双层相变材料的制备及其对锂离子电池控温性能的影响

电池热管理系统是保证电动汽车电池性能的关键部分，目前多使用单相变材料冷却技术。以相变温度不同的石蜡作为储热材料，以膨胀石墨作为吸附材料，设计了双层相变材料控温结构，双层相变材料结构具有“接力赛”式的双重缓冲控温过程。对制备的2种相变材料进行表征和测试，得出最佳材料配比。在不同的环境温度中将双层相变材料控温结构应用于锂离子电池进行放电实验。结果表明：质量分数为10%的双层相变材料在导热系数和泄漏率方面有较好的表现和较高的潜热值，双层相变材料结构在25℃和37℃环境温度中能够使锂离子电池最高放电温度分别保持在42℃和51℃,具备良好的控温效果，能在一定程度上保证锂离子电池的安全使用并延长其寿命。     

利用碳纳米管增强Li/CFx一次电池的性能

以碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes)为导电添加剂,对锂/氟化石墨(Li/CFx)一次电池正极活性材料氟化石墨进行改性。采用TGA、Raman、SEM、TEM对氟化石墨和碳纳米管进行表征分析。采用恒流放电和电化学阻抗频谱对电池进行检测。结果表明,添加碳纳米管能够有效改善电池的综合性能。碳纳米管添加量为5%(质量分数),在1C放电倍率时,电池的放电比容量达到900mAh/g,并具有2.2V放电电压平台,对比超级炭黑导电剂598.5mAh/g的放电比容量和2V的放电平台,电池放电比容量和电压平台分别提高50.2%和10%,电池的倍率性明显改善。电化学阻抗频谱也显示,添加碳纳米管能有效减小电池的内阻,改善放电性能。     

锂离子电池纳米负极材料的研究和开发

锂离子电池近几年发展非常迅速，纳米材料和纳米技术也应用于锂离子电池中。本文综述纳米材料(主要包括纳米金属及纳米合金、纳米氧化物、碳纳米管、具有纳米孔结构的无定形碳材料和天然石墨等)在负极材料方面的最新研发情况。纳米材料的特有性能使其可逆容量高于目前商品化的负极材料，但纳米合金负极材料的产业化还有待于进一步的研究。特别是循环稳定性；碳纳米管的制备和纯化成本过高，不宜产业化，同时理论方面有待于进一步研究，以提高其电化学性能；具有纳米孔的无定形碳材料制备温度低，容量也较高，但是对于产业化而言，循环性能和电压滞后现象有待于进一步的改进；具有纳米孔的天然石墨负极材料不仅容量高、制备比较简单、成本低，而且具有良好的循环性能，可望达到产业化要求。     

锂离子电池新型电极材料及在塑性电池中应用的研究

本项目研究锂离子电池新型正极材料LiMn_2O_4、复合石墨负极材料和塑性锂离子电池。自行设计了功率为0～1kW、主频为2.45GHz、腔体模式为TE_(103)型单模腔微波场,开发了微波合成LiMn_2O_4的新技术,合成时间缩短至15min;材料的比容量大于120mAh/g,以它为正极的18650型锂离子电池容量大于1250mAh,0.5C(650mA)充放电300次后容量保持70％左右;此外本项目还研究了采用高温固相反应法改善LiMn_1O_4循环性能的新技术。系统地研究了国产石墨碳材料嵌脱锂的特性,它们的容量一般小于300mAh/g,存在充放电效率低、循环性能差等问题;本项目开发了对国产石墨材料的改性技术,极大地提高了材     

