锂离子电池PET/TENCEL无纺布陶瓷隔膜研究

采用湿法抄造和浸渍涂布工艺制备锂离子电池PET/TENCEL无纺布陶瓷隔膜,并采用孔径分析、热失重分析、热烘箱试验、扫描电镜和电池充放电循环性能检测等方式表征隔膜性能和电池性能。结果表明:当基材组份为50%(wt,质量分数,下同)PET纤维、30%TENCEL纤维和20%Al2O3粉,基材定量和陶瓷涂布量均为15g/m2时,所制备SP-1无纺布陶瓷隔膜的孔隙率和孔径分别为45.8%和0.07μm,且在210℃和1h条件下不发生热收缩;在1C充放电循环50次条件下,使用SP-1隔膜的锂离子电池容量保持率为83.4%,优于PE隔膜。     

沸石基锂离子电池隔膜的制备及性能

针对传统聚烯烃类锂电隔膜的耐温性差和电解液亲和性差的问题,以沸石粒子、硅溶胶和乙二胺四乙酸为主要原料,通过烧结工艺制备综合性能优异的沸石基锂离子电池隔膜。结果表明:与商用聚乙烯膜相比,本实验制备的沸石隔膜具有发达的孔道结构,其耐热性和电解液润湿性得到显著提升;经过160℃,0.5h的热处理后,沸石隔膜的热收缩率为0,而聚乙烯膜已经完全融化,沸石隔膜的电解液接触角接近0°,聚乙烯膜的接触角高达35°。受益于良好的孔道结构和电解液亲和性,沸石隔膜所装配电池在倍率放电容量和循环放电容量等方面均优于传统聚烯烃膜。     

纳米抗菌PET纤维的制备及性能研究

采用高速熔融纺丝制备纳米抗菌涤纶PET纤维。扫描电镜分析表明改性后纳米抗菌粒子在PET中分散良好。纳米抗菌剂的加入，对纤维的结晶性能、伸长率、断裂强度等均有影响。纳米抗菌材料的添加量为5％时，纤维的断裂强度和伸长率都有较大值。在PET中添加了少量抗菌剂后，抗菌剂起了成核剂的作用，使共混体系的冷却结晶温度Tc较纯PET的Tc升高了1-5℃，但熔体的熔点％基本无变化。抗菌PET纤维具有良好的抗菌性（〉90％）和耐洗性。     

不同粒径氧化铝粉末涂覆隔膜电化学性能研究

采用浸泡方法制备了表面涂覆不同粒径氧化铝粉末的电池隔膜,并在制备扣式电池基础上表征了电化学性能。结果显示,随着掺杂粉末粒径的增加,涂覆隔膜的电化学性能降低。选用平均粒径0.77μm、分布较窄的氧化铝粉末作为涂层掺杂物,能提高隔膜的性能,循环充放电30次后容量维持率为96.3%,高于未涂覆的基膜,同时伏安循环性、交流阻抗均优于未涂覆隔膜,说明通过在普通隔膜的表面涂覆亚微米级的氧化铝粉末能有效改善电池隔膜的电化学性能。     

Fe3+掺杂活化木质素基木材陶瓷的制备及电化学性能

以造纸黑液提取的木质素为前驱体,柠檬酸铁(FeC_6H_5O_7)为催化剂,在1 200℃下保温烧结2 h,再以氢氧化钾(KOH)为活化剂,在800℃下活化1. 5 h制备木材陶瓷碳电极材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附-脱附法(BET)、恒电流充放电以及循环伏安法等考察木材陶瓷的物相构成、比表面积、孔结构以及电化学性能。结果表明,当柠檬酸铁与木质素的质量比为1∶1时,活化木质素基木材陶瓷具有良好的石墨化特性,其比表面积可达712. 59 m~2/g,且孔径主要分布在1. 64 nm。同时,用该木材陶瓷所制备的电极材料在无机体系(6 mol/L KOH)中比电容可达115. 6 F/g,经过2 500次循环充放电之后其比电容保持率达75. 2%,表现出良好的电化学性能,具有作为理想电化学电容器的电极材料的潜能。     

EVOH-SO_3Li/PET电纺锂离子电池隔膜电化学性能

采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)与乙烯-乙烯醇共聚物的磺化物(EVOH-SO_3Li)进行交替静电纺丝,制备EVOH-SO_3Li/PET复合锂离子电池隔膜,通过扫描电子显微镜对隔膜的微观形貌进行观察,并利用IM6型电化学工作站对隔膜的电化学性能进行分析测试。结果表明:EVOH-SO_3Li/PET纤维膜的平均直径为387nm,两种纤维均呈现均匀的网状结构。相比纯EVOH-SO_3Li纤维,改性后EVOH-SO_3Li/PET复合纤维之间粘连现象明显降低,且纤维表面更加光滑,纤维间孔隙增大;组装的锂离子电池的电化学稳定窗口为5.3V,界面阻抗降至212.31Ω,离子电导率则提高至2.347×10^-3S/cm,与EVOH-SO_3Li隔膜相比各项性能均有所提高。     

