高性能硅和铌酸锂异质集成薄膜电光调制器 （特邀）

硅基光子集成平台因其高集成度、CMOS工艺兼容性等特点在光通信领域受到了广泛的关注，而电光调制器作为光通信系统中最为重要的器件之一，承担着将电信号加载至光信号上的关键作用，为打破硅基调制器的性能限制，可利用硅和铌酸锂的大面积键合技术以及铌酸锂低损耗波导刻蚀技术实现高性能硅和铌酸锂异质集成薄膜电光调制器，目前该类调制器的性能可达半波电压3 V，3 dB电光带宽超过70 GHz，插入损耗小于1.8 dB, 消光比大于40 dB。文中对比了硅和铌酸锂异质集成调制器的研究现状并介绍了该异质集成薄膜调制器的结构设计与工艺实现方法。     

用于智能化设备的高能量柔性锂硫电池开拓者——“星火”

本团队研发的“星火”柔性锂硫电池具有200~3000 mAh的比容量、300~400 Wh/kg的比能量;还可根据设备提供空间任意改变形状,并且具有通用电极的特点,在保持柔性的基础上有助于电池所配适的产品轻量化、小型化。本产品能够满足可穿戴、便携式医疗器械等电子设备对轻便、可折叠和高效的储能器件的性能要求。本产品主要面向智能可穿戴设备制造企业,为其提供定制化电池组件,开辟锂硫电池新航向。     

球形钛酸镍的制备及其电化学性能表征

钛酸镍(NiTiO3)是一种新型锂离子电池负极材料,采用溶胶.沉淀法可制备尺寸均匀、表面粗糙的球形NiTiO3颗粒.将制备的球形NiTiO3作为锂离子电池负极材料,具有良好的电化学性能,在0.1 C(50mA/g)时,其初始充电比容量约为375.6 mAh/g,库仑效率为52.1％;第二次充电比容量为331.3 mAh/g,库仑效率为90.9％;在1C时,其初始充电比容量为295.4mAh/g,经过前十次电池活化,循环20～100次的容量基本没有衰减,容量保持率高达99.7％.将球形NiTiO3与片状石墨复合,可提高首次库仑效率,改善循环性能,增加电子导电率,减小电池极化,有利于NiTiO3锂离子电池负极材料的工业应用.     

二维碳纳米片的设计合成及锂硫电池性能测试

本文设计合成了一种类沸石咪唑酯骨架衍生二维碳纳米片,并将其作为锂硫电池正极材料,测试电化学性能。产物采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N_2等温吸附脱附曲线、以及热重分析(TGA)进行表征。电化学测试结果表明,当制得二维碳纳米片包覆适量钴纳米颗粒,实测的锂硫电池的性能最佳,在0.5 C倍率下首圈放电比容量为1170 mAh·g~(-1),循环200圈后,比容量仍然有503.8 mAh·g~(-1)。因此,用该方法制备的二维硫/碳复合材料对于锂硫电池正极材料的研究具有重要意义。     

废锂离子电池中锂提取技术研究进展

作为一种关键原材料，锂是生产新能源汽车锂离子电池必需的战略金属。随着新能源汽车产业的快速发展，对锂的需求量持续骤增。然而，我国锂矿石等一次资源储量低，对外依存度目前已高达70%，难以满足快速增长的市场需求，供需矛盾日渐突出。因此，高效清洁提取废锂离子电池中的锂必将成为锂资源的重要补充，对有效避免废锂离子电池对生态环境和人体健康的二次污染风险、保障战略金属锂的安全供给和新能源汽车行业的可持续发展意义重大。鉴于湿法冶金具有回收率高、回收产物纯度高、能耗低等优点，本研究综述了近年来以湿法冶金为主提取废锂离子电池中锂的研究进展，重点分析了废锂离子电池预处理、浸出、锂分离与提取的主要方法及其优缺点，并提出了进一步强化选择性提取锂相关技术研发及废锂离子电池全组分清洁利用的建议，同时对废锂离子电池回收工艺的发展趋势及前景进行了展望。     

Nd对Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金组织、力学性能及腐蚀行为的影响

研究稀土Nd对均匀化态Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金组织、力学性能及腐蚀行为的影响.通过真空感应熔炼制备镁锂合金铸锭, 经均匀化处理(280 ℃, 24 h)得到均匀化态Mg-11Li-3Al-2Zn-xNd-0.2Zr(x=0, 0.5, 1.0, 1.5)合金.采用XRD和SEM分析合金的显微组织, 并对合金进行拉伸试验和断口分析.采用电化学法和析氢失重法研究合金在3.5 %NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金主要含有β-Li、AlLi、MgLi₂Al相, Nd的加入使合金中形成NdAl3相.随着Nd含量的增加, 合金的强度和塑性呈先增大后降低的趋势. Mg-11Li-3Al-2Zn-1Nd-0.2Zr合金表现出较优的力学性能, 其抗拉强度和延伸率相对于Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金分别提高了28.8 %和51.3 %.稀土Nd的添加使合金的耐蚀性能提高.      

三元体系LiCl-KCl-H2O和LiCl-SrCl2-H2O在288.15K时稳定相平衡研究

采用等温溶解平衡法,研究了三元体系LiCl-KCl-H_2O和LiCl-SrCl_2-H_2O在288.15 K时的稳定相平衡关系,根据平衡时的溶解度数据和固相鉴定结果,绘制了三元体系LiCl-KCl-H_2O和LiCl-SrCl_2-H_2O在288.15 K时的稳定相图。研究结果表明:三元体系LiCl-KCl-H_2O在T=288.15 K时相图中有1个共饱点、2条单变量溶解度曲线、2个固相结晶区,结晶区对应平衡固相为LiCl·2H_2O和KCl,其中,KCl结晶区远大于LiCl·2H_2O结晶区,表明LiCl对KCl有很强的盐析效应。三元体系LiCl-SrCl_2-H_2O在T=288.15 K时相图中有2个共饱点、3条单变量溶解度曲线和3个固相结晶区,结晶区对应平衡固相为LiCl·2H_2O,SrCl_2·2H_2O和SrCl_2·6H_2O,其中SrCl_2·6H_2O结晶区最大,其次是SrCl_2·2H_2O结晶区,LiCl·2H_2O结晶区最小,表明SrCl_2·6H_2O最容易析出。2个体系中均无复盐以及固溶体形成,属于简单共饱和型体系。     

电化学反应器隔膜材料的分子设计与介尺度策略

电化学反应器中隔膜材料是将正极和负极在电子通路上隔开但在离子传输通路上保持畅通的特殊材料。作为电化学反应器三个关键材料之一，隔膜材料还需耐强酸/强碱和高电压等环境。围绕电化学反应器中隔膜材料，从分子设计的角度针对材料电化学性能与化学稳定性的调控、电化学装置的介观传质性能的促进和改善等研究思路与进展进行了综述，为相关研究提供性能导向的分子设计参考。