具有石墨碳骨架结构的硅碳负极材料的制备与电化学性能研究

硅碳材料作为锂离子电池负极材料具有广阔地发展前景。利用水热法和高温碳化法制备了蔗糖碳/硅复合材料(SC/Si),并在此基础上与石墨复合制备出具有石墨导电骨架结构的蔗糖碳/硅-石墨复合材料(SC/Si-Gr),并探究其作为锂离子电池负极材料电化学和电池性能。结果表明，蔗糖碳均匀包覆在纳米硅表面，形成的蔗糖碳/硅复合材料的电化学性能和电池性能随着蔗糖碳含量增加而提高。随着石墨的引入，构建的SC/Si-Gr三元复合材料的电化学性能得到进一步提升。当蔗糖：硅：石墨投料质量比为1∶1∶0.5时，形成的SC/Si-Gr(1∶1∶0.5)复合材料，在电流密度为0.1 A/g条件下，第三圈稳定之后的放电比容量为1 005.1 mAh/g;循环100圈之后放电比容量为819 mAh/g,充放电库伦效率保持在98%左右。在1 A/g大电流密度下，平均放电比容量为437.91 mAh/g。这归功于石墨的加入形成有效的导电骨架结构，提高了首次循环库伦效率，加速锂离子的传输速率，使蔗糖碳/硅-石墨复合材料呈现出良好的循环稳定性和充放电倍率性能。     

全钒液流电池用膜材料的研究进展

由于间歇性可再生能源供应的不断增加，电池储能系统在能源消费方面有巨大需求，钒氧化还原电池系统因其可扩展性和稳定性备受关注。膜材料是该类电池系统的关键组件，对电池系统的性能和运行成本有较大影响。基于Nafion基质子交换膜的钒离子选择性低和材料成本高等问题，研究者进行了大量探索。通过材料改性或使用替代材料可以提高膜性能、降低膜成本，进而促进该类电池系统的工业化应用。综述了不同类型膜材料的研发进展，分析了决定膜性能的重要因素，指出了未来可能提高电池系统性能、降低电池成本的新型膜材料的发展方向。     

锂离子电池石墨负极锂沉积研究进展（英文）

全面推进交通运输电气化是实现“碳中和”的根本途径，而以电化学能量储存和转化为核心的电池、电容器等储能技术的开发是其中的重要环节。锂离子电池具有储能密度高、充放电效率高、响应速度快、产业链完整等优点，是最近几年发展最快的电化学储能技术。石墨具有导电性好、成本低、循环寿命长、溶胀率低、安全性高等优点，是锂离子电池负极的首选材料。然而石墨负极金属锂的沉积不仅降低电池循环及快充性能，而且带来电池短路甚至爆炸等安全隐患。本综述概述了石墨负极的电化学动力学过程，总结了依托原位技术对锂沉积机理的解析，讨论了锂沉积过程的影响因素以及解决办法。最后提出了本领域今后发展过程中可能面临的挑战及机遇。     

石墨烯纳米复合材料可提升电池性能

据美国物理学家组织网日前报道,美国科学家制造出了一种由石墨烯和锡层叠在一起组成的纳米复合材料,这种可用来制造大容量能源存储设备的轻质新材料可用于锂离子电池中,其三明治结构也有助于提升电池的性能。相关研究发表在最新一期《能源和环境科学》杂志上。研究人员表示:电动汽车需要轻质电池,也要求这种电池能快速地充电,且其充电能力不会因持续充放电而有所降低。他们最新研制出的石墨烯纳米复合材料可改进电池的性能。石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原     

石墨基锂离子电池负极材料研究进展

石墨材料因具有稳定性高、导电性好、来源广等优点,被认为是目前较为理想的锂电池负极材料。但天然石墨负极比容量及倍率性能不能满足高性能负极材料的需要,为解决这一问题,研究者们对其进行了一系列的改性研究。本文从石墨负极的改性方法阐述了锂离子电池石墨负极材料的研究进展,并指出了各种改性方法的优缺点,认为通过多种方法协同改性,是综合提高石墨负极材料的有效方法。     

中信国安盟固利公司

中信国安盟固利公司（简称MGL公司）是国内最具实力的锂离子电池企业之一，集研发，生产和贸易与一体，产品涵盖了电池材料，各类锂离子电池及锂离子电池应用等领域。公司在民用和军用领域均做出了良好的业绩。     

炭纤维网布/螺旋碳纤维复合材料制备及电磁性能研究

以炭纤维网布为基体,通过电镀工艺在炭纤维网布上形成Ni催化剂膜,采用化学气相沉积方法原位合成炭纤维网布/螺旋纳米碳纤维复合材料,采用扫描电镜(SEM)、Raman光谱和X射线衍射仪(XRD)对生长的螺旋纳米碳纤维的形态和结构进行表征。考察主要反应因素—温度对螺旋纳米碳纤维生长的影响,并就生长过程进行了讨论;对其制备出的炭纤维网布/螺旋纳米碳纤维复合材料在8.2～12.4GHz频段的电磁性能进行分析,考察其吸波性能。结果表明制备出的炭纤维网布/螺旋纳米碳纤维复合材料比单一的螺旋纳米碳纤维具有更高的电磁损耗角正切,电损耗正切值由0.7提高到3.8,表明复合材料具有较好的吸波性能。     