聚偏氟乙烯-沸石复合锂电隔膜的制备及性能

针对传统聚烯烃类锂离子电池隔膜的耐温性差和电解液亲和性差的问题,本实验以微孔沸石纳米粒子和聚偏氟乙烯树脂(PVDF)为主要原料,通过相转化法制备了综合性能优异的沸石/PVDF复合锂电隔膜。结果表明:与商用聚乙烯(PE)膜相比,所制备的沸石/PVDF复合隔膜具有更加发达的孔道结构,其孔隙率超过70%,约为PE膜的2倍。沸石/PVDF复合膜的耐高温性和电解液润湿性明显优于PE膜和纯PVDF膜,经过160℃、0.5h的高温处理后,复合膜的热收缩率仅为5%,而PE膜已完全融化,收缩率达到100%,PVDF膜收缩率超过50%;沸石/PVDF复合膜的电解液接触角仅为7.4°,而PE膜和PVDF膜的接触角高达42.5°和31.7°。受益于丰富的孔道结构和良好的电解液吸收/保持能力,沸石/PVDF复合膜所装配锂离子电池的倍率放电容量高于PE膜,同时,该复合膜装配电池的循环性能也优于传统聚乙烃隔膜。     

SnO_2基陶瓷的制备及其性能研究

以纳米SnO2粉末为原料制备导电陶瓷,研究了所制备的SnO2-Sb2O3-CuO三元系SnO2基陶瓷的烧结性能和导电性能。用光学显微镜、扫描电镜和X射线能谱仪等对陶瓷基体的相组成和微观组织进行了分析。结果表明,纳米SnO2粉末在加入一定量的Sb2O3和CuO添加剂后,烧结活性有所提高;加入烧结助剂CuO可明显促进SnO2的烧结;在最佳CuO-Sb2O3配比下,制备的SnO2基陶瓷的综合性能良好。     

含h-BN复相陶瓷制备及性能研究进展

陶瓷材料密度低、抗腐蚀性及耐磨性良好,但是其硬而脆导致加工困难、抗热震性差。h-BN具有弹性模量低、硬度低的特点,其可加工性能和抗热震性能优异。将h-BN引入陶瓷基体制备含h-BN复相陶瓷,能够有效改善陶瓷材料的可加工性能和抗热震性。对含h-BN复相陶瓷的材料体系、制备工艺和性能的研究一直备受关注。本文以h-BN的引入方式为分类依据较全面地总结了含h-BN复相陶瓷的制备方法。本文对引入h-BN后所制备的含h-BN复相陶瓷的常规力学性能、抗热震性、可加工性、透波性、摩擦磨损等性能的影响进行了综述;对含h-BN复相陶瓷的制备及性能研究中存在的问题进行了概括,并对该材料体系的研究方向提出了建议。     

原位交联凝胶聚合物电解质的制备及性能

采用相转化法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)和苯乙烯-氧化乙烯-苯乙烯三嵌段共聚物(PS-PEO-PS)的共混多孔前体膜,再利用芳香官能团的傅克反应将前体膜原位交联,交联膜吸收电解液后得到交联凝胶聚合物电解质(CPEs)。对交联膜的形貌、热稳定性以及CPEs的电化学性能进行了表征,探讨了嵌段共聚物中PEO的链段长度对CPEs综合性能的影响。结果表明,CPEs交联膜的孔隙率和热稳定性较纯PVDF膜有很大的提升,其中CPE-2交联膜的孔隙率最高为72.3%,300℃时仍能保持稳定的孔隙结构,且几乎没有尺寸收缩,测试用半电池室温下显示出高的离子电导率(2.09mS/cm)和良好的充放电性能。     

锂硫电池隔膜改性研究进展

锂硫电池因高比容量和高能量密度引起了研究者们的广泛关注,成为新型锂电池研究热点之一。隔膜作为锂硫电池的重要组成部分,是提高电池各方面性能的关键。现阶段锂硫电池隔膜改性工作主要集中于高性能涂层材料的设计与合成以及新型隔膜材料的开发。本文综述了锂硫电池隔膜改性的研究现状,分别从碳涂层隔膜、元素掺杂碳涂层隔膜、金属氧化物/碳复合涂层隔膜、新型薄膜材料和多层隔膜等五个方面进行介绍,指出了从隔膜入手提高导电性、抑制穿梭效应、减轻锂电极腐蚀,从而提高电池电化学性能的重要性。     

