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二次电池正极材料能带高通量计算与电化学特性关联分析
1
作者 梁叔全 郭珊 +3 位作者 曹鑫鑫 马君剑 周江 方国赵 《硅酸盐学报》 北大核心 2025年第7期1786-1800,共15页
在二次电池系统研究过程中,鉴于电子在电池系统中直接参与电化学反应,深入理解系统中的电子行为至关重要。在过去几十年里,Goodenough等通过引入过渡金属元素d轨道能级分裂,实现晶体局域配位场重建,建立起了一套二次电池的电子理论,为... 在二次电池系统研究过程中,鉴于电子在电池系统中直接参与电化学反应,深入理解系统中的电子行为至关重要。在过去几十年里,Goodenough等通过引入过渡金属元素d轨道能级分裂,实现晶体局域配位场重建,建立起了一套二次电池的电子理论,为电池材料的结构性能调控提供了十分重要的指导。然而,这套理论涉及复杂的原子、分子轨道和轨道杂化理论,处理过程烦琐,且难以直观理解。众所周知,随着以密度泛函理论为基础的结构复杂材料第一性原理高通量量子晶体学计算科学和技术的不断发展,材料科学领域能够通过相关计算获取更多、更科学且更精确的材料电子结构和参数信息,包括Fermi能级、Fermi能级附近能带的准确结构、电子态密度(DOS)等。这些关键电子信息对于理解二次电池电极材料综合电化学行为将是非常有益的。本工作重点阐述了相关的第一性原理计算实现方法,并以钠离子电池用典型磷酸盐正极进行了高通量计算和相关的电化学实验结果分析。研究发现,基于3种典型磷酸盐化合物可靠的高通量计算,对综合电化学性能变化可以进行更深层次的解析。表明二次电池电极材料能带高通量计算结果与电极材料综合电化学性能间存在很强的关联性,这将为理解二次电池电极材料电化学行为提供一个新的视角。 展开更多
关键词 二次电池 正极材料 第一性原理计算 能带结构 Fermi能级
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低共熔溶剂用于生物质木质素提取的研究
2
作者 王敏 王烟霞 +5 位作者 刘伟 孙领民 赵江山 郭腾飞 王志刚 李伟伟 《现代化工》 北大核心 2025年第4期58-63,共6页
从低共熔溶剂的理化性质、低共熔溶剂用于木质素提取的分离依据、影响因素、强化手段及分离局限性等方面综述了低共熔溶剂提取木质素的研究现状,展望了低共熔溶剂在生物质木质素分离提取方面的应用前景。低共熔溶剂的黏度和密度受氢键... 从低共熔溶剂的理化性质、低共熔溶剂用于木质素提取的分离依据、影响因素、强化手段及分离局限性等方面综述了低共熔溶剂提取木质素的研究现状,展望了低共熔溶剂在生物质木质素分离提取方面的应用前景。低共熔溶剂的黏度和密度受氢键供体的含量、类型以及反应体系温度等因素影响。降低黏度和密度可以提高溶剂与木质素-碳水化合物之间的传质效率,从而增强木质素的溶出效果。此外,木质素的提取率还与低共熔溶剂中官能团的种类和含量、酸碱性有关。利用低共熔溶剂的可设计性,根据性质参数筛选组成成分,并针对木质素分离体系设计溶剂,可提高木质素的提取率和品质。拓宽木质素来源,开展废弃生物质中木质素的提取研究,有助于实现环境保护和资源利用的双重目标。 展开更多
关键词 低共熔溶剂 木质素提取 理化性质 分离局限性 应用前景
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废旧锂离子电池原位还原焙烧水浸提锂及杂质影响
3
作者 李金辉 任权兵 +7 位作者 龙光武 邓方坤 王爽 李楠 丁浩亮 胡伟杰 肖宇 翁雅青 《硅酸盐学报》 北大核心 2025年第8期2109-2114,共6页
废旧锂离子电池不仅蕴含极高的有价金属资源,同时具备典型工业固废特征,针对传统湿法冶金工艺中存在的提锂流程长、锂元素损失、工序复杂等问题,以废旧锂离子电池正、负极混合料为原料,无须额外添加试剂,原位还原焙烧-水浸提锂工艺选择... 废旧锂离子电池不仅蕴含极高的有价金属资源,同时具备典型工业固废特征,针对传统湿法冶金工艺中存在的提锂流程长、锂元素损失、工序复杂等问题,以废旧锂离子电池正、负极混合料为原料,无须额外添加试剂,原位还原焙烧-水浸提锂工艺选择性提取锂。采用单因素实验确定最佳工艺条件,在焙烧温度600℃、焙烧时间30 min、搅拌时间4 h的条件下,Li的浸出率为72.23%,Ni、Co、Mn几乎不浸出,而不含杂质的商用纯三元废料(NCM)在相同条件下Li的浸出率达96.6%,Ni、Co、Mn几乎不浸出。 展开更多
