含导电聚苯胺类锂离子电池复合材料的现状及发展趋势

导电聚苯胺（PANI）是近十年来研究最多的导电聚合物,具有比容量高、氧化还原可逆性好、电导率高、合成方法简单、成本低等特点,在化学电源和超级电容器中的应用最为广泛。导电聚苯胺复合材料的合成方法主要分为：原位复合法、共混法、自组装和电化学复合法等。导电聚苯胺复合材料可作为高能物质用于研发电极材料,但目前利用导电聚苯胺对锂离子电池三元正极材料进行修饰改性的研究较少。综述了导电聚苯胺及其复合材料的热电化学性能,重点对导电聚苯胺/锂离子电池复合正极材料的性能进行了阐述。最后对导电聚苯胺复合材料的应用和研究方向进行了总结,并简述了导电聚苯胺包覆改性LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂复合材料的应用和展望。     

复合型阻锈剂对混凝土中钢筋腐蚀性影响的电化学研究

应用4×4阵列丝束电极模拟研究了混凝土中钢筋的腐蚀。将混凝土试样浸泡在3％的NaCl溶液中,通过测量铁丝柬电极的自腐蚀电位,研究加入不同阻锈剂（NaNO2;NaNO2＋NaECO3;NaNO2＋苯胺）后对混凝土中钢筋腐蚀性的影响。实验结果表明：复合型阻锈剂（NaNO2＋苯胺）对混凝土中钢筋的防腐效果最好。它不仅可以保护混凝土不受外界腐蚀性介质的影响,还能使钢筋在混凝土中处于良好的钝化状态,从而延长了钢筋混凝土的使用寿命。     

第一性原理在锂离子电池电极材料中的应用研究

在锂离子电池电极材料研究中，第一性原理计算能在理论上协助解释实验结果，为材料的合成和性能改进提供理论依据。目前第一性原理计算在锂离子电池电极材料中的应用主要集中在正极材料磷酸铁锂和层状氧化物LiMO₂(M=Ni, Co, Mn, Al等)材料中，对热门三元材料，特别是三元材料改性前后界面结构变化的研究较少。围绕密度泛函理论，综述了其在电极材料工作电压、电子传导性和离子扩散性、结构稳定性、储锂容量的计算以及热力学性能预测及解释等方面的应用，对较为集中的研究方向的进展进行阐述和总结，为用第一性原理进一步研究LiNi _x Co _y Mn_{1- x - y} O₂复合材料提供借鉴。     

第一性原理在锂离子电池电极材料中的应用研究

在锂离子电池电极材料研究中,第一性原理计算能在理论上协助解释实验结果,为材料的合成和性能改进提供理论依据。目前第一性原理计算在锂离子电池电极材料中的应用主要集中在正极材料磷酸铁锂和层状氧化物LiMO2(M=Ni, Co, Mn, Al等)材料中,对热门三元材料,特别是三元材料改性前后界面结构变化的研究较少。围绕密度泛函理论,综述了其在电极材料工作电压、电子传导性和离子扩散性、结构稳定性、储锂容量的计算以及热力学性能预测及解释等方面的应用,对较为集中的研究方向的进展进行阐述和总结,为用第一性原理进一步研究LiNix Coy Mn1-x-yO2复合材料提供借鉴。     

项目资助来源的补充说明

《水泥工程》2009年第1期第8页——“几种水泥添加剂对混凝土性能影响的电化学研究”（作者：宋刘斌，杨道武，邓福平；单位：长沙理工大学）一文，该篇论文的撰写来源于湖南省科技厅科技计划项目（编号：2008FJ3010）的资助，特此说明。     

Fe3+掺杂Li4Ti5O12的结构及电化学性能

采用高温固相法合成Li4FexTi5-xO12(x=0.025,0.1,0.2)负极材料。通过X射线衍射、扫描电镜、充放电性能测试等对掺杂Fe3+的Li4Ti5O12材料的组成、结构、形貌进行表征,并对其电化学性能进行研究。结果表明,所合成的材料具有良好的尖晶石结构,无杂相。适当Fe3+掺杂能细化材料,提高材料的电子导电性,使材料的循环性能得到改善。Li4Fe0.025Ti4.975O12的充电容量最佳,0.1C倍率下首次充电比容量达到162.5 mA.h/g,循环性能较好。     

Li3VO4修饰富镍LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的电化学性能

采用湿法融合技术及高温固相法合成Li₃VO₄包覆的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等方法研究材料的结晶相、形貌、微观结构。研究表明,Li₃VO₄均匀地包覆在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂表面,未改变原材料的材料结构和形貌,包覆层厚度为1～2 nm。不同含量的Li₃VO₄对LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料进行修饰研究表明,3%（质量）Li₃VO₄包覆的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂在1 C下100次循环后容量保持率为94.13%,具有最佳的倍率性能和循环性能。此外,循环伏安（CV）和交流阻抗（EIS）分析表明,Li₃VO₄能提高Li⁺电导率,抑制活性材料与电解液之间的副反应,提高材料的电化学性能。     

粉煤灰对水泥性能影响的热力学研究

研究了不同含量、不同温度下粉煤灰添加剂对水泥性能的影响。结果表明,在30℃时随着粉煤灰掺入量增加,水泥水化热由高变低,水化峰值由7.006MW减小到4.855MW,延缓了水泥的早期水化。该粉煤灰适用作水泥添加剂。     

几种水泥添加剂对混凝土性能影响的电化学研究

应用4×4阵列丝束电极模拟研究了混凝土中钢筋的腐蚀.将混凝土试样浸泡在浓度为1.9m01/L的NaCI溶液中,通过测量铁丝束电极的自腐蚀电位,获得在不同埋置深度时,铁丝腐蚀的电位分布信息;并研究了加入不同水泥添加剂对水泥性能影响的电化学行为.结果表明,普通混凝土中铁丝腐蚀不均匀,自腐蚀电位较分散.电位随时间负移.加入0.25%木质磺酸钠,铁丝自腐蚀电位负移量减少,腐蚀程度显著下降;加入0.34%苯甲酸钠,铁丝自腐蚀电位负移量比加入木质磺酸钠更少,铁丝的腐蚀程度明显减少;当混凝土中同时添加0.25%木质磺酸钠和0.34%苯甲酸钠时,电位负移速度减缓,但达不到单独添加木质磺酸钠或苯甲酸钠时的防腐效果.比较得出,单独加入苯甲酸钠防腐效果最好.     

环氧树脂涂层钢筋混凝土的电化学研究

用4×4阵列丝束电极模拟研究混凝土中钢筋的腐蚀,将钢筋混凝土做铁丝表面涂抹树脂和混凝土表面涂抹树脂的涂层处理。通过测量铁丝的自腐蚀电位,研究不同涂层方式对混凝土防腐方面的影响。结果表明,只在混凝土表面涂抹树脂是最好的保护方式,它可以使钢筋的腐蚀电位一直处于钝化范围内,从而保证了钝化膜的完整性。环氧树脂涂层能够非常有效地防止钢筋锈蚀,可有效减少使用期间的维修管理费用,且延长了结构的使用寿命,其经济效益和社会效益是十分巨大的。