电子导电剂对石榴石基固态锂电池循环性能的影响

基于石榴石固体电解质的固态锂电池面临着固体电解质和固体电极之间较大的界面阻抗问题, 导致循环性能不佳。为了解决此问题, 本课题组制备并研究了LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂基正极、Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂陶瓷固体电解质和金属锂负极构成的固态锂电池。在构筑LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂基正极时采用三种不同的导电碳, 研究表明, 与科琴黑和超导炭黑相比, 使用气相生长碳纤维(Vapor Grown Carbon Fiber, VGCF)时, 固态电池有更优异的循环性能。这是因为充电到高电压时, VGCF比另外两种导电剂引起的副反应更少, 从而减少能增加电池内阻的碳酸盐类副产物的形成。这些结果说明电子导电剂的稳定性对固态锂电池的循环性能有重要影响。     

多孔和高分散材料比表面积、孔结构标准物质研究进展

多孔和高分散材料比表面积、孔结构标准物质在相应仪器设备的校准、分析方法的确认、产品质量的控制等方面具有重要的作用。本文中简述了物理吸附法、压汞法测量多孔和高分散材料比表面积、孔结构的基本原理以及国内外相应分析测量标准的现状,重点讨论了国外多孔和高分散材料物理吸附法和压汞法比表面积、孔结构标准物质的研究现状,指出了我国相应标准物质研制存在的不足以及今后应努力的方向。     

超声波辅助制备单分散金属包覆聚苯乙烯导电微球

为了制备单分散聚合物基导电微球,以交联聚苯乙烯(PS)微球为基体,通过超声波辅助的化学镀方法制备了单分散Ni/PS导电微球,接着采用置换法在导电微球表面包覆一层导电性更好的Au层。采用FI-IR,SEM,EDS,XRD等测试方法分别对PS微球及导电微球的官能团变化、形貌、元素组成及晶型结构进行表征,结果表明:超声的引入可以改善导电微球的分散性;导电微球形貌规则,镀层连续均一且有纳米级"丘状"突起。经过金层包覆后导电微球的体电阻率可达到6.9×10-3Ω.cm,可以满足ACF中导电微球的使用要求。     

氢氧化铝粒度和比表面积的表征

随着氧化铝市场的竞争日益激烈,国际价格时有跌落,冶金行业或是非冶金行业对氢氧化铝的物理和化学性质要求越来越严格,粒度和比表面积的测量及形貌的观察,在氢氧化铝生产中具有重要的地位。本文中对氢氧化了铝的粒度和比表面积研究,通过量化,更准确地了解氢氧化铝产品的性能,从而及时准确地组织生产,生产出砂状、超细、高白许多品种的氢氧化铝产品。     

表面活性剂预处理铝粉包覆聚合物后的分散和耐蚀性能

为了提高片状铝粉的耐腐蚀性能和分散性能,采用3类表面活性剂对片状铝粉进行表面预处理,运用原位溶液聚合法使丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)在铝粉表面聚合,获得了聚(丙烯酸-丙烯酸丁酯)/铝粉[P(AA-BA)/Al]复合粒子。通过析氢试验、透光率对包覆铝粉进行了检测,研究了不同表面活性剂预处理对P(AA-BA)/Al复合粒子耐腐蚀性能、分散性能的影响,同时,还采用FTIR和激光粒度分析对经十二烷基苯磺钠(SDBS)预处理后包覆得到的复合粒子进行了表征。结果表明:采用十二烷基硫酸钠(SDS)预处理并用AA,BA和偶氮二异丁腈(AIBN)包覆后的铝粉具有良好的分散性能,用聚乙二醇(PEG)预处理、包覆后的铝粉耐腐蚀性能优良,而经SDBS预处理、包覆后铝粉耐腐蚀性能及分散性能都得到了明显的改善。     

锂离子电池中石墨烯导电剂分散方法的研究进展

石墨烯具有柔性、二维、超薄的结构特性,兼具电导率高、导热性好、力学性能强及化学稳定性良好等物理化学性质,是一种极具潜力的锂离子电池导电剂,石墨烯难以分散的问题是制约其在锂离子电池中广泛应用的重要原因。结合石墨烯的结构特征、衍生物种类及制备方法,从提升石墨烯的浸润性、协同分散以及防止二次团聚等方面,综述了石墨烯导电剂的分散方法,包括化学改性法、原位还原法、复合导电剂法、引入分散剂法以及其它方法,并对未来石墨烯导电剂的应用趋势及研究方向进行了展望。     