关键词 废旧锂离子电池 原位还原焙烧 水浸提锂 杂质
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超级电容器八面体状Fe_(3)O_(4)高性能负极材料的制备与表征
4
作者 张卫国 杨盼 +1 位作者 王宏智 姚素薇 《化学工业与工程》 北大核心 2025年第4期18-26,共9页
采用一步溶剂热法,以Fe^(2+)为铁源制备了Fe_(3)O_(4),并将其作为超级电容器的负极活性材料。通过XRD、SEM、TEM等表征手段结合电化学测试技术研究了Fe_(3)O_(4)的微观结构及电化学性能。调节溶剂热过程中1,2-丙二醇(PG)的添加量,可以... 采用一步溶剂热法,以Fe^(2+)为铁源制备了Fe_(3)O_(4),并将其作为超级电容器的负极活性材料。通过XRD、SEM、TEM等表征手段结合电化学测试技术研究了Fe_(3)O_(4)的微观结构及电化学性能。调节溶剂热过程中1,2-丙二醇(PG)的添加量,可以得到不同形貌的Fe_(3)O_(4),最适宜制备工艺下制备的八面体状Fe_(3)O_(4)在1 A·g^(-1)时比电容为218.7 F·g^(-1)。以Fe_(3)O_(4)为负极,MnO_(2)为正极,组装扣式混合超级电容器(ASC),在5 A·g^(-1)的电流密度下经5000次循环后,ASC的比电容保持率为70%,器件循环稳定性良好。证明Fe_(3)O_(4)作为低成本铁基超级电容器负极材料,具有较高的应用价值。 展开更多
关键词 四氧化三铁 非对称超级电容器 八面体状纳米材料
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钠离子电池硬碳负极材料的研究进展:从材料设计到电化学性能优化 被引量：1
5
作者 刘畅 王彦淇 +2 位作者 周佰洵 卓文祺 王振波 《石油化工高等学校学报》 2025年第3期1-9,共9页
随着能源存储需求的日益增长,钠离子电池(SIBs)因其低成本和丰富的钠资源而受到广泛关注,尤其是作为负极材料的硬碳,因其优异的循环稳定性和较高的能量密度而成为研究热点。综述了硬碳负极材料在SIBs中的研究进展,包括硬碳前驱体的筛选... 随着能源存储需求的日益增长,钠离子电池(SIBs)因其低成本和丰富的钠资源而受到广泛关注,尤其是作为负极材料的硬碳,因其优异的循环稳定性和较高的能量密度而成为研究热点。综述了硬碳负极材料在SIBs中的研究进展,包括硬碳前驱体的筛选与设计、表面修饰、孔道结构调节、碳化诱导和杂原子掺杂策略,以及其他提升硬碳性能的策略;通过深入分析硬碳的孔结构、表面官能团和微观结构对储钠机制的影响,探讨了不同制备工艺对硬碳性能的优化潜力;讨论了硬碳与电解液的界面反应机制,通过界面工程优化硬碳循环性能和倍率性能的可能路径;展望了硬碳技术的未来发展,包括纳米结构设计、表面改性和绿色制备工艺,强调了实现高性能、低成本和环境友好型SIBs的迫切需求。 展开更多
关键词 钠离子电池 硬碳负极 电化学性能 材料制备 界面工程
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SDBS插层与吸附协同增强片状镍钴氢氧化物的电化学性能
6
作者 刘志伟 武婵 +1 位作者 遆鑫森 刘有智 《材料导报》 北大核心 2025年第10期11-18,共8页
