热可逆自修复聚合物研究进展

自修复聚合物是一类可利用自身结构内部的可逆反应或者大分子扩散来完成对微裂纹自修复的物质。在众多的自修复方式中，热刺激是最快捷和应用最多、最广的方式。针对目前火药的加工条件，结合近年来自修复聚合物的研究状况，对60 ℃以下通过热刺激响应实现自修复，且具有一定力学强度的聚合物黏结剂材料进行综述。自修复聚合物主要分为动态共价键自修复和基于非共价键的超分子自修复，分别对其自修复机理、制备方法和目前的研究进展进行了阐述，为其在含能材料中的应用提供参考。     

自修复聚合物的制备与应用研究进展

聚合物暴露于外部环境(光照、紫外线、热)之中会受到破坏,降低材料的性能以及使用寿命。自修复是人们模仿生物体损伤愈合的概念,解决材料损伤、延长材料使用寿命的新方法。针对近年来自修复聚合物材料的研究情况,文中根据自修复机理将其分为共价键自修复材料、超分子自修复材料两类,分别阐述了它们的化学原理与制备方法。在此基础上,对自修复性质的多样性,如形状自修复、导电性自修复、疏水性自修复、顺磁性自修复等应用性质进行综述。最后,展望了自修复聚合物材料的发展方向,指出纳米粒子、石墨烯等新颖的自修复方法已经崭露头角,有望从材料的堆积结构层次上完善并提高聚合物的自修复性能。     

聚合物基自修复复合材料的研究进展

主要介绍了微胶囊、液芯纤维等不同类型的聚合物基自修复复合材料的制备方法及自修复的基本原理,总结了微胶囊、液芯纤维在聚合物基自修复复合材料中的应用及研究进展,探讨了目前聚合物基自修复复合材料研究中存在的一些难点,最后就自修复材料的发展趋势提出了几点建议.     

聚合物基复合材料自修复的研究进展

复合材料的自修复功能已成为智能材料研究的重点之一。自修复主要包括外援型自修复和本征型自修复,外援型自修复种类主要包括微胶囊型、中空纤维型以及微脉管型自修复;本征型自修复主要包括可逆共价键和可逆非共价键自修复。系统地阐述了这几种典型自修复方法的研究进展及其优势和不足,展望了自修复复合材料的发展及应用前景。     

聚合物固态电解质的研究进展

固态储能器件由于其在安全性和潜在的高能量密度方面的优势,被认为是下一代能量存储设备。固态电解质作为固态储能器件的关键元件,具有高的安全系数,近年来受到了广泛的关注。其中聚合物固态电解质由于其制备简便,价格低廉且界面相容性好等优点,成为固态电解质的重要组成部分。文中从聚合物的微观结构和聚合物固态电解质的宏观形态出发,分别概述了聚环氧乙烷(PEO)、聚碳酸酯(PC)、聚硅氧烷和其他聚合物基固态电解质的传输机理及在各领域的发展与应用,并对聚合物固态电解质未来的发展进行展望。     

电化学电容器电极材料的研究进展

介绍了电化学电容器的工作原理,着重阐述了纳米多孔碳材料的电荷存储机制,指出碳材料的比容量与其比表面积并非线性相关,碳材料比表面积的实际利用率取决于碳孔径大小和电解质溶液离子粒径的关联度。综述了电化学电容器各类电极材料的研究进展,如多孔碳、碳纳米管、石墨烯、过渡金属氧化物以及导电聚合物,并展望了电化学电容器的应用前景。     

石墨烯在电化学储能过程中理论研究进展

本文对目前石墨烯在电化学储能过程中理论计算的研究进行系统整理,从石墨烯材料电子结构特征出发,对其在超级电容器、锂离子电池和氧还原过程中石墨烯起的作用进行综述,详细讨论了石墨烯在以上不同电化学环境中与物质的相互作用机制,为新型石墨烯基电化学储能器件的研究提供理论基础和研究思路。     