催化裂化用多管式旋风分离器的现代进展

通过对旋风管的导向叶片、排气与排尘结构等3部分的重大改进与创新，开发了国产EPVC系列旋风管和最新的PDC型旋风管，同时还开发了具有独特防返混排尘结构的PIM型卧管式多管旋风分离器，目前这两项技术已在全国40多个炼油厂催化裂化装置上推广应用，经济效益显著。     

基于碳膜的柔性神经微电极阵列加工

为了实现长期安全有效的神经电刺激,避免电极腐蚀情况,提出了一种基于热解光刻胶形成碳膜作为导电材料的柔性视网膜神经微电极阵列．首先,通过高温热解图形化的光刻胶形成导电碳膜,然后利用光敏性聚酰亚胺（Durimide 7510）作为基底材料,通过光刻结合转膜、键合和牺牲层腐蚀技术,实现了具有柔性特征的碳膜神经微电极阵列．实验结果显示这种碳膜电极的电荷存储能力达到6．625mC／cm2．是金电极的12．4倍,显示了良好的电化学稳定性和电荷注入能力,有利于其长期植入和安全有效地工作,可应用于新一代人工视网膜系统的构建．     

1.3at%Nd:YAG透明陶瓷的制备及激光性能研究

以高纯氧化物商业粉体为原料, 采用固相反应和真空烧结技术, 制备了高质量的1.3at%Nd:YAG透明陶瓷. 研究了室温下Nd:YAG透明陶瓷的显微结构、光谱及激光性能. 实验结果表明, Nd:YAG透明陶瓷主要以穿晶方式断裂; 平均晶粒尺寸为15μm, 且分布均匀; 晶粒中和晶界处没有检测到杂质和气孔存在, 且成分一致, 无偏析现象. 退火后样品在激光波长1064nm处的透过率高达82.4%; 主吸收峰位于808.6nm处, 峰值吸收系数为4.45cm^-1, 激光波长1064nm处的吸收系数为0.11cm^-1; 主荧光发射峰位于1064nm处, 半高宽为0.82nm, 荧光寿命为258μs. 用LD端面泵浦Nd:YAG陶瓷样品(泵浦源最大输出功率为1000mW), 获得了波长为1064nm的连续激光输出, 激光阈值约530mW, 斜率效率为23.2%, 最大泵浦吸收功率为731mW时, 最大输出功率为45mW.     

内交联水性聚氨酯涂膜性能的影响因素

以异氟尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、聚氧化丙烯二醇和聚己二酸-1,4丁二醇酯为原料,合成了一系列内交联水性聚氨酯分散体(WPU)。研究了NCO/OH物质的量比和内交联剂三羟甲基丙烷(TMP)用量对水性聚氨酯涂膜性能的影响,并通过红外光谱(FT-IR)、接触角测量、热重分析(TGA)和X射线衍射(XRD)等对涂膜性能进行了表征。实验结果表明,NCO/OH物质的量比和TMP含量的增加均会使涂膜拉伸强度增加。XRD分析表明,软段微区的结晶性能随着二羟甲基丙酸(DMPA)含量的增加而减小,当DMPA的质量分数增加至5.6%时,软段微区表现出非晶态。     

静电纺PMMA/EVOH-SO3Li锂离子电池隔膜复合材料的制备及性能

以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚乙烯-乙烯醇磺酸锂（EVOH-SO₃Li）为原料,通过高压静电纺丝法进行交替纺丝,制备PMMA/EVOH-SO₃Li锂离子电池隔膜复合材料。通过FTIR、SEM、万能拉伸试验仪、TGA、IM6型电化学工作站和电池循环测试设备对PMMA/EVOH-SO₃Li隔膜复合材料的性能进行检测表征。结果表明：PMMA/EVOH-SO₃Li隔膜复合材料具有清晰的三维网状结构,与EVOH-SO₃Li隔膜材料相比,改性后PMMA/EVOH-SO₃Li隔膜复合材料的孔隙率、吸液率和拉伸强度分别提高至80%、340%和3.18 MPa,起始热分解温度升高至294℃,热收缩率也有所降低,并表现出良好的电化学性能。其中电化学稳定窗口由5.0V增加到5.6 V,界面阻抗由420.69 Ω降低至262.31 Ω,离子电导率则由1.560×10^-3 S/cm提高至2.089×10^-3 S/cm,并且经过100次循环充放电后,容量保持率仍高达93.7%。