一种具有高亲液性的纤维素基无机纳米颗粒复合隔膜

制备了一种包含80 wt％二氧化硅纳米粒子的细菌纤维素/二氧化硅柔性复合隔膜,高达稳定331％的高吸液率.此外,将薄的MnO2层与细菌纤维素/SiO2层衬底集成在一起,以制造双层复合隔膜.所得具有LiFePO4正极的锂金属电池在0.2 C倍率下经过100次循环后显示出159.1 mAh/g的高比容量.电池性能的改善归因...     

国内外锂离子电池隔膜的研究进展

作为锂离子电池中的重要组成部分,隔膜对于锂离子电池的化学性能和安全性能有着至关重要的影响。本文简要介绍了锂离子电池隔膜的作用及性能要求,重点介绍了五种不同种类的隔膜:微孔聚烯烃隔膜、改性聚烯烃隔膜、聚酰亚胺锂电池隔膜、有机/无机复合隔膜、纳米纤维隔膜等,以及四种制膜工艺:干法、湿法、静电纺丝、熔喷法等,并展望了锂离子电池隔膜的未来发展方向。     

可充电钠离子电池隔膜研究进展

介绍了可充电钠离子电池的工作机理及其在成本、寿命、安全和大规模储能等方面的优势。简述了隔膜性能对电池的电化学性能、耐用性及安全性的影响。回顾了近几年钠离子电池隔膜的研究进展，包括聚烯烃微孔膜、玻璃纤维膜、聚合物电解质膜、静电纺丝膜、纤维素基隔膜和阳离子交换膜等，并分析了各自的优缺点。讨论了隔膜产业化过程面临的问题尤其是在安全方面面临的挑战，指出电解质润湿性更佳、离子电导率更高、耐枝晶性更强、热稳定性更好是隔膜研究的方向。     

锂离子电池多孔硅基复合负极材料的研究进展

概述了多孔硅基负极材料在锂离子电池中的应用,重点介绍了材料结构和复合方式对其电化学性能的影响;分析了导致其循环性能降低的主要原因,指出控制电池循环过程中硅基材料体积变化、抑制SEI膜的增加是改善硅基负极材料循环性能的重要途径. 对多孔硅基复合负极材料的研究进行了展望,提出在纳米化和复合化的基础上,设计特殊孔道结构、制备多孔的硅/碳复合材料是推进硅基负极材料应用的重要研究方向.     

氨基聚硅氧烷接枝改性纤维素膜对其结构和性能的影响

采用氢氧化锂/尿素/水溶液作为溶剂,通过冷冻-解冻配置稳定的纤维素溶液并制备纤维素膜.利用高碘酸钠选择性氧化纤维素葡萄糖单元临近的两个羟基制备出二醛纤维素,然后用氨基聚硅氧烷对其进行改性制备出憎水性复合纤维素膜.通过傅立叶红外光谱仪、扫描电镜、热重分析、接触角测定和溶胀率测定等表征氧化纤维素和憎水性复合纤维素的结构和性能.研究了不同质量分数的高碘酸溶液对纤维素的氧化程度以及对纤维素膜的结构的影响,通过改变氨基聚硅氧烷的摩尔浓度来制备不同接枝度的憎水性复合纤维素.结果表明,二醛纤维素具有很强的反应活性,改性纤维素膜的憎水性得到明显提高.在纤维素改性及功能化材料制备的研究中,较强的反应活性使其可以应用在更多的领域.     

陶瓷复合锂离子电池隔膜研究进展

相对于传统锂离子电池隔膜,有机-无机陶瓷复合隔膜兼具有机材料的柔韧性、无机材料的耐温性和电解液亲和性。本文对锂离子电池用陶瓷复合隔膜进行综述,首先介绍了此类隔膜相对于传统隔膜的优势,其次对目前研究的陶瓷锂离子电池隔膜的结构形式和主要成膜材料进行了讨论,并介绍了国内外主要公司的陶瓷复合隔膜的研究和发展现状,最后对陶瓷复合隔膜的应用前景和面临的挑战进行了简要分析。鉴于该新型隔膜的优势,随着锂离子电池在高端电子产品以及动力、储能等新兴领域的发展,高安全性陶瓷复合锂离子电池隔膜必将代替传统的聚烯烃隔膜,成为主流隔膜满足人们的需要。     

含氧塑料薄膜在清洁能源电池中的应用

简述了含氟塑料薄膜在清洁能源电池中的应用.分别论述了用于锂电池的PVDF隔离膜,以及用于燃料电池、风力发电蓄能电池钒电池的全氟磺酸离子膜的应用与制作方法.介绍了笔者在相关领域的最新研究成果.     