镍钴层状双氢氧化物(Ni-Co LDH)具有高的理论比容量与丰富的化学活性位点,但片状Ni-Co LDH存在比容量偏低、倍率性能较差等问题。针对以上问题,本工作采用溶剂热法制备片状Ni-Co LDH电极材料,并以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的水溶液为插层... 镍钴层状双氢氧化物(Ni-Co LDH)具有高的理论比容量与丰富的化学活性位点,但片状Ni-Co LDH存在比容量偏低、倍率性能较差等问题。针对以上问题,本工作采用溶剂热法制备片状Ni-Co LDH电极材料,并以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的水溶液为插层剂,重点探究液相插层改性前后电极材料的形貌、结构与电化学性能的变化规律。结果表明,SDBS插层与吸附双重作用能够扩大Ni-Co LDH的层间距,并增强电极材料的表面活性,进而加快电解质离子的扩散,提升其比容量和倍率性能;改性后的Ni-Co LDH比容量为677 C/g(1504 F/g,2 A/g),其容量保持率为72%(1~30 A/g),明显优于未改性的材料。此外,电化学动力学分析进一步表明,SDBS插层与吸附作用显著提升Ni-Co LDH电池型电极材料的容量贡献占比。最后,以改性Ni-Co LDH为正极材料,活性炭(AC)为负极材料,组装混合电容器,其在功率密度为363 W/kg时,具有46 Wh/kg的能量密度。本工作提出SDBS插层与吸附增强Ni-Co LDH电化学性能的思路,可为高性能电极材料的制备提供参考。 展开更多
关键词 镍钴层状双氢氧化物 插层与吸附 电化学性能 混合电容器
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V_(2)O_(5)@rGO空心球壳用于水系锌离子电池正极材料
7
作者 王宏智 王耀齐 张卫国 《化学工业与工程》 北大核心 2025年第4期98-107,共10页
采用水热法将还原氧化石墨烯(rGO)包覆在V_(2)O_(5)表面,得到V_(2)O_(5)@rGO纳米材料,使用SEM、TEM、XRD、XPS等手段对材料进行了表征。将V_(2)O_(5)@rGO作为水系锌离子电池正极材料,纯Zn为负极,组成扣式电池,测试了其电化学性能。实验... 采用水热法将还原氧化石墨烯(rGO)包覆在V_(2)O_(5)表面,得到V_(2)O_(5)@rGO纳米材料,使用SEM、TEM、XRD、XPS等手段对材料进行了表征。将V_(2)O_(5)@rGO作为水系锌离子电池正极材料,纯Zn为负极,组成扣式电池,测试了其电化学性能。实验结果表明,V_(2)O_(5)@rGO正极材料为层状石墨烯包覆的空心球壳,在0.1 A·g^(-1)下放电比容量高达339.4 mAh·g^(-1);在10.0 A·g^(-1)大电流密度下循环1000圈后,容量保持率为90.9%,且倍率性能良好。利用非原位XRD探究正极反应机理,结果显示,充放电过程中,V_(2)O_(5)相和Zn0.29 V_(2)O_(5)相交替出现,表明V_(2)O_(5)@rGO具有良好的可逆储锌性能。 展开更多
关键词 五氧化二钒 还原氧化石墨烯 锌离子电池
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复配杀菌缓蚀剂对N80钢在SRB环境中微生物腐蚀行为的影响
8
作者 胥聪敏 李雪丽 +3 位作者 付安庆 孙姝雯 陈志强 李城臣 《材料研究学报》 北大核心 2025年第2期145-152,共8页
采用生物培养技术、失重实验、电化学测试和表面分析等手段研究了硫酸盐还原菌(SRB)在不同温度对N80钢腐蚀行为的影响和在SRB环境中复配杀菌缓蚀剂对N80钢缓蚀性能的影响。结果表明,N80钢在不同温度的腐蚀速率与SRB的活性成正比,37℃活... 采用生物培养技术、失重实验、电化学测试和表面分析等手段研究了硫酸盐还原菌(SRB)在不同温度对N80钢腐蚀行为的影响和在SRB环境中复配杀菌缓蚀剂对N80钢缓蚀性能的影响。结果表明,N80钢在不同温度的腐蚀速率与SRB的活性成正比,37℃活性最高的SRB使N80钢表面的极化电阻R_(p)最小,腐蚀最严重,腐蚀速率(0.03553 mm/a)最高,分别是20和50℃时的1.53倍和1.16倍。加入复配杀菌缓蚀剂使N80钢20和37℃的R_(p)值显著增大,腐蚀受到抑制,缓蚀率分别高达65.45%与64.79%。其原因是,复配杀菌缓蚀剂中的杀菌剂四羟甲基硫酸磷(THPS)中的亲油基团羟甲基进入细菌细胞膜改变了蛋白质的特性而使细菌死亡;增效渗透剂二甲基亚砜促进THPS的羟甲基进入细菌细胞膜内提高了杀菌效果;而杀菌增强剂D-络氨酸作为信号分子使生物膜分解脱落,破坏了浓差环境,使腐蚀减缓;缓蚀剂中的壳聚糖与Fe^(2+)结合生成一层保护膜保护了基体,从而降低了腐蚀速率。N80钢在50℃的缓蚀率仅为0.26%,因为过高温度使缓蚀剂分子的运动加剧,使吸附在N80钢表面的分子解吸率提高和吸附膜解离,导致缓蚀率下降到极低。 展开更多