聚合物电解质在超级电容器中的研究进展

便携式电子器件迅速发展,安全性能更高的聚合物电解质受到广泛关注。本文介绍了近些年应用于超级电容器的各类聚合物电解质,包括全固态聚合物电解质、凝胶聚合物电解质、多孔聚合物电解质、复合聚合物电解质以及能够提供赝电容的氧化还原聚合物电解质,并详细讨论了上述聚合物电解质的特点和研究进展。提出了发展宽电压窗口、高离子导电型、高机械强度、质轻且薄的有机复合凝胶聚合物电解质会是超级电容器电解质领域未来的发展趋势;综合性能优异的聚合物电解质将会在超级电容器等新能源领域发挥重要作用。     

自修复凝胶体系研究进展

自修复凝胶是目前自修复材料领域的研究热点之一,因其独特的性能在很多领域有潜在的应用。文中综述了近几年来国内外开发的最新自修复凝胶体系,重点介绍了几种超分子自修复凝胶体系,包括通过氢键作用自组装成三维网络结构的主-客体自修复凝胶、胆甾醇基自修复凝胶、甘露醇基自修复凝胶及通过金属配位作用形成的金属配体自修复凝胶。此外,还介绍了有机/无机粘土复合自修复凝胶体系、酰腙-双硫自修复凝胶、遥爪聚乙二醇-壳聚糖基自修复凝胶等其他新型自修复凝胶体系,同时对它们的自修复机理进行了简要的阐述,最后展望了其发展前景。     

高分子在染料敏化纳晶TiO2太阳电池中的应用研究

染料敏化纳晶TiO2太阳电池是一种极具竞争力的新型太阳能电池,它主要由三部分组成:染料敏化的TiO2纳晶电极、电解质及对电极,每一组成部分又由几种材料组成,每一种材料都在电池将太阳能转化为电能的过程中发挥特定的作用.为了进一步降低成本、改善性能,用高分子材料代替其中的一种或几种组成材料成为目前研究的一个热点,本文论述了高分子材料在染料敏化纳晶TiO2太阳电池中的应用研究进展,对出现的问题进行分析讨论.     

固态电池中的正极/电解质界面性质研究进展EI北大核心CSCD

锂离子电池是便携式电子产品、电动汽车和智能电网的理想电源。目前使用有机液体电解质的锂离子电池仍然存在安全问题和寿命不足的问题,而使用不燃的固态电解质的固态电池有望解决这些问题。从原理上讲,不燃的固体电解质可以从根本上防止电池的燃烧和爆炸,并且只允许锂离子在固体电解质中传输,可以减少副反应的发生。近年来,随着几种高离子电导率的固态电解质的出现,锂离子在固态电解质中的传输不再是瓶颈。然而,固态电池中各种固态成分具有不同的化学/物理/力学性能,因此在固态电池中存在多种类型的界面,包括松散的物理接触、晶界、化学和电化学反应界面等,这些都可能增加界面离子传输阻力。而正极材料与电解质之间的界面反应尤其复杂,深入理解这些复杂的正极侧界面及其反应特点是实现实用高比能固态电池的必要条件。因此,本文主要回顾了近年来在探索和理解正极/电解质界面上的工作,总结了固态电池中典型的正极侧界面类型及其各自独特的反应特征。     

不同维度碳基纳米材料的设计与合成及其在电化学储能中的应用

随着环境的恶化和能源危机,太阳能、风能等可持续能源的存储和利用变得迫在眉睫.电化学储能(EES)装置作为有效存储这些新兴能源的手段,受到越来越多的关注.电极材料对EES的性能至关重要,碳基纳米材料因其独特而突出的优势成为极有前途的电极材料.电极材料的结构设计和可控合成决定了EES的电化学性能.围绕碳基纳米材料独特而突出...     