锂硫电池正极复合材料研究现状

锂硫电池由于其高理论能量密度(2600W·h/kg)而受到了广泛的关注,是极具应用前景的电池体系.硫基正极材料作为锂硫电池的重要组成部分,是提高电池性能的关键.然而锂硫电池还存在一些问题,如硫的利用率低及正极结构的稳定性差等.本文综述了近几年锂硫电池硫正极复合材料的研究现状,分别从硫/碳复合、硫/导电聚合物复合、硫/氧化物复合3个方面进行介绍,指出了未来锂硫电池正极材料要注意结合硫/导电聚合物及硫/氧化物的优势并注重材料结构的设计,向核壳或类核壳结构方向发展的趋势,同时还要提高载硫量,提高循环稳定性,以获得高性能的锂硫电池.     

细菌纤维素的制备和应用研究进展

细菌纤维素（Bacterial cellulose,简称BC）又称微生物纤维素,具有独特超细网状纤维结构、不含木质素和其他细胞壁成份,吸水性强、高生物兼容性、可降解性等优良特点,日益成为人们关注的焦点.综述了近年来国内外在细菌纤维素的菌种筛选、碳源优化、发酵工艺方面的研究成果,以及细菌纤维素在肾透析膜、血管支架、皮肤代用品、化妆品膜、减肥代餐食品等方面的应用.     

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。     

纤维素基分离膜材料的应用研究进展

膜是具有选择性分离功能的材料,在某种推动力作用下,利用膜的选择性分离可实现不同组分的分离、纯化、浓缩目的。膜技术在水处理、生化制药、食品制造、石油化工、医疗卫生等领域占据着不可替代的地位。纤维素是自然界中分布最广、储量最为丰富的一类可再生资源,其特殊的分子结构赋予了材料优异的性能,是一种很好的膜材料。文章介绍了分离膜技术的特点,阐述了纤维素在膜领域的高值化利用,同时对近年来国内外关于纤维素基膜材料的制备、性能进行了总结,综述了其在水处理、气体分离、生物医用、手性拆分、电池隔膜等领域的应用研究进展,并对进一步值得研究的重点方向进行了展望。     

锂离子电池顶盖技术研究进展

本文介绍了锂离子电池顶盖的主要功能,以及技术领域的性能、研究与现状和热点问题。探讨了锂离子电池顶盖生产技术,重点介绍了注塑顶盖、铆接/焊接顶盖和复合极柱顶盖的结构,重点关注了降低顶盖空间占用率、降低电腐蚀技术、防爆阀技术、以及顶盖负极柱等零部件材料,并展望了锂离子电池顶盖的未来发展方向。     

纳米纤维素/Al2O3胶体/PE锂离子电池隔膜的制备及其成膜机理

当前商业上常用聚烯烃薄膜作为锂离子电池隔膜,但是其热收缩性差和力学性能弱的缺点限制了锂离子电池的应用,因此研究具备高热稳定性和对电解液具有良好润湿性的电池隔膜显得尤为重要。本文利用层层自组装技术制备纳米纤维素/Al₂O₃胶体/PE锂离子电池隔膜,探究出了制备NC/A-PE膜的适宜条件：Al₂O₃溶胶的固含量为2%（质量分数）,麦麸纳米纤维素悬浮液的固含量为0.2%（质量分数）,浸润时间为5min,组装层数为20层。结果表明,组装后的电池隔膜的热稳定性和电解液润湿性均得到了显著改善;其杨氏模量最高可提高至原来的235.2%,在电池隔膜组装的过程中能有效抵抗形变;经过扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、场发射扫描电镜（FEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征,证实氧化铝及纤维素成功地组装于PE基膜上,呈现出层次分明、厚度均一的多层膜结构,以此方法制备的电池隔膜安全无毒,热稳定性、力学性能和电解液润湿性得到了显著改善,有潜在的应用前景。     

改性石墨烯/细菌纤维素复合导电纤维膜的制备研究

采用真空抽滤法制膜,并采用溶液还原法、蒸汽还原法以及先还原后制膜法3种工艺制备改性石墨烯/细菌纤维素复合导电纤维膜,采用扫描电镜(SEM)、X衍射(XRD)和Raman光谱对纤维膜材料的结构和性能进行表征,探讨了3种制膜工艺对复合导电纤维膜的表面电阻的影响。结果表明,通过SEM观察发现,采用溶液还原法和蒸汽还原法制备的复合导电纤维膜中石墨烯复合物(PNIPAM-rGO)与细菌纤维素较好结合,而先还原后制膜法制备工艺其结合效果较差;XRD证实了PNIPAM-rGO的存在几乎不影响细菌纤维素的结晶结构;Raman光谱较好地证实了PNIPAM-GO能充分还原成PNIPAM-rGO。通过比较导电纤维膜表面电阻发现,采用蒸汽还原法制备的导电纤维膜的导电性最佳。     

锂离子电池硅/碳复合负极材料的研究进展

负极材料是制约锂离子电池发展的重要因素之一.硅/碳复合材料储锂容量高、循环稳定性好,是目前制备新型锂离子电池负极材料的研究热点.介绍了硅/碳复合材料的不同制备方法和复合结构以及优良的电化学性能,综述了硅/碳复合材料的研究进展,并对未来的发展方向进行了展望.     

