管式反应法制备Mg_2Sn基热电材料及其性能研究

采用Mg H2代替单质Mg粉与Sn粉进行固相反应制备Mg2Sn基热电材料,有效地避免了Mg单质的挥发和氧化。在300~750 K的温度区间内对其热电性能进行了测试、分析,并与文献中报道的Mg2Sn热电性能进行了对比。结果表明,所有试样在整个测温区间均显示出n型掺杂,并且随着温度的升高,呈现逐渐向p型转变的变化趋势。掺杂Y后Mg2Sn试样的Seebeck系数有所提高,综合电性能比文献报道提高了40%,并且在350 K时获得最大的ZT值(0.033),是文献报道的Mg2Sn的ZT值(0.013)的近3倍。     

锗基锂离子电池负极材料的制备及研究进展

随着便携式电子产品及电动汽车的快速发展,提高锂离子电池能量密度和功率密度的研究日益增多,其中负极材料作为锂离子电池必备部件之一已成为重要的研究方向。商用的石墨负极因理论容量较低限制了其应用,锗具有较高的理论比容量和优异的物理化学性质,成为锂离子电池负极材料的研究热点。本文介绍了不同形貌和组成的锗基纳米负极材料的制备方法以及国内外的研究进展,并对未来的发展方向进行了展望。     

温度及组成对Sn/C锂电池负极材料性能影响的研究

利用高压静电纺丝技术与碳热还原相结合,由聚合物(PAN)与含锡无机盐(SnCl_2)制备复合Sn/C复合纳米纤维材料。对不同配比的纺丝液、不同的热处理温度制备的Sn/C复合材料,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(IR)等对其结构及性能进行研究,并以其为负极材料制备锂电池,测试其容量和循环性能。研究表明,在700℃,SnCl_2/PAN的比例为1∶1时获得的Sn/C纳米纤维具有最佳性能,经过20个循环后,其容量仍保持745.9mA·h/g,是第二个循环容量的97.8%。     

锡碳复合负极材料的制备及电化学性能研究

以纳米二氧化锡和酚醛树脂为原料,借鉴模板法制备介孔炭的过程,根据碳热还原的原理制备纳米锡碳复合材料。运用X射线衍射,扫描电镜,循环伏安(CV)以及循环性能测试等手段对合成材料进行研究。结果表明,所得复合材料中锡颗粒粒径在100nm左右,其均匀分布于碳基体中所形成的较大孔隙中,该结构既能缓解充放电过程中锡颗粒的体积效应,又能增强电解液的浸润,利于锂离子的传导。锡含量为78.5%(质量分数,下同)的复合材料具有较好的综合性能:在200mA/g的电流密度下,首次放电容量达1070mAh/g,充放电效率为70%,30次循环后放电容量保持在560mAh/g,且倍率性能良好,当电流密度增大到1600mA/g时,材料依然保有440mAh/g的比容量。     

通信锂电池负极材料的制备与性能研究

采用机械合金化法制备了Mg2Ni负极材料,研究了机械球磨时间对Mg2Ni负极材料物相组成、粉末形貌、循环稳定性和充放电性能的影响。结果表明,随着机械球磨时间的延长,负极材料中物相组成在发生变化,当机械球磨时间≥40 h时,负极材料中主要由非晶和Mg2Ni相构成;随着机械球磨时间的延长,Mg2Ni合金粉末尺寸不断减小,且由不规则形状逐渐转变为球状;在机械球磨时间为60 h时,Mg2Ni电极的放电容量较高,且在相同的循环次数下体现出了较高的循环稳定性;虽然机械球磨时间为20 h时的放电容量较低,但是荷电保持率较高;而机械球磨时间为60 h时的放电容量和荷电保持率都处在较高的水平,为Mg2Ni负极材料适宜的机械球磨时间。     

新型镁基干电池负极材料的电化学性能研究

采用机械振动辅助搅拌法制备新型镁基干电池Mg-8Al-1Zn-0.5Nb-0.1V负极材料,并采用OM、SEM、XRD和电化学工作站等测试手段进行了显微组织、物相组成、充放电性能和电化学腐蚀性能的分析。结果表明,该新型材料由α-Mg基体和少量的Mg17Al12相组成,具有较佳的电化学性能;较商用Mg-3Al-1Zn镁基合金,制备的新型Mg-8Al-1Zn-0.5Nb-0.1V负极材料的阻抗曲线直径增大,电化学腐蚀性能和充放电性能得到提高。     

碳化钙骨架碳负极材料的制备及电化学性能

以碳化钙为原料、新鲜氯气为刻蚀剂,在400～700℃范围内制备碳化钙骨架碳作为锂离子电池新型负极材料.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附实验、恒流充放电、交流阻抗(EIS)等对碳化钙骨架负极材料进行表征及电化学性能测试,并探讨制备温度对碳化钙骨架碳结构和电化学性能的影响.结果表明:所有温度下制备的碳化钙骨架碳均为无定形碳材料,但随着制备温度的升高,材料出现部分石墨化倾向;600℃制备的碳化钙骨架碳具有良好的电化学性能,在0.1 C充放电时,首次放电比容量为890.9 mA·h/g,可逆容量为335.4mA·h/g,循环30次后的可逆容量为266.8 mA·h/g.     

