锂离子电池新型电解液添加剂研究与开发

剖析了锂离子电池电解液添加剂的研究现状,将添加剂分为成膜添加剂、阻燃添加剂、导电添加剂和多功能添加剂四类,开发了新型成膜添加剂,使用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗技术探讨该添加剂的性能,结果表明有效的成膜添加剂不仅能提高电极的可逆容量,而且能显著提高电极的倍率充放电性能.     

锂离子电解液添加剂的研究

本文对锂离子电解液添加剂的研究背景，现状和未来的发展趋势进行了阐述，根据电解质添加剂对电池不同部分功能的改进，把添加剂分为改善电极SEI膜性能的添加剂，不可燃添加剂（阻燃剂），过充保护添加剂，控制电解液中酸和水含量的添加剂，并概括了它们的特点，种类，性能和作用机理。重点讨论了不可燃添加剂（阻燃剂），过充保护添加剂。     

CTAB作为钒电池电解液添加剂的研究

通过紫外-可见、扫描电镜、方波伏安、循环伏安、稳定性考察,研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为钒电池电解液的添加剂对电解液的稳定性和电化学活性的影响,并对其机理进行了探讨.研究结果表明:电解液中CTAB胶束的季铵头部基团与五价钒作用,阻止五价钒的进一步聚合,从而抑制了五价钒的结晶.同时,添加剂在电极和电解液界面上,形成稳定的半球状颗粒,起到胶束催化V(IV)/V(V)氧化还原电对的作用.交流阻抗、充放电测试表明添加CTAB的电解液大大减小电荷传递电阻,使双电层电容增大一倍,提高电解液的电化学反应活性,这与CTAB的胶束催化相吻合.     

新离子型添加剂对高镍锂离子电池性能影响研究

研究了一种新离子型负极成膜添加剂2D对NMC811/石墨电池性能的影响,并与当前最常用商业化负极成膜添加剂VC进行对比试验。微分容量dQ/dV显示2D先于EC和VC在2.1 V左右还原,在石墨负极形成较稳定的SEI膜,交流阻抗结果表明含2D成膜阻抗明显低于VC;含2D、VC、2D和VC复合电解液的NMC811/石墨电池的倍率循环、高温存储和高温循环等测试结果表明,含2D电解液电池的石墨负极钝化膜更加稳定,有效提升锂离子电池的循环、存储和倍率性能,60℃存储含2D电池的电压和电阻变化较小,高温循环200周后,不含2D添加剂电池容量损失达15%,含2D电池容量保持率在92%以上。     

氟代线性碳酸酯对高电压LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨软包电池性能的影响

LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料因能量密度高、循环稳定性好及安全性高而被认为是最有前途的高能量密度锂离子电池正极材料之一。然而，传统的常规碳酸酯基电解液的耐氧化性较差，导致LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料在高电压条件下的容量快速衰减。在氟代碳酸乙烯酯(FEC)的基础上，研究了氟代线性碳酸酯(如二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯(TFEC)及甲基(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯(MTFEC))替代碳酸二乙酯(DEC)在高电压下的循环稳定性。电化学测试结果表明，TFEC、MTFEC替代DEC后，4.5 V LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂/人造石墨软包电池45℃循环700圈后容量保持率分别从45.5%提高到72.5%、81.6%。线性扫描伏安法(LSV)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线...     

取代基苯硼酸的合成与应用进展

综述了取代基苯硼酸类化合物的合成和应用研究进展,展望了其在医药等相关领域的广阔前景.取代基苯硼酸的合成方法主要有两种:有机锂试剂法和格氏试剂法.取代基苯硼酸被广泛应用于电子、化学、医药、生物等领域,特别是在糖类传感器方面.目前其应用研究成为热点,并且随着人们对新型农药、医药的需求,大量开发利用取代基苯硼酸类新原料已成为一个引人注目的发展趋势.     

