因而在未来的动力电池和储能电池等应用上被寄予厚望.近十年来,人们在维持电极结构稳定性,提高硫的利用率,延长电池循环寿命等方面开展了大量的研究工作.但目前锂硫电池仍处于实验室研制阶段,存在不少的瓶颈问题,其中包括单质硫和产物Li2S的绝缘性、多硫离子的穿梭效应、金属锂电极稳定性较差等等,这些问题都严重影响了锂硫电池的电化学表现.本文针对以上问题,首先从正极、负极、液态电解质三方面简单介绍常用的解决途径;然后重点综述基于新型固态电解质的锂硫电池设计以及相关的研究进展;最后分析了未来锂硫电池用电解质的研究和发展方向.     

基于Co-N-C改性隔膜的高性能锂硫电池

设计制备了一种钴嵌入式叶片状氮掺杂碳(Co-N-C)材料改性隔膜用于锂硫电池,借助高分散单质钴提供的活性位点实现对正极侧中间产物多硫化物的化学锚定,抑制其溶解导致的穿梭效应;利用氮掺杂碳材料的微纳结构加快离子传输速率,提高电化学反应动力学,使改性隔膜实现吸附-催化协同作用。实验结果表明,采用此改性隔膜组装的锂硫电池,首圈比容量高达1408 mAh/g,且在1 C倍率下稳定循环400圈,衰减率仅为每圈0.05%,电池性能明显提升。     

锂-累托石基锂硫电池复合正极材料的研究

在二次电池中,锂硫电池作为以硫为正极活性物质的电池形态,它具有原料环保且相对于其他传统材料更高比容量的特点。针对锂硫电池硫导电性差、膨胀率较大且充放电过程形成的多硫化锂易溶于电解液形成"穿梭效应"的不足,设计了一种以锂盐改性累托石为硫的宿主,碳硫复合的正极材料来改善锂硫电池的电化学性能。经测试,锂盐改性可以较大程度地疏通累托石的层间和孔道结构,增大比表面积和孔容,从而扩大硫在孔道中的负载空间,同时锂离子大量富集于材料中能有效提高充放电中离子和电子的传输。该改性正极复合材料在0. 1 C倍率下首圈循环充放电比容量为877 mAh/g,60圈后比容量衰减为653 mAh/g,容量保有率为74. 5%,说明材料中的成分能有效吸附多硫化物、抑制穿梭效应,使材料具有较好的循环稳定性。在电流密度0. 1、0. 2、0. 5、1 C下平均比容量分别为850、750、600和500 mAh/g左右,表现出良好的倍率性能。其电荷转移阻抗为63Ω,有利于电子电荷的传导。     

锂硫电池用隔膜材料的研究进展

锂离子电池在生产和生活中已经得到广泛应用，但也面临更高的使用要求和技术挑战，如能量密度较低等问题.凭借高理论能量密度和低成本等优势，锂硫电池被寄予厚望.但是，容量稳定性和安全性等问题成为锂硫电池技术发展的主要瓶颈.上述问题均与膜材料的结构和性能密切相关.在锂硫电池中，隔膜除发挥基本功能外，还需解决界面、硫穿梭及锂枝晶等问题，开发功能隔膜是解决电池上述问题的有效途径.基于涂层材料的特殊结构和理化性能对隔膜或隔膜/电极界面进行修饰是当前广泛选用的方法.本文针对锂硫电池的3大问题与隔膜材料的关系，总结了锂硫电池隔膜的研究进展，并对其未来发展方向提出展望.     

膨胀石墨对锂硫电池性能的影响

以热膨胀法制备的膨胀石墨为载硫体,通过熔融法制备出不同含硫量的硫/膨胀石墨复合材料.采用X射线衍射、热重测试、恒流充放电测试、循环伏安法、电化学阻抗谱等多种方法分析了膨胀石墨对锂硫电池电化学性能的影响规律.结果表明:当硫、膨胀石墨质量比为7∶3时,电池具有较高的比容量和较好的循环稳定性,0. 1C首次放电比容量为936 m Ah/g,较纯硫提高了324 m Ah/g;不同倍率下循环50圈以后可逆容量为509m Ah/g,容量保持率为55. 2%,1C倍率下循环100圈后容量保持率为78. 9%,库仑效率接近100%;循环过程中电化学活性最高、极化最小,界面行为良好.     

基于EDOT原位包覆碳硫复合物锂硫电池的正极设计及其性能研究

锂硫电池被认为是最有前途的高能量密度储能系统,但充电过程中多聚硫化物的溶解限制了活性材料的利用率和循环稳定性,影响了锂硫电池的实际应用.通过电化学聚合电解质中所含的3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)单体,使其在正极碳硫复合物表面原位形成聚乙烯二氧噻吩包覆层.在电池内部原位形成包覆层,可以增加电解液与活性物质的浸润性,提高Li+电导率,从而增加活性物质利用率.通过极性-极性键吸附多硫化物,抑制穿梭效应,从而提高循环稳定性.实验结果显示,添加50 mmol/L EDOT的锂硫电池的初始放电比容量为1155 mA·h/g,200次循环比容量仍高达770 mA·h/g,优于未添加EDOT的锂硫电池.     