高结构炭黑酸化改性的研究

通过改变时间、硫酸浓度等反应条件,酸化改性不同品种炭黑,得到了实验所需试样.采用自然沉降法测定了酸化改性高结构炭黑在水溶液中的分散性及稳定性.利用激光粒度分布仪检测了每种改性炭黑的遮光率,根据酸碱滴定法定量分析了炭黑表面基团与分散性的关系,并比较了改性炭黑与色素炭黑之间的性能指标.结果表明,炭黑N234与6mol/L硫酸反应8h制备的改性炭黑分散性最佳,原因是其表面的酚羟基和内酯基含量有所增加.通过比较炭黑的分散性及市场价格,得知改性炭黑优于色素炭黑.     

磷对CVD法制备碳纳米管纯度及形貌的影响

研究了磷元素对CVD法制备碳纳米管的影响．实验发现，适量地添加磷元素可以起到改善纳米铁颗粒催化作用的效果，提高碳纳米管的纯度．TEM检测发现，磷元素的添加对碳纳米管的形貌有很大的影响，含磷纳米铁颗粒可以催生出链节状碳纳米管、铁纳米线填充的碳纳米管和竹节状碳纳米管，并提高了管壁石墨晶化程度．     

Modelling of carbon utilisation efficiency and its application in milling parameters optimisation

At present, the evaluation index for low carbon manufacturing was mainly focused on the relationship between carbon emission and economic benefits or removal volume. But there was rarely comprehensive evaluation index to evaluate the carbon utilisation level of processing. Based on this, this paper presented the carbon utilisation efficiency as the comprehensive evaluation index in low carbon manufacturing. The carbon utilisation efficiency was defined as the ratio of the carbon emission of materials removal to the whole carbon emission in manufacturing process. A carbon utilisation efficiency model was established in milling process, based on flow characteristics and removal mechanism of carbon emission during milling. Then a multi-objective optimisation model was established based on Particle Swarm Optimisation, and the minimum processing time and high carbon utilisation efficiency were set as the optimisation objectives. And the experiment was performed to confirm the undetermined constant in the optimisation model and verify the effectiveness of the optimisation model. The optimised milling parameters were verified to reduce the processing time and improve the carbon utilisation efficiency.     

炭纤维物理性能对C/C复合材料氧化性能的影响

用相同牌号的T700炭布长纤维和炭毡短纤维交替叠层作为坯体，通过化学气相沉积（CVD）法生产二维C／C复合材料，尽管两种纤维具有很相近的结构和石墨化度，并经历相同的热处理过程，但同一C／C试样在随后的变温氧化和等温氧化过程中存在两个主要的氧化方向，一个是热解炭基体优先于炭布氧化，另一个是炭毡纤维优先于炭基体氧化。研究表明，两种纤维的物理性能（如表面积、孔径分布和总孔体积）有显著差别，即两种纤维的微孔结构和孔径分布有很大差别，从3－10nm，炭毡纤维的分布峰值比炭布纤维大得多，炭毡纤维的累积吸附孔体积的增长也比炭布纤维快，而且炭毡纤维的最大孔径比炭布纤维的大得多。正是这些因素使得炭布纤维比炭毡纤维具有更强的抗氧化性，导致了其抗氧化和氧化活性的明显不同。因此，即使炭布纤维和炭毡纤维具有相同的结构，并经过同样的热处理过程，在被用作坯体生产C／C复合材料前，应仔细考虑其物理性能。     

碳纳米管电极电催化氧化降解染料溶液的研究

研究了经高温焙烧结合高速球磨处理后的碳纳米管的结构及形貌, 测定了其相应的比表面积. 对碳纳米管冷压成形制得的电催化电极的表面形貌进行了分析. 分别以活性炭、石墨、碳纳米管作为电催化阳极, 处理模拟染料废水活性艳红X-3B溶液, 实验结果表明: 碳纳米管电极电催化稳定性较好, 经电催化氧化反应20min后, X-3B染料的降解率达到96.55%, 其电催化降解效率明显优于活性炭和石墨电极.     