新能源汽车电池负极材料的制备与性能研究

通过化学反应和高温煅烧的方法制备了电池负极材料CuSnO_3和CuSnO_3/SnO,研究了两种电池负极材料的电化学性能、倍率性能和循环充放电前后负极材料的显微形貌。结果表明,电池负极材料CuSnO_3的倍率性能较低,这主要与电池负极材料CuSnO_3的稳定性较差,在循环充放电过程中,材料的自身结构受到破坏有关;对电池负极材料CuSnO_3进行复合改性后,CuSnO_3/SnO在不同电流密度下的比容量明显提高,且倍率性能较好,这主要是因为电池负极材料CuSnO_3/SnO球形颗粒表面附着有细小的纳米级颗粒,可以在充放电过程中抑制球形颗粒的体积膨胀,从而保证电池负极材料CuSnO_3/SnO具有良好的充放电循环性能和倍率性能。     

真空退火对Sn负极材料结构与循环性能的影响

用SEM、XRD、ICP、恒电流充放电方法对真空退火前后磁控溅射制备的锂离子电池用Sn负极薄膜材料的形貌、结构及循环性能进行研究.结果表明,经过200 ℃×8 h真空退火后,薄膜颗粒细化且均匀分布,薄膜中还出现了Cu6Sn5和Cu3Sn合金相的特征峰,改善了膜基结合力.相对于纯Sn电极,热处理后样品的首次放电容量和首次库仑效率均略有下降,分别为709 mAh/g和67%;从第2次到30次循环的容量保持率为87%,库仑效率维持在94% ～99%,均优于纯Sn电极.     

Ti-xCr-yCu钛基材料的制备及组织性能研究

研究了Al-Cu-Li-(0.35Mg)-(0.2In)合金的拉伸性能、时效析出相类型及其分布。T6峰时效时,Al-Cu-Li合金的时效析出相为T1(Al2CuLi)和?? (Al2Cu)相。添加0.2%In时,T6态时效早期形成许多方块状的立方相Al5Cu6Li2,且随时间延长其尺寸保持稳定;同时,可促进? ?相析出;相应合金的时效响应加速,强度提高。同时添加In和Mg可抑制Al5Cu6Li2相析出,但促进T1相析出。In和Mg的复合微合金化效果小于2050铝锂合金中Ag和Mg的复合微合金化效果,因而In+Mg复合微合金化铝锂合金T6态强度低于Ag+Mg复合微合金化的2050铝锂合金。T8态时效时,时效前预变形产生的位错抑制了In元素单独添加和In+Mg复合添加的微合金化效果。     

缓蚀剂对镁基干电池负极材料电化学性能的影响研究

在电解液中添加不同含量的钼酸锂缓蚀剂,并进行了镁基干电池负极材料Mg-3Al-1Zn-0.5Co-0.2Y的XRD分析以及极化曲线和充放电性能的测试与分析。结果表明,随缓蚀剂含量增加,负极材料的腐蚀电位明显正移,但含量过高会恶化其充放电性能;充放电循环15次后,缓蚀剂含量为0、0.4%、0.5%时负极材料的放电容量衰减分别为94.8%、6.3%和21.8%;钼酸锂缓蚀剂的添加量优选为0.4%。     

层次孔结构双功能碳负极材料的制备及性能

在500～900℃的活化温度下,以酚醛树脂为碳源,采用模板-物理活化联合法制备系列超级电容电池用层次孔结构双功能碳负极材料。借助扫描电镜、透射电镜及比表面积测试仪分析材料的物理结构,组装模拟电容器和对锂半电池,利用恒流充放电法及循环伏安法考察其电化学行为。结果表明:制备的层次孔结构碳材料具有较大的中微孔结构和局域石墨微晶结构;在LiPF6/EC+DMC和Et4NBF4/AN两种电解液中均表现出良好的电化学性能;其中以活化温度为600℃时制备的碳材料性能最优,其锂离子半电池可逆容量达到611.2 mA.h/g(0.2C),50次循环效率为74%,6C倍率下稳定可逆容量仍高达223 mA.h/g,模拟电容器比电容高达143 F/g(0.1 A/g),且倍率性能优异。     

纳米Co-Sn合金负极材料的制备和电化学性能

用水热法于150oC合成了CoSn2纳米合金负极材料。水热反应前还原剂NaBH4的加入速度和水热反应后的热处理均会影响产物的相组成和CoSn2合金组分的颗粒大小,从而影响电极的电化学性能。较大的CoSn2合金颗粒有利于降低电极的首次不可逆容量损失和提高循环稳定性。电极的循环性能还与循环电流密度有关,较小的初始电流密度能够充分激活活性颗粒的嵌锂通道,并在颗粒表面形成较好的固体电解质膜(SEI膜),有利于改善电极的循环性能。     