钛基材料用于锂硫电池正极改性研究进展

锂硫电池因其高比容量、高能量密度和低成本等特点已被视为超越锂离子电池的下一代可充电电池。由于反应产物可溶性多硫化物的穿梭效应和循环中硫电极的体积膨胀导致电池的循环寿命较差。为了解决锂硫电池中存在的问题,研究人员开发了多种纳米结构的金属材料。总结了利用钛元素和钛基化合物（包括钛基氧化物、钛基硫化物和钛基氮化物）与硫的反应形成牢固化学键,通过金属基复合材料的结构设计来提升锂硫电池的综合性能。     

高校开放式实验室管理平台的设计与实现

结合韩山师范学院的开放实验教学改革思路与开放实验室的定位、功能和目标,以及实验管理的实际需求,设计基于Web的开放实验管理平台。实现跨校区、跨专业的学生通过任何有网络的地方都可以进行实验申请与预约,可能通过统一管理平台预约各校区的实验教师、实验室和实验仪器,有效改善了实验教学管理手段和方法,提高了管理效率,提升了实验教学效果。     

基于开放式数控系统的教学实验平台

在分析了现有开放式数控系统的特点和发展状况基础上，从PLC的辅助功能总体思路出发，建立了一个开放式的数控软件和硬件平台，以达到让参加实验的人员能按照模块化的概念了解和掌握先进的数控装备体系的结构，能够单独进行机床部件设计，编制驱动程序的数控软件代码。该平台是集机械设计制造、电气、控制自动化和加工自动化于一体的综合性实验平台。     

大学生开放实验教学的探讨

开放实验对于培养大学生的动手能力、实践能力、创新能力及促进高校实验室发展等都起着非常重要的作用。文中针对开放实验教学中存在的诸多问题,分析这些问题产生的原因,并结合教学实践探讨解决问题的对策。     

基于Linux开放实验平台的实现和应用

文章针对高校计算机实验课教学和实验室使用中存在的问题,分析并提出了改革方案。通过构建基于Linux操作系统的多课程开放实验平台,以解决实验室利用率不高、基于Unix/Linux的实验偏少等问题。使实验教学效果得到明显改善,为高校实验室建设提供了有益的思路并有一定推广意义。     

基于组件的开放式单片机实验平台的研制

针对单片机课程教学中使用的实验箱不但故障维修困难,而且硬件资源陈旧有限,没有开放VO接口资源,难以应用新材料、新元件开发新课题的实际问题,文中提出一种基于“即插即用”组件为指导思想的开放式单片机实验平台研制方法。不但能很好地完成单片机实验教学和开发研究新课题,而且把故障率最大限度地平均分配到各独立功能组件板上,硬件维修方便。结果表明,实验平台的灵活性好,对提高师生单片机技术的实际应用能力具有极大的帮助。     

基于物联网的网络案例实验教学平台研究

物联网是最近几年计算机网络快速发展的产物,本文以物联网技术为基础,结合计算机网络实验教学改革的需求,构建了基于物联网的网络案例实验教学平台,分析了该平台的优势和特点,最后以智能交通灯为实验案例,介绍了基于该平台实验教学过程。     

智能建筑实验教学平台的研究

阐述了构建智能楼宇实验室必要性及智能建筑实验平台的构建原则,探讨了智能建筑实验平台在实践教学中的应用,以河北工程大学信息与电气工程学院为例,提出了智能建筑实验室的建设实施方案.     

网络实验教学平台下自主学习模式研究简

网络技术的迅猛发展为大学教学提供了新的技术手段,构建基于网络化的实验教学平台既能弥补课堂教学中的不足,又能为大学生课外的自主学习提供信息化的平台.因此,网络化平台下学生自主学习模式的研究与探索,对培养学习者自我建构知识以及创新思维能力、提高自主学习能力、养成终身学习的良好习惯有着重要的促进作用.     

基于云计算的计算机教学实训平台设计与研究

云计算技术在网络技术中的应用改变了计算机实训教学的操作模式,针对当前计算机实训课程的教学现状,提出了运用云计算技术对当前计算机实训平台进行改进,开发出相应的计算机实训教学管理平台。通过对于计算机实训过程进行全程跟踪与管理,系统具备了课件的管理、资源的共享、试卷自动生成、在线测评等相关的功能,最后通过测试,发现系统的功能稳定,能够满足计算机实训教学的需求。     

网络实验教学平台的设计与实现

通过本网络实验教学平台能学习交换机和路由器两大网络交换设备的使用和管理的验证性实验,增强学生的动手能力和独立分析、解决问题的能力;同时通过学习,使学生掌握交换机和路由器的口令及主机名的设置、计算机与交换机IP地址设置等基本知识。