关键词 金属材料 硫酸盐还原菌 复配杀菌缓蚀剂 生物膜 腐蚀行为
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混合金属协同助力钠离子电池硫化物负极实现超大电流密度下的长循环稳定性
9
作者 杨林 黄思鸣 +6 位作者 马竟雄 冯元龙 代文静 周颖宁 秦秋石 李阳光 王明珊 《硅酸盐学报》 北大核心 2025年第7期2001-2012,共12页
为了改进单金属硫化物循环性能较差,不满足大电流充放电的缺点,选用Fe、Co、Ni、Cu、Sn金属离子,通过共沉淀法和高温煅烧硫化成功制备了一种混合金属硫化物Ni S/Cu_(2)(Fe, Co, Ni)SnS_(4)/碳纳米管复合材料。在充放电过程中,多重金属... 为了改进单金属硫化物循环性能较差,不满足大电流充放电的缺点,选用Fe、Co、Ni、Cu、Sn金属离子,通过共沉淀法和高温煅烧硫化成功制备了一种混合金属硫化物Ni S/Cu_(2)(Fe, Co, Ni)SnS_(4)/碳纳米管复合材料。在充放电过程中,多重金属离子还原成金属单质,促进了离子和电子的传输,抑制了电池极化。Fe、Co、Ni、Cu、Sn金属可以作为活性催化中心以及导电位点增强电池稳定性和倍率性能。NiS和Cu_(2)(Fe,Co,Ni)SnS_(4)之间的异质界面形成了一个内置电场,促进了电化学反应动力学。此外,碳纳米管的引入作为材料间的桥梁,提供了电子传输路径,维持了材料的结构稳定性。对所制备的材料进行储钠性能研究,在5 A·g^(–1)的电流密度下循环1000圈后,放电比容量为626 mA·h·g^(–1),并且在20 A·g^(–1)超大电流密度下循环8000圈之后,还具有399 mA·h·g^(–1)的放电比容量。Ni S/Cu_(2)(Fe, Co, Ni)SnS_(4)/CNT混合金属硫化物负极在大电流密度下展现了优异的电化学性能,解决了金属硫化物导电性差的缺点,为混合金属硫化物负极材料的研究和改性提供了新的视角和思路。 展开更多
关键词 混合金属硫化物 负极 钠离子电池 超大电流密度
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仿软珊瑚防污涂料的制备研究
10
作者 高虹 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第9期7-12,45,共7页
通过模拟软珊瑚透明层和多孔层的复合结构,加入软珊瑚体内的防污组分糖精、加巴喷丁、正癸酸和非那西丁,制备了组成不同的仿生防污涂料,并对涂料的防污性能进行了研究。研究结果表明:样品1透明层内防污成分质量比为糖精∶加巴喷丁∶正癸... 通过模拟软珊瑚透明层和多孔层的复合结构,加入软珊瑚体内的防污组分糖精、加巴喷丁、正癸酸和非那西丁,制备了组成不同的仿生防污涂料,并对涂料的防污性能进行了研究。研究结果表明:样品1透明层内防污成分质量比为糖精∶加巴喷丁∶正癸酸=42∶33∶25,且总含量为0.04 g时,透明层压缩模量为0.104 MPa,表面能为22.3 mJ/m^(2),在所有透明层样品中压缩模量和表面能均最小,说明其疏水性最好。样品14多孔层防污组分非那西汀含量控制在0.01 g时防污效果最好。样品14的压缩模量为0.182 MPa,透明层表面能为23.2 mJ/m^(2),多孔层表面能为17 mJ/m^(2),在透明层与多孔层复合样品中压缩模量和表面能均最小,说明其疏水性最好。根据2015国家内墙抗污渍涂料标准测试和静态抑菌实验研究表明:采用样品14的实验工艺条件制备的仿软珊瑚防污涂料具有良好的防污效果。 展开更多
关键词 仿生涂料 防污涂料 软珊瑚
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电化学储能材料计算与设计专题序
11