气体吸附法测定低比表面积氧化铝粉体的比表面积

采用气体吸附法原理,以低比表面积氧化铝粉体标准物质为例,利用美国麦克仪器公司的ASAP2020比表面积和孔隙度分析仪测定其比表面积,通过改变测试条件分析各项参数值对测定结果的影响。结果表明:吸附系统"死体积"、样品用量和脱气条件等对测定结果都有比较明显的影响;对于低比表面积氧化铝粉体的理想测定条件为脱附温度250℃,脱附时间2h,样品用量2.5~3g。试验所得结果可为低比表面积粉体的比表面积准确测定提供参考。     

半固态锂电池电极浆料导电性能的评价方法研究

半固态锂电池是一种新型电化学储能技术,以电极浆料作为电化学反应的主体材料。电极浆料是将电极活性材料和导电剂分散于电解液中形成的固液混合体系,导电性能的优劣决定其是否能够实现良好的电化学性能。本论文以不同导电添加剂配比的磷酸铁锂电极浆料为研究对象,分别采用直流电导率仪、电化学阻抗谱测试以及固定频率交流电测试的方法进行电导率的测定,并与半电池在不同电流密度下的充放电性能进行了比较。研究认为对电极浆料进行电化学阻抗谱测试是有效的导电性能评价方法,但模型建立和数值模拟的过程较为复杂;通过电化学工作站对样品施加固定频率的交流电亦可得到相应的阻抗,测试结果稳定,操作简单高效,可用于对电极浆料导电性能的初步评价和比较。     

超细六硝基颗粒比表面积测试条件优化

采用热重分析仪、氮气吸附比表面积测定仪,对超细六硝基颗粒比表面积测试前脱气处理温度进行优化,比较分析超细六硝基颗粒在不同温度下的失重现象和比表面积、孔径分布情况。结果表明:55～65℃温度区间为超细六硝基颗粒表面积测试时的最佳脱气温度,可以有效减小超细六硝基颗粒比表面积测试误差。     

13X分子筛吸附性能及其比表面积的研究

对于真空绝热压力容器来说,如何获得并且能够长期维持满足要求的夹层真空度,主要在于吸附剂的吸附性能和微观结构。为此,采用巨正则系综的蒙特卡罗方法,结合13X分子筛在298 K下吸附CO2的实验数据,优化了模拟力场参数。通过模拟308 K下的CO2吸附和298 K下的N2吸附并与实验数据进行对比,验证了优化的力场参数的准确性和可靠性,表明该力场参数在不同温度和吸附质的条件下能够较准确的模拟13X分子筛的吸附行为。最后使用优化调整后的力场参数模拟13X分子筛在77K温度下的N2吸附等温线,同时采用ASAP2020物理吸附仪对13X分子筛样品进行微观结构测试。对比模拟与实验的吸附等温线,发现压力在0~70 k Pa内两者比较接近,并计算了其比表面积,模拟所得分子筛比表面积为455.52m2/g,与实验值的相对误差为4.3%,表明利用模拟的方法可以获得吸附剂的比表面积。研究结果将会极大地促进真空绝热压力容器的快速发展。     

导电剂对锂离子电池性能的影响

综述了锂离子电池电极中添加不同的导电剂对电池性能的影响.用碳黑作为导电剂能明显改善电池的性能;采用具有特殊形状的碳丝则有更好的效果;采用电导率高的金属作为导电剂,可以使电池在大电流充放电时保持高容量和高循环效率;导电剂的含量对电池的性能也有明显的影响,过多则活性剂成分少,容量低;太少则导电性差,电池容易产生极化;导电剂的粒度和分散程度对电池的性能也有重要影响.此外,混料前对导电剂进行一些表面处理也能明显改善电池的循环性能.     

导电剂对锂离子电池性能的影响

综述了锂离子电池电极中添加不同的导电剂对电池性能的影响。用碳黑作为导电剂能明显改善电池的性能；采用具有特殊形状的碳丝则有更好的效果；采用电导率高的金属作为导电剂，可以使电池在大电流充放电时保持高容量和高循环效率；导电剂的含量对电池的性能也有明显的影响，过多则活性剂成分少，容量低；太少则导电性差，电池容易产生极化；导电剂的粒度和分散程度对电池的性能也有重要影响。此外，混料前对导电剂进行一些表面处理也能明显改善电池的循环性能。     

镍纳米粉的比表面积和孔结构研究

采用阳极弧放电等离子体方法制备了高纯镍纳米粉,利用X射线衍射(XBD)、透射电子显微镜(TEM)对粉末的形貌、晶体结构、粒度进行了表征。样品的N_2的吸附-脱附等温线采用静态表面吸附仪在液氮温度下(78 K)在气体饱和蒸气压力范围内测试。依据BJH理论模型计算探讨了样品的累积孔表面积、累积孔体积、孔径及其BJH脱附分布等性能。用图解法由等温吸附直线求出单层吸附量,利用BET吸附公式计算出样品的比表面积。结果表明,镍纳米粉的比表面积为14.23 m~2/g,粒径为46 nm。     

