天然鳞片石墨微波法制备石墨烯及其电容性能

以天然鳞片石墨为原料,采用Hummer法制备氧化石墨,再利用微波法热还原氧化石墨制备石墨烯,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电性能测试等方法研究微波时间对石墨烯微观结构和电容性能的影响.结果表明,采用微波法可以将氧化石墨彻底还原为无定形的多层片状石墨烯,随着微波时间的延长,石墨烯的剥离效果越明显,比表面积呈现先增大后降低的趋势,微波处理90s制备的石墨烯比表面积为353.2 m2/g.随着微波时间的延长,石墨烯的电容量先升高后降低,倍率性能和循环性能先增加后趋于稳定,微波处理90s获得的石墨烯电容量为343 F/g,经过500次循环后容量保持率达98.5％,展示了良好的循环性能和倍率放电性能.     

节理裂隙岩体巷道变形规律的模拟研究

首先分析了研究区矿山地质特征,构造裂隙分布状况与发育程度对巷道的稳定性影响很大,采用模型实验、数值模拟计算相结合的综合研究方法,从巷道围岩裂隙的分布特征角度,探讨了裂隙因素对巷道围岩变形规律的影响,为裂隙岩体巷道变形及稳定性的定量化评价奠定了基础。     

核壳结构Si/SiOx纳米复合材料的制备及电化学性能

通过溶胶–凝胶法与热处理相结合的方法合成了锂离子电池核壳结构Si/SiO_x纳米复合负极材料,采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、红外光谱分析了复合材料的结构,采用恒流充放电和电化学工作站测试材料的电化学性能。结果表明:纳米Si粒子表面被SiO_x包覆,形成了具有核壳结构的Si/SiO_x纳米复合材料。其中纳米Si粒子粒度为80～100nm,SiO_x厚度为15～19nm。合成Si/SiO_x纳米复合材料的首次放电容量达1093mA·h/g,经过100次循环后容量仍超过430mA·h/g,表现出良好的循环性能。     

煤层开采覆岩破坏与地表变形规律的数值模拟

基于研究矿区煤层覆岩的地质条件,结合数值模拟方法,研究了厚松散层薄基岩条件下不同采宽采厚开采的覆岩破坏与地表移动变形规律,得到了覆岩导水裂隙带高度随放采比及采厚增大而增大的结论,提出了该采区防水防砂技术,控制采高,加强顶板管理,为煤层的安全开采提供依据,为提高煤炭资源的开采率做出科学的分析和建议。     

球磨法制备Sn-Co合金及其可逆储锂性能

以原子比为1:1的Co与Sn金属粉为原料,采用球磨法制备了锂离子电池负极Sn-Co合金,研究了其形成机理及可逆储锂性能.结果表明,球磨先形成CoSn3和CoSn2等中间相,最后形成CoSn2相,继续球磨,CoSn2相的晶粒尺寸先逐渐减小后趋于稳定.晶粒的细化有利于提高合金的首次可逆容量和循环性能,球磨50 h后,首次可逆容量接近最大值,为426 mAh/g,30次循环后容量保持率为67.1%.热处理后,物相转变为CoSn相,提高了合金的循环性能,30次循环后容量保持率为73.7%,但热处理过程中晶粒和颗粒的长大使首次可逆容量降低.     

Sn_(0.35-0.5x)Co_(0.35-0.5x)Zn_xC_(0.30)复合材料的制备及电化学性能

采用固相烧结和球磨相结合的方法制备了锂离子电池负极复合材料Sn_0.35-0.5xCo_0.35-0.5xZn_xC_0.30 (摩尔分数x分别为0, 0.05, 0.10, 0.15和0.20), 考察了Zn添加量对材料结构和电化学性能的影响. 烧结粉末样品的XRD分析表明, 随着Zn含量的增多, 在CoSn主相基础上, 先形成少量CoSn₂相, 随后形成少量Co₃Sn₂, Zn和Sn相. 大部分 Zn原子固溶于CoSn相. 电性能分析表明, 随着Zn含量的增加, 首次放电容量和充放电效率都呈现先增加而后趋于稳定的趋势, 当x=0.15时, 首次放电容量和充放电效率都接近最大值, 分别为343 mA-h/g和73.8%; 经过 25 cyc充放电后放电容量保持了首次放电容量的87.6%. 这表明Zn原子固溶引起的晶格畸变和多种相生成导致相界数量的增多, 加快了Li⁺动力学扩散速度, 从而显著改善了电化学性能. 选择烧结粉末样品Sn_0.275Co_0.275Zn_0.15C_0.30进行球磨, 晶粒和颗粒的细化使样品的放电容量显著提升, 但对首次放电效率和循环性能改善不明显.     

锂离子电池锡钴和锡钴碳负极材料的研究进展

综述了锂离子电池锡钴二元合金和锡钴碳三元复合材料的结构、电化学性能,反应机理及制备方法.改善锡基材料的循环性能主要有3个途径:元素多元化,减小颗粒粒度,无定形化.仅靠上述单一途径很难达到产业化对循环性能的要求,因此多种途径联合运用成为解决循环性能的研究趋势.     

石墨化针状焦的粉碎及储锂性能研究

以石墨化针状焦为原料,研究了粉碎方式和沥青包覆对石墨化针状焦形貌、振实密度和储锂性能的影响规律和机理.结果表明,石墨化针状焦经过气流粉碎后呈破碎状,而经过机械涡旋粉碎后呈球形或椭球形,且表面光滑.随着机械涡旋粉碎次数的增加,颗粒粒径D50逐渐减小,振实密度ρ先增加后减小;当粉碎3次时D50为16.2μm,ρ达到最大值0.909 g/cm3.沥青包覆形成的核壳结构可以显著改善石墨化针状焦的电化学性能,包覆后的石墨化针状焦首次放电容量和充放电效率分别323 mA·h/g和89.5%,经过50次循环后的容量保持率达88.2%.     

镁合金钨极氩弧焊活性剂的研究进展

结合镁合金活性钨极氩弧焊焊接工艺(A-TIG)的特点,系统地综述了单质型、卤化物型、氧化物型和复合型活性剂的研究进展。活性剂增加镁合金焊接熔深主要有"电弧收缩"和"表面张力温度梯度改变"两种作用机制。复合型活性剂综合了各类单一不同活性剂的优点,成为目前A-TIG研究的重点。     

热剥离温度对石墨烯结构及电性能的影响

以天然石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨(GO),再在200~700℃进行热还原,制备石墨烯。采用SEM、XRD和比表面积仪测试分析样品的微观结构和比表面积;并用恒流充放电测试仪测试样品的电容性能。研究表明:所得石墨烯具有片层结构,层间距为0.3783~0.3873nm,晶粒大小为2.030~3.359nm,层数均为5~9层;随着热还原温度的升高,石墨烯的层间距、晶粒大小和层数均逐渐减小,而比表面积逐渐增大。随着温度的升高,比电容先升高后降低,循环性能一直增加,400℃热还原的石墨烯首次放电比电容为318.6F/g,经过500次循环后容量保持率为54%。