作者 施思齐 《硅酸盐学报》 北大核心 2025年第7期1777-1778,共2页
电化学储能是通过特定化学反应实现电能与化学能之间转换与存储的一项储能技术。电化学储能材料是实现大规模储能技术的核心,其中材料的电子/离子输运机制、表/界面结构及副反应、界面兼容性等诸多科学问题,很大程度上影响电化学储能器... 电化学储能是通过特定化学反应实现电能与化学能之间转换与存储的一项储能技术。电化学储能材料是实现大规模储能技术的核心,其中材料的电子/离子输运机制、表/界面结构及副反应、界面兼容性等诸多科学问题,很大程度上影响电化学储能器件(如:二次电池、超级电容器、燃料电池等)高性能的发挥。在国家“碳达峰”与“碳中和”计划逐步实施过程中,电化学储能材料的设计与研发已成为驱动高性能储能系统的关键因素之一。针对电化学储能材料,通过化学合成、实验表征及理论计算等方法已成为无机非金属材料学、能源存储与转换材料、能源材料与化学等交叉领域的研究热点。 展开更多
关键词 电化学储能材料 计算与设计
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钠离子电池正极材料NaMn_(0.33)Fe_(0.33)Ni_(0.33)O_(2)的喷雾干燥法制备及其改性 被引量：1
12
作者 张庆印 杨訾 +2 位作者 赵静 张桂芳 时志强 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第1期40-46,共7页
为了制备颗粒较均一的钠离子电池正极材料NaMn_(0.33)Fe_(0.33)Ni_(0.33)O_(2)(NFM111),以乙酸镍四水合物、柠檬酸铁、乙酸锰四水合物、乙酸钠三水合物以及无水柠檬酸为原料配制出喷雾溶液,采用喷雾干燥法制备前驱体,预氧化后进行球磨... 为了制备颗粒较均一的钠离子电池正极材料NaMn_(0.33)Fe_(0.33)Ni_(0.33)O_(2)(NFM111),以乙酸镍四水合物、柠檬酸铁、乙酸锰四水合物、乙酸钠三水合物以及无水柠檬酸为原料配制出喷雾溶液,采用喷雾干燥法制备前驱体,预氧化后进行球磨并掺杂TiO_(2)后再进行高温烧结,得到NFM111@TiO_(2);采用物性表征和电化学测试,探究不同煅烧温度对NFM111的影响。结果表明:本文制备的NFM111@TiO_(2)颗粒的粒径大小一致;煅烧温度为900℃时增大了NFM111的层间距,进而增大了钠离子传输速率,NFM111@TiO_(2)的首圈放电比容量为143.2 mA·h/g,100圈后容量保持率为86.8%,具有良好的电化学性能。 展开更多
关键词 喷雾干燥法 钠离子电池 正极材料 层状氧化物 掺杂
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锂离子电池失效分析中的几种物性表征技术及其应用 被引量：2
13
作者 张建茹 王其钰 +4 位作者 李庆浩 张献英 王碧童 禹习谦 李泓 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第1期286-309,共24页
锂离子电池失效分析是关乎电池研发、老化机制解析及电池梯次利用的重要课题,分析结果的准确性离不开对材料和器件性能参数的准确测试和表征。现有物性表征技术较多,相关测试项目、测试周期、样品制备以及设备普及性的不同导致其使用频... 锂离子电池失效分析是关乎电池研发、老化机制解析及电池梯次利用的重要课题,分析结果的准确性离不开对材料和器件性能参数的准确测试和表征。现有物性表征技术较多,相关测试项目、测试周期、样品制备以及设备普及性的不同导致其使用频率和应用场景有所差异。同时,越来越多的先进表征技术逐渐被应用到锂离子电池的表征分析及机理研究中来,如同步辐射技术、中子衍射、核磁共振等。本文介绍了锂离子电池失效分析中几种使用频率较高和功能较为前沿的物性表征技术,综述了不同技术在锂离子电池材料器件表征分析和失效机制研究中的应用案例,希望能够助力科研人员更好更快地选择合适的表征手段,为锂离子电池失效分析提供更直接有力的数据支撑。 展开更多
关键词 锂离子电池 表征技术 失效分析
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氨基改性铈基金属有机骨架吸附材料的吸附性能与除磷机理 被引量：1