新型太阳能混合吸收式制冷系统的蓄能研究

根据太阳能混合吸收式制冷循环的特点，提出一种可用于该循环的新型高效蓄能系统。分析该系统的工作原理及特性，并与传统的蓄热方式和蓄冷方式蓄能系统进行性能比较分析，在相同蓄冷量情况下，新型蓄能系统的蓄能体积是传统系统蓄能体积的1／10以下，从而为促进蓄能装置小型化、推动小型太阳能空调的商品化提供理论依据。     

新型二维纳米材料MXene的制备及在储能领域的应用进展

二维过渡金属碳(氮)化物(MXene)作为一类新型二维纳米材料,自2011年发现以来,由于其优异的物理化学性能得到了广泛研究。MXene除具有传统二维材料的优异性能外,其高的导电性、良好的润滑性及电磁性等特殊性能,已被广泛地应用于能量存储、催化、润滑、电磁屏蔽、传感器、水净化等领域,并取得了一定的效果和进展。本文综述了近年来国内外关于MXene材料的最新研究现状,归纳总结了MXene的结构、性能和制备方法,以及在锂离子电池、超级电容器等领域的相关成果,指出了目前研究存在的短板,并展望了未来的研究方向。     

聚合物固态电解质-锂负极界面的研究进展

固态锂电池是新能源领域最有希望的下一代高能量密度电池体系之一。本文以聚合物固态电解质-锂负极界面的构型特征和形成机理为基础, 系统讨论界面接触性、界面化学和电化学反应、锂负极枝晶生长等问题对二者之间的界面稳定性与兼容性的影响。基于此, 本文重点阐述了掺杂改性、结构设计等手段在三种聚合物基体与锂负极之间的界面的应用。此外, 本文还综述了常见界面表征手段及其在聚合物固态电解质-锂负极界面的应用情况。最后, 基于设计和构筑稳定的聚合物固态电解质-锂负极界面的相关策略, 本文对掺杂、核层设计等界面优化手段的发展前景进行分析与展望。     

Ionic liquids for electrochemical energy storage devices applications

Ionic liquids, defined here as room-temperature molten salts, composed mainly of organic cations and (in)organic anions ions that may undergo almost unlimited structural variations with melting points below 100?°C. They offer a unique series of physical and chemical properties that make them extreme important candidates for several energy applications, especially for clean and sustainable energy storage and conversion materials and devices. Ionic liquids exhibit high thermal and electrochemical stability coupled with low volatility, create the possibility of designing appropriate electrolytes for different type batteries and supercapacitors. Herein, varieties of ionic liquids applications are reviewed on their utilization as electrolytes for Li-ion batteries, Na-ion batteries, Li-O₂(air) batteries, Li-Sulfur (Li-S) batteries, supercapacitors and as precursors to prepare and modify the electrode materials, meanwhile, some important research results in recent years are specially introduced, and the perspective on novel application of ionic liquids is also discussed.     

Compact energy storage enabled by graphenes: Challenges,strategies and progress

Storing as much energy as possible in as compact a space as possible is an ever-increasing concern to deal with the emerging “space anxiety” in electrochemical energy storage (EES) devices like batteries, which is known as “compact energy storage”. Carbons built from graphene units can be used as active electrodes or inactive key materials acting as porous micro- or even nano-reactors that facilitate battery reactions and play a vital role in optimizing the volumetric performance of the electrode and the battery. In this review, we discuss and clarify the key issues and specific strategies for compact energy storage, especially in batteries. The use of shrinkable carbon networks to produce small yet sufficient reaction space together with smooth charge delivery is highlighted as the simplest structure–function-performance relationship when used in supercapacitors and is then extended to overcome problems in compact rechargeable lithium/sodium/potassium batteries. Special concerns about cycling stability, fast charging and safety in compact batteries are discussed in detail. Strategies for compact energy storage ranging from materials to electrodes to batteries are reviewed here to provide guidance for how to produce a compact high energy battery by densifying the electrodes using customized carbon structures.     

相变储能材料的研究与发展

储能技术是通过物理或化学变化将某种能量存储,然后在后续过程中释放利用的技术,现多用于电力系统、交通运输、太阳能利用和移动电子等设备中,能够有效节约能源和提高能源利用率。相变储能材料是相变储能技术的关键载体,对其应用起着重要作用。本文对相变储能材料的基本特征、应用领域、储能原理以及分类等方面作了简要的介绍。并依据成分分类,对目前国内外研究的无机类、有机类、金属基及复合类相变储能材料进行了综述。详细介绍了不同材料的种类、性质、优缺点、适用范围等。最后指出了当前相变储能材料存在的不足,并展望了相变储能材料未来的发展方向和应用前景。