硅基锂离子电池负极材料研究进展

作为锂离子电池负极材料,硅基材料具有较高的理论比容量、适中的嵌/脱锂电位、与电解液反应活性低等特点,成为最有前景的锂离子电池负极材料之一。然而由于其巨大的体积效应和较低的导电性导致其商业化应用具有相当的挑战性。本文综述了近年来为改善硅基材料的缺点而做的一些研究,展望了硅基材料作为锂离子电池负极材料的发展趋势。     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

本文主要介绍近年来硅及含硅材料作为锂离子电池负极材料的研究进展，包括硅单质、硅的氧化物以及硅的金属化合物和其它硅基多元化合物；分析了硅基材料作为锂离子电池负极材料存在的问题；阐述了硅基材料作为锂离子电池负极材料的研究前景。     

锂离子电池锡基负极材料研究进展

锡基负极材料容量高,安全性好,是目前动力锂离子电池用新型负极材料研究的热点。本文综述了近年来国内外在锂离子电池锡基各类负极材料方面的研究进展。重点介绍了它们的电极反应机理,材料合成方法及电化学性能,分析阐述了它们各自存在的优势和不足,总结了现有材料的改性手段。提出制备炭包覆锡基纳米颗粒的复合材料或者核壳、多孔等特殊结构的纳米级锡基材料,并在负极极片中预先引入金属锂,将是解决问题的最佳手段。指出锡基材料作为锂离子电池负极材料具有良好的商业化发展前景。     

静电纺丝技术结合碳热还原法制备Sn/C薄膜锂电池负极材料

利用静电纺丝技术与碳热还原相结合,制备了具有较高容量和较好循环性能的Sn/C无纺布纤维膜。利用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),表征Sn/C纤维的形貌和结构。样品首次循环得到较高的充放电容量,分别为1 329.8和808.6 mA·h/g。循环40圈以后,充电容量仍保持在743 mA·h/g,为第二圈充电容量的97.5%。     

Ce掺杂GdB6基阴极材料的制备及性能研究

以GdB6和CeB6粉末为原料,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了高致密的多元稀土六硼化物GdxCe1-xB6(x=0.0-1.0)多晶块体。系统研究了烧结温度对GdxCe1-xB6多晶块体的物相组成、力学性能、电阻率及热发射性能的影响。研究结果表明,在烧结温度为1550 ℃,烧结压强为50 MPa,保温5分钟的工艺条件下,可获得高致密的GdxCe1-xB6单相块体材料。烧结块体的维氏硬度可达24.02 GPa。热电子发射性能测试结果表明,适量的Gd掺杂可以显著提高电子发射性能,其中Gd0.1Ce0.9B6成分块体具有最佳的热发射性能,在1600 ℃,4 kV外加电压条件下,发射电流密度达到101.57 A?cm-2,零场电流密度达到21.94 A?cm-2,平均有效逸出功为2.34 eV,优于同一条件下GdB6和CeB6块体的热发射性能。     

粉煤灰提铝渣基胶凝材料制备及性能研究

以粉煤灰酸法提取的氧化铝残渣(粉煤灰提铝渣)、水泥、粉煤灰和矿粉为原料,通过正交实验与因素指标化分析,确定制备粉煤灰提铝渣基胶凝材料的最优配比。实验结果表明,粉煤灰提铝渣基胶凝材料最优配合比为:水胶比为0.30,粉煤灰提铝渣掺量为55%,水泥掺量为25%,粉煤灰掺量为3%,矿粉掺量为17%。该方法制备的粉煤灰提铝渣基胶凝材料具有较高的抗压强度和抗折强度。     

SnS / ZnO 叠层太阳能电池的制备及性能研究

目的获得光电性能较佳的Sn S/Zn O叠层太阳能电池。方法通过磁控溅射法,采用不同的溅射参数在FTO玻璃上制备Sn S和Zn O薄膜,研究Sn S和Zn O薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性能,最终获得制备叠层太阳能电池的最佳方案。结果沉积Sn S薄膜的溅射功率、沉积时间、工作气压为28W,40 min,2.5 Pa和36 W,25 min,2.3 Pa时,获得的两种Sn S薄膜均在(111)晶面具有良好的择优取向,晶粒较大,表面致密光滑,禁带宽度分别为1.48,1.83 e V。沉积Zn O薄膜的溅射功率、溅射时间、工作气压为100 W,10 min,2.5 Pa时,Zn O薄膜的结晶性能更优,透过率更大,适合作为太阳能电池的n层。以宽禁带Sn S(1.83 e V)为外p型吸收层,窄禁带宽度Sn S(1.48 e V)为内p型吸收层制备的FTO/n-Zn O/p-Sn S(1.83 e V)/n-Zn O/p-Sn S(1.48 e V)/Al叠层太阳能电池,其光电转化效率为0.108%,短路电流为0.90 m A,开路电压为0.40 V。结论制得的叠层太阳能电池性能较传统单层太阳能电池更优。