14
作者 唐婧 康健 《化工新型材料》 北大核心 2025年第5期211-217,共7页
通过溶剂热法制备了一种铈基金属有机骨架吸附材料Ce-MOF,并在其基础上引入氨基基团,制备出Ce-MOF-NH 2功能化材料用于除磷。采用扫描电镜(SEM)、BET比表面积(BET)、热重分析(TG)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)等分析方法... 通过溶剂热法制备了一种铈基金属有机骨架吸附材料Ce-MOF,并在其基础上引入氨基基团,制备出Ce-MOF-NH 2功能化材料用于除磷。采用扫描电镜(SEM)、BET比表面积(BET)、热重分析(TG)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)等分析方法对Ce-MOF和Ce-MOF-NH 2的物化性能进行了表征,通过再生实验探究材料的吸附再生性能,并采用吸附动力学、吸附等温线等模型分析材料的吸附机理。结果表明:初始pH为3时,Ce-MOF和Ce-MOF-NH 2对磷酸盐的去除率分别91.26%和95.08%,氨基改性后比表面积达到856.985m 2/g,增加了72.7%,孔容增加了44.8%。同时,Ce-MOF-NH 2的整体坍塌温度(641℃)高于Ce-MOF(585℃),材料的稳定性增加。Ce-MOF-NH 2吸附再生5次后对磷酸盐的去除率仍可达到83.65%,比Ce-MOF提高了11.19%。Ce-MOF和Ce-MOF-NH 2对磷酸盐的吸附动力学符合准二级模型,吸附等温线符合Freundlich等温模型。结合FT-IR和XPS分析,两种吸附材料的除磷机理为表面沉淀、配体交换和静电吸引。氨基的加入为Ce-MOF-NH 2对磷酸盐的吸附过程提供了额外的吸附位点,强化了静电吸引作用,从而提升了材料的吸附能力,Ce-MOF-NH 2可为高排放标准下城镇污水处理厂深度除磷提供技术支撑。 展开更多
关键词 金属有机骨架 Ce-MOF 氨基改性 吸附除磷
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具有核壳结构高电化学性能PEDOT/PAN-b-PSS的研究 被引量：1
15
作者 唐火强 武晶晶 +4 位作者 胡来文 郭德超 董维福 姚文强 杜显锋 《化工新型材料》 北大核心 2025年第8期269-276,共8页
聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚4-乙烯基苯磺酸(PEDOT/PSS)水分散体因具有众多优点被公认为是最有前途的商业导电聚合物之一,但由于绝缘的PSS会包裹在其颗粒表面使电荷传递能垒变高,影响导电性。合成的聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚丙烯腈-b-聚4-乙烯... 聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚4-乙烯基苯磺酸(PEDOT/PSS)水分散体因具有众多优点被公认为是最有前途的商业导电聚合物之一,但由于绝缘的PSS会包裹在其颗粒表面使电荷传递能垒变高,影响导电性。合成的聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚丙烯腈-b-聚4-乙烯基苯磺酸(PEDOT/PAN-b-PSS)在水中能形成具有核壳结构的胶束,这种核壳结构以PAN为核,PSS为壳,导电聚合物PEDOT堆积在壳上,增加了颗粒之间PEDOT的接触,可以有效降低电荷传递能垒,提高电导率(8.1S/cm→59.2S/cm),改善电化学性能,并有良好的成膜性(均方根粗糙度≤1.53nm)。将PEDOT/PAN-b-PSS应用于固态电容器中,相对于传统的PEDOT/PSS,能有效降低等效串联电阻(16.1mΩ→6.9mΩ),提高容量引出率(88.3%→95.0%)。为生产企业合成高品质PEDOT水分散体和下游企业选择更合适的PEDOT水分散体提供了技术参考。 展开更多