纤维素基面膜材料的应用进展

纤维素基材料因具有吸水性、透气性、柔软性等优点可用作贴式面膜基布。简要介绍了应用于面膜中纤维素的性能特点,重点阐述了棉纤维贴膜、粘胶纤维复合贴膜、铜氨纤维贴膜、莱赛尔纤维贴膜、海藻纤维复合贴膜、细菌纤维贴膜以及多种纤维复合贴膜的优异性能。纤维素基材料在贴式面膜上应用前景广阔。     

石墨烯气凝胶的制备方法及在二次电池中的应用研究进展

石墨烯气凝胶是由石墨烯片层经过相互搭接、组装而成的三维多孔网络结构,具有高电导率、高比表面积、高孔隙率、较高柔韧性和弹性及低密度等特点,在海水表面吸附油污、机械减震、杂质过滤等领域获得了应用。综述了石墨烯气凝胶的主要制备方法,包括自组装法、化学交联法、模板法、3D打印法等,并重点阐述了石墨烯气凝胶在新能源二次电池领域如锂离子电池、锂/硫电池、钠离子电池中的应用研究进展,为探索石墨烯气凝胶的新型制备方法及电池应用提供借鉴。     

Sb/Sb2O3/C复合纳米纤维膜制备与储锂性能研究

Sb作为锂离子电池负极材料具有较高的理论容量,但在合金/脱合金化过程中的体积粉化严重影响了其循环稳定性。本文首先合成了含锑MOF纳米片(Sb-MOF),并通过静电纺丝技术将其复合到纳米纤维中,经过热处理后制备了Sb/Sb₂O₃/C复合纳米纤维膜。得益于Sb/Sb₂O₃在碳基质中的高分散性,所得复合纤维膜在锂离子电池中表现出优异的倍率和循环性能,具体表现为：在0.1 A g^-1和4 A g^-1电流密度下,可逆比容量分别为713 m Ah g^-1和352 m Ah g^-1;在1 A g^-1电流密度下循环500次后容量保持率为82.3%。优异的储锂性能、简单的工艺以及自支撑特性使得该Sb/Sb₂O₃/C复合纳米纤维膜作为自支撑电极在锂离子电池领域具有较大的发展潜力。     

PIN/PAN聚合物基电解质膜的制备及性能

利用静电纺丝技术制备了聚吲哚/聚丙烯腈(PIN/PAN)聚合物基电解质膜,代替纸基铝空气电池中的纤维素纸(C-P),并应用于固态铝空气电池。探究了PIN含量对电解质膜离子电导率及吸液率的影响。采用SEM和FTIR对PIN/PAN聚合物基电解质膜表面形貌及化学组成进行分析。借助电化学工作站和电池测试系统,分析了电解质膜离子电导率及固态铝空气电池放电特性。结果表明,采用PIN/PAN聚合物基电解质膜可有效提升固态铝空气电池性能,在3 mA.cm_^-2、5 mA.cm_^-2、7 mA.cm_^-2电流密度下,放电时长比纸基铝空气电池分别提升了21%、27%、34%,且放电时长与电解质膜的吸液率及离子电导率相关。其中4%PIN/PAN聚合物基电解质膜离子电导率可达6.7×10_^-4 S.cm_^-1,同时对碱性溶液具有良好的吸附能力,吸液率最高可达496%,为纤维素纸的3.2倍。     

液相进样直接甲醇燃料电池性能研究

报道了用研制的Pt-Ru/C催化剂, 采用特殊工艺制备了膜电极, 并组装了直接甲醇质子交换膜单电池系统。考察了电极扩散层制备方法、催化剂层中催化剂、Teflon-C以及Nafion液的用量等电极制备工艺条件以及空气作为氧化剂对单电池性能的影响。结果表明：采用刷涂法制备电极扩散层比喷涂法好,催化剂层中催化剂的优化含量为0.6mg·cm-2,Teflon-C、Nafion液的最佳用量分别为0.3 mg·cm-2、0.5 mg·cm-2。当工作温度为80℃时,输出电压为0.3V,氧气作为阴极气体的输出电流密度为36mA·cm-2;而空气作为阴极气体的输出电流密度为22.5mA·cm-2。膜电极有效面积为9cm2的的液相进样直接甲醇/氧气燃料电池三电池电堆的最大功率为0.285W,此时输出电压为0.7V,输出电流为0.407A;而液相进样直接甲醇/空气三电池电堆的输出电压为0.635V,输出电流为0.252A时,最大功率为0.160W。