The synergy of a three filler combination in the conductivity of epoxy composites

Epoxy resin filled with carbon materials including graphite nanoplatelets, carbon blacks and carbon nanotubes was synthesized via a liquid mixing method. It was suggested that the conductivity of the composite filled with three fillers was much higher than that filled with only one or two carbon fillers. While the percolation threshold was 1 wt.% and 0.5 wt.% respectively for the composites filled with pure graphite nanopatelets and graphite nanoplatelet/carbon black (mass ratio of 9:1), it was only 0.2 wt.% for the nanocomposites filled with graphite nanoplatelets/carbon black/carbon nanotubes (mass ratio of 7:1:2). The synergistic conductive effect among the three carbon fillers was investigated in detail.     

原位聚合导电高分子包混对硬碳性能的影响

采用原位聚合方法对硬碳材料进行了导电聚合物包混,并测试了导电聚合物包混硬碳材料的电化学性能.利用扫描电镜,拉曼光谱,电导率仪及恒电流法研究了导电聚合物包混的硬碳材料的结构以及充放电特性.研究发现,聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩等均能通过原位聚合包混在硬碳表面.其中,采用噻吩在硬碳表面原位聚合增强了硬碳材料的导电性.经聚噻吩包混的硬碳首次充电容量达到了385mAh g-1以上,高于未包混的硬碳(320mAh g-1).循环20周以后聚噻吩包混硬碳的容量仍保持在325 mAh g-1以上,而未包混硬碳的容量则降低到290 mAh g-1以下.     

Strain monitoring in glass fiber reinforced composites embedded with carbon nanopaper sheet using Fiber Bragg Grating (FBG) sensors

A novel approach has been developed to fabricate multifunctional nanocomposites using carbon nanopaper sheets. In this study, vapor grown carbon nanofibers are pre-formed as carbon nanopaper sheet. The carbon nanopaper sheet had a porous structure with highly entangled carbon nanofibers. The as-prepared carbon nanopaper sheet was integrated into the laminates through vacuum-assisted resin transfer molding (VARTM) process. To study the integrity of the hybrid nanocomposites, Fiber Bragg Grating (FBG) sensors were embedded into laminated composites. Two types of composite specimens were fabricated to study the characteristics of strain distribution between different layers. The inter-layer strains of the laminates with carbon nanopaper sheet under static bending loads were measured, indicating that carbon nanopaper sheet was fully integrated to the laminates. A tensile test of the laminates with carbon nanopaper sheet as surface layer was conducted, indicating a good bonding between carbon nanopaper sheet and baseline laminates. In addition, scanning electron microscopy (SEM) was used to investigate the impregnation of carbon nanopaper by the resin during the VARTM process. The SEM images show that a complete penetration of the resin through carbon nanopaper was achieved. Therefore, there was a good structural integrity of carbon nanopaper sheet with the laminates.     

炭黑/碳纤维/ABS电磁屏蔽复合材料的制备及其性能研究

采用硅烷偶联剂KH550改性炭黑(CB),浓硝酸氧化碳纤维(CF),将表面处理前后的炭黑和碳纤维与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂通过混炼挤出制备了电磁屏蔽复合材料,考察了炭黑、碳纤维含量及表面处理对复合材料体积电阻率和屏蔽效能的影响。实验结果表明,采用KH550改性炭黑可以达到改性目的,浓硝酸氧化碳纤维后,其表面接上了羰基和羧基。随着炭黑含量增加,复合材料的体积电阻率逐渐下降,且变化规律符合"渗滤效应",在100～1800MHz频率范围内,屏蔽效能逐渐增加,采用1%KH550改性炭黑后,导电性能和屏蔽效能均得到提高。加入碳纤维后,复合材料的导电性能和屏蔽效能均有较大提高,且含量为2%时,分别达到最大值,采用浓硝酸氧化碳纤维后,导电性能得到进一步提高,屏蔽效能提高了1dB左右。