关键词 导电聚合物 聚3 4-乙烯二氧噻吩 嵌段共聚物 核壳结构 电化学性能 固态电容器
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锂离子电池中锗基负极材料的构建及改性研究 被引量：1
16
作者 苟清懿 廖华 +5 位作者 陈凤阳 曾瑞林 刘慧哲 杨妮 侯彦青 谢刚 《材料导报》 北大核心 2025年第8期1-11,共11页
锂离子电池因高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等特点在便携式电子器件和电动汽车中得到了广泛的应用。锗基负极材料以高理论比容量(约为碳的4倍)、低嵌锂电位以及良好的导电性(约为硅的104倍)等优点成为当前锂离子电池领域的研究热... 锂离子电池因高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等特点在便携式电子器件和电动汽车中得到了广泛的应用。锗基负极材料以高理论比容量(约为碳的4倍)、低嵌锂电位以及良好的导电性(约为硅的104倍)等优点成为当前锂离子电池领域的研究热点之一。近年来研究者们对其合成与改性进行大量研究并取得突破性的成功,然而锗基负极材料在循环稳定性方面仍存在诸多挑战,这主要因为锗基负极材料在充放电过程中存在严重的体积效应且界面不稳定。本文从低维度纳米化、多孔化、碳材料复合和合金化四种改性策略入手,介绍各类锗基负极材料的制备方法、形貌、结构以及电化学性能。最后,讨论了锗基负极材料改性方法和手段的研究进展以及未来研究的方向。 展开更多
关键词 锗基负极材料 锂离子电池 碳锗复合材料 纳米结构 合金化
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锂离子电池安全改性策略研究进展 被引量：1
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作者 张文婧 肖伟 +1 位作者 伊亚辉 钱利勤 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第1期104-123,共20页
锂离子电池具有高比能、长循环寿命、高功率和低环境污染等优点,在新能源汽车、航空及储能等领域运用广泛。然而,随着锂离子电池能量密度的提升,电池的安全问题也愈发严重,引起人们广泛关注。因此,为了缓解锂离子电池的热失控,提高安全... 锂离子电池具有高比能、长循环寿命、高功率和低环境污染等优点,在新能源汽车、航空及储能等领域运用广泛。然而,随着锂离子电池能量密度的提升,电池的安全问题也愈发严重,引起人们广泛关注。因此,为了缓解锂离子电池的热失控,提高安全性,研究人员从不同方面提出缓解策略。本文回顾了近年来锂离子电池热失控机理以及从电池材料层面出发进行优化改进以减缓热失控程度的相关文章,首先综述了热失控触发的潜在机制以及不同阶段的反应,包括固体电解质分解、负极和电解质反应、电解质分解及正负极间氧化还原反应等,进而产生大量热以及可燃性气体。其次,基于热失控触发机理,总结了材料层面的改进措施和存在缺陷,如使用复合集流体、添加阻燃剂或自毁剂、使用高安全电解液和多功能性隔膜等,同时也概述了研发高安全电池存在的一些阻碍,如提高安全性的同时会伴随电性能降低等。目的是更好地理解锂离子电池热失控触发机理和提高电池安全的策略,为未来研究人员设计出安全性更高的锂离子电池提供方向,促进锂离子电池发展。 展开更多
关键词 锂离子电池 热失控机制 电池材料 热安全
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过氧化物改进的热硫化有机硅/EPDM微孔材料结构与性能研究
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作者 雷卫华 张倩 +3 位作者 余凤湄 曹君 陈立新 崔锦林 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期197-202,共6页