三氟甲磺酸三甲基硅酯的合成工艺研究

以三氟甲磺酸和三甲基氯硅烷为原料,合成三氟甲磺酸三甲基硅酯。通过考察温度、时间、原料比例、蒸馏压力等影响因素,确定了最佳的反应条件:温度20~30℃,反应时间8 h,原料摩尔比1:1.40,减压蒸馏压力-0.090MPa。实验利用了核磁共振谱图(~1H,~(19)F,~(29)Si NMR)和化学滴定法对目标产物进行了定量分析,产品收率可以达到98%以上,纯度可达99%以上。     

一种新型红光铱(Ⅲ)配合物的合成、结构及光物理性能

以5-(4-氟苯基)-1,3-二甲基-1H-1,2,4-三唑(fdpt)为环金属主配体，4,4,4-三氟-1-(吡啶-3-基)-1,3-丁二酮(trifbutd)为辅助配体合成了一种铱(Ⅲ)配合物Ir(fdpt)₂(trifbutd)。采用元素分析、红外光谱、核磁共振谱分析和单晶X衍射对其化学组成及晶体结构进行了表征。采用紫外-可见光谱和光致发光荧光光谱对其光物理性质进行了分析。结果表明，该配合物化学组成为C₂₉H₂₃F₅IrN₇O₂,属于单斜晶系，P2₁/n空间群。晶胞参数为a=1.17369 (10) nm,b=1.68602(14) nm,c=1.42919(12)nm,β=90.925 (3)°,V=2.8278(4)nm³,Z=4。光物理性质显示最大发射波长为620 nm,为红色发射。     

高性能含硅、氟甲基丙烯酸酯共聚物的研究

制备了γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅基)硅烷W D、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷及其与甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异丁酯和含氟甲基丙烯酸酯的共聚物,通过IR、水接触角、吸水率、铅笔硬度和DSC等手段研究了共聚工艺、含氟单体、硅烷单体及催化交联剂对共聚物膜表面性能和力学性能的影响。延迟滴加有机硅单体尤其是W D和含氟单体可使低用量硅氟单体下的共聚物膜表面憎水性大大增强;催化交联剂可使共聚物的玻璃化温度从31.21℃提高到53.12℃,膜的铅笔硬度达到4H以上。     

硫代磷酸三(4-氨基苯)酯的合成

为了提高产率,以对乙酰氨基酚和三氯硫磷为原料采用酰胺水解法合成了硫代磷酸三(4-氨基苯)酯,通过实验得到了合成的最佳工艺条件:各原料物质的量之比为n(对乙酰氨基酚)∶n(三乙胺)∶n(三氯硫磷)=3.10∶3.80∶1,反应温度为35℃,反应时间为3.5h.红外光谱、核磁共振谱、质谱和高效液相色谱等手段对产品进行了结构表征.通过对实验方法的进一步研究,结果发现在三乙胺中加入少量的吡啶,组成复式缚酸剂后,能有效地提高反应的产率.在此优化工艺条件下,产率为84%.     

双功能电解液添加剂对锂离子电池高温高电压性能的影响

三元锂离子动力电池的开发和应用受制于高温高电压条件下的容量衰减和电池产气鼓胀等技术难题。解决这些问题一方面要注重电极材料改性和电池设计, 另一方面还依赖于电解液的技术进步。本研究报道了四乙烯基硅烷(Tetravinylsilane, TVS)作为LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)/石墨软包电池的电解液添加剂, 可以显著改善电池的高温(45~60 ℃) 高电压(4.4 V)性能, 包括存储和循环性能。结果表明, 电解液中含有质量分数0.5% TVS的电池在2.8~4.4 V区间, 1C (1C=1.1 Ah)倍率下循环400次后的容量保持率达到92%, 而电解液中未添加TVS的软包电池仅为82%。进一步研究表明, 一方面TVS高电压下优先被氧化, 可以在NCM622颗粒表面形成耐高温的CEI膜, 有效抑制NCM622颗粒内部裂纹和过渡金属离子溶出; 另一方面, TVS在低电位下还可以优先被还原, 在石墨负极表面聚合形成稳定的SEI膜, 抑制电解液与负极之间的副反应。     

γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷改性聚氨酯的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚四氢呋喃二醇（PTMG）、γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷（MEMO）为基本原料,制备了硅烷改性聚氨酯乳液,并外加氮丙啶进一步提高了胶膜的性能。衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FT-IR）对产物的结构进行了表征,考察了MEMO含量对乳液粒径、胶膜耐水性、力学性能及热性能的影响,同时对胶膜的结晶性及接触角进行了测试。结果表明ATR-FT-IR证实了MEMO成功地反应到了聚氨酯分子链上;在m（MEMO）=5.67%,m（AZ）=2%时,胶膜的耐水性最低为14.84%,胶膜的最大拉伸强度为17.334MPa,断裂伸长率为232.56%,改性后聚氨酯的热稳定性提高,结晶性及表面能均降低。     

二乙氧基硅烷与三乙氧基硅烷共聚物的合成及表征

利用盐酸为催化剂,以二甲基乙氧基硅烷、二苯基乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷及水进行水解缩聚反应,制备了具有反应活性的有机-无机杂化有机硅树脂共聚物。通过正交实验研究了催化剂浓度、原料配比、温度及水对树脂产率的影响,得出适宜的合成工艺条件为酸浓度为0.05mol/L、原料配比为1.5∶2.5∶6、温度为70℃、水量为0.1mol。采用红外光谱、核磁对最优配比产物结构进行了表征,表明树脂中具有可反应性基团,其主链为硅氧链。采用GPC分析,数均分子量为43040,分散系数为2.3,分布较宽。     

含氧添加剂对水热法合成TiO_2微球(花)的影响

在最佳条件下(0.15mol/L的TiCl3NaCl饱和溶液,170℃时加热4h,含氧(O)添加剂/Ti摩尔比1/10)用水热法尝试在玻璃基板上制备TiO2材料。SEM和XRD表征结果表明,加含O添加剂生成了TiO2微米球或微米花,微米球或花由纳米棒自组装而成,生成的TiO2晶体均为金红石型。提出了形成TiO2微米球(花)的反应机理。     

有机硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液的合成及性能

利用无皂乳液聚合技术合成了有机硅含量不同的有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液，通过对单体转化率及乳胶粒径的测定，发现有机硅单体的加入能提高硅一丙无皂共聚反应速率，减小乳胶拉拉径大小：结果还表明：合成共聚物的力学性能和耐水性随有机硅含量的增加而明显提高。     

双(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷及其聚酰亚胺合成

为了改善聚酰亚胺的加工性能,以对氨基酚和二氯二甲基硅烷为原料合成了一种含硅二胺活性单体双(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷(简写APMSI),采用不同配比的APMSI和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)混和胺与均苯四甲酸二酐(PMDA)共缩聚制得含硅聚酰亚胺.采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振谱(1H和13C)、熔点测定仪对对乙酰氨基酚、双(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷(APMSI)的结构进行了表征,其总产率达到67%.采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、差热分析仪(DTA)、热重分析仪(TG)和溶解实验分别对纯聚酰亚胺和含硅聚酰亚胺的结构、热性能和溶解性进行了表征.结果表明,含硅聚酰亚胺较纯聚酰亚胺耐热性低,但随含硅二胺单体增多而升高;其玻璃化转变温度随含硅二胺单体增多而大幅下降;其溶解性相对于纯聚酰亚胺有大幅提高.     

聚环氧基苯基硅氧烷功能微球的合成研究

以苯基三甲氧基硅烷(PTMS)和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)为原料,通过溶胶-凝胶法制备粒径介于1.13.8μm的聚环氧基苯基硅氧烷微球,研究了NH4OH浓度、油水比(O/W)、单体配比以及反应温度等条件对微球形态和组成的影响。结果显示将NH4OH的浓度控制在0.01~1.28wt%,投料油水比在1/2到1/30,KH560占总单体含量在0~20mol%之间,可以有效制得微球。随着PTMS/KH560、O/W比值的下降,以及NH4OH浓度的增加,微球粒径变小。     

三(2-羟乙基)异氰脲酸丙烯酸酯特种单体的合成与表征

采用对甲苯磺酸作为催化剂,将三(2-羟乙基)异氰脲酸酯(THEIC)与丙烯酸(AA)在适当条件下进行酯化反应,成功合成了含三嗪环的多官能度丙烯酸酯特种单体.详细考察了催化剂用量、原料配比、带水剂用量和反应温度等因素对酯化反应的影响,获得了最佳的反应条件,最终产物的酯化率最高可达94.10%.FT-IR、LC/MS和TG...     

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的解聚与反应机理研究

对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的各种解聚方法的解聚及其机理研究进行了概括性的综述,以期对该领域的研究提供参考和借鉴.同时,本文简要介绍了我们首次利用微波技术在纯水中进行PET解聚的研究工作.