研究了热硫化有机硅/三元乙丙橡胶(EPDM)微孔材料的过氧化物改性技术,并表征了改性泡沫的结构与性能。采用有机过氧化物/乙醇溶液,经过表面涂覆、渗透、高温反应,获得了改性的泡沫材料。结果表明:随着处理剂用量的增加,泡沫表面明显粗糙... 研究了热硫化有机硅/三元乙丙橡胶(EPDM)微孔材料的过氧化物改性技术,并表征了改性泡沫的结构与性能。采用有机过氧化物/乙醇溶液,经过表面涂覆、渗透、高温反应,获得了改性的泡沫材料。结果表明:随着处理剂用量的增加,泡沫表面明显粗糙化,与乙二醇的接触角逐渐增大,泡沫的定伸应力逐渐增大,压缩永久变形和伸长率逐渐减小,而拉伸强度在逐渐增大后逐渐减小。随着EPDM含量的增加,泡沫的定伸应力逐渐上升、伸长率逐渐下降,拉伸强度则出现最大值、在处理剂大用量下波动较小。在改性处理后,有机硅/EPDM(70%)微孔泡沫的压缩应力在10%~40%出现明显抬升,泡沫压缩松弛和永久变形大幅减小,伸长率降低、扯断强度略有提高,泡沫具有良好的回弹性。 展开更多
关键词 过氧化物 改性 有机硅 三元乙丙橡胶 微孔泡沫
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基于硫电极设计实现贫电解液锂硫电池的最新研究进展 被引量：1
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作者 陈雪 蒋光辉 +1 位作者 欧阳全胜 邵姣婧 《无机盐工业》 北大核心 2025年第2期1-13,共13页
锂硫电池因其高的理论能量密度而受到广泛关注,被认为是极具潜力的下一代储能装置。虽然在过去的十几年里其电性能已显著提升,但目前大多数测试时仍然使用过量的电解液。高电解液用量不仅会增加电池的制作成本,还会降低其实际能量密度,... 锂硫电池因其高的理论能量密度而受到广泛关注,被认为是极具潜力的下一代储能装置。虽然在过去的十几年里其电性能已显著提升,但目前大多数测试时仍然使用过量的电解液。高电解液用量不仅会增加电池的制作成本,还会降低其实际能量密度,不利于商业化应用。因此,开发兼具贫电解液用量和优异电化学性能特性的锂硫电池尤为关键。基于此,概述了锂硫电池在贫电解液条件下的困境,且详细讨论了基于硫电极设计以减少电解液用量的途径:1)优化电极孔隙率和离子传导,以降低锂离子的传输路径并提升传输能力;2)引入金属基或非金属基催化剂,增强活性物质在贫液条件下的反应动力学;3)开发新型活性材料,规避在贫液条件下因大量多硫化锂溶解于电解液带来的电池性能恶化问题。最后,针对构筑贫电解液高能量密度锂硫电池,提出了进一步优化正极设计的相关展望。 展开更多
关键词 锂硫电池 硫电极设计 贫电解液
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锂硫电池凝胶聚合物电解质:合成工艺及先进表征技术
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作者 于淼 解姝媛 +4 位作者 薛嘉仪 张莹莹 刘景海 吴桐 段莉梅 《复合材料学报》 北大核心 2025年第4期1824-1837,共14页
凝胶聚合物电解质(GPE)的应用为改善锂硫电池的安全性和抑制穿梭效应提供一种有希望的方案。凝胶聚合物电解质能够改善全固态电解质与双电极之间存在的高界面阻抗所带来的电荷转移受阻、锂沉积不均匀等问题,有效解决容量衰减快、循环稳... 凝胶聚合物电解质(GPE)的应用为改善锂硫电池的安全性和抑制穿梭效应提供一种有希望的方案。凝胶聚合物电解质能够改善全固态电解质与双电极之间存在的高界面阻抗所带来的电荷转移受阻、锂沉积不均匀等问题,有效解决容量衰减快、循环稳定性差等缺陷。本文针对锂硫电池中制备凝胶聚合物电解质所采用的原位聚合和非原位聚合两种不同的工艺手段进行介绍,通过阐述不同合成工艺改进凝胶聚合物电解质基底的方法,重点分析不同工艺所带来的“收益”,并介绍了具有实时性和精准性的原位表征仪器在锂硫电池中的应用,指出原位先进表征技术对锂硫电池电极材料设计的指导作用,并供科研工作者开发研究更适宜产业化的凝胶聚合物电解质的合成工艺,展望未来锂硫电池凝胶聚合物电解质合成设计的发展方向。 展开更多
关键词 锂硫电池 凝胶聚合物电解质 合成工艺 先进表征 凝胶聚合物
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