低比表面积酚醛树脂硬碳的制备及电化学性能

以酚醛树脂为原料、正戊烷为发泡剂,采用发泡法制备了低比表面积的酚醛树脂硬碳。通过SEM、XRD、FTIR和N_2吸附/脱附等方式表征了不同发泡剂添加量下硬碳材料的表面形貌和结构,以金属锂为对电极制备纽扣半电池并测试了其电化学性能。结果分析表明:正戊烷质量分数为20%的硬碳比表面积为1.62 m~2·g~(-1),平均孔径为6.406 nm,(002)晶面层间距d_(002)为0.394 nm,二维碳层尺寸L_a为1.417 nm,平行层群尺寸L_c为2.602 nm,碳产率为45.05%;在50 m A·g~(-1)的电流密度下,其首次比容量达到318.7 m Ah·g~(-1),首次库伦效率为68.9%,并且表现出良好的循环稳定性能和倍率性能。     

银纳米粉的比表面积研究

采用阳极弧放电等离子体方法制备了高纯银纳米粉末.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌、晶体结构、粒度进行性能表征.利用静态表面吸附仪依据BET多层吸附原理,在液氮温度下(78K)和气体饱和蒸气压力范围内测试样品对N2的吸附-脱附等温线,用图解法根据吸附等温线求出单层吸附容量,由BET吸附公式计算出纳米粉末比表面积.结果表明:银纳米粉末的晶体结构为fcc结构,粒径范围在10～50nm,平均粒径为26nm,比表面积为23.81 m2/g.     

比表面积对AISI 316L不锈钢等离子体渗氮层组织和性能的影响

用低温辉光等离子渗氮技术对AISI 316L奥氏体不锈钢表面进行处理,研究比表面积对不锈钢低温辉光等离子渗氮层组织和耐蚀性的影响。结果表明:经380℃低温辉光等离子渗氮处理12 h后,试样表层获得渗氮层,比表面积为0.3 cm²/kg时,试样渗氮后渗氮层中N元素分布均匀,没有明显富集,其N元素表面最多,越靠近基体,N元素含量越低,呈递减分布,渗氮层中Cr元素也呈同样规律,而比表面积增大到0.7 cm²/kg时,N元素分布不均匀,在硬质相中N元素分布很少,反而有明显Fe元素富集,富集区域呈现团簇状;渗氮试样表面硬度相比未渗氮试样提高4～5倍,且试样比表面积越大,渗氮层越厚,表面硬度越高,最高达1 176 HV_0.5N;低温渗氮处理后点蚀电位相比AISI 316L基体略有下降,试样比表面积越大,点蚀电位越低,腐蚀电流密度越大,由基体的-0.411 5 V下降到最低为-0.468 3 V,但基本维持在同一水平;在相同工艺条件下,随试样比表面积增大,析出氮化铬越多,造成耐蚀性下降。     

炭分子筛的空分性能与比表面积的实验关系

实验测定了炭分子筛的ＣＯ２比表面积和Ｎ２比表面积。结果表明,炭分子筛ＣＯ２比表面积和Ｎ２比表面积的差值（ＳＣＯ２－ＳＮ２）可反映炭分子筛有效微孔的数量,比值（ＳＣＯ２－ＳＮ２）／ＳＣＯ２可定性表征炭分子筛有效微孔的相对含量和空分性能,比值（ＳＣＯ２－ＳＮ２）／ＳＣＯ２（记为Ｘ）和炭分子筛空分性能Ｎ２％（记为Ｙ）之间存在近似定量关系Ｙ＝９７．０３－１１．９９Ｘ＋１５．１２Ｘ２。     

分子筛的合成及粒径和比表面积的测量

分子筛是一类重要的无机微孔材料,具有优异的择形催化、酸碱催化、吸附分离和离子交换能力,在许多工业过程包括催化、吸附和离子交换等有广泛的应用。本文实验中所制备的分子筛,采用四丙基溴化铵（TPABr）作为模板剂,以水玻璃作为硅源,并按照氧化钠（Na2O）：二氧化硅（SiO2）：三氧化二铝（Al2O3）：     

封端剂对聚氨酯分散液性能的影响

目的研究封端剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和丙烯酸羟乙酯(HEA)对聚氨酯分散液(WPU)性能的影响。方法采用预聚体法合成聚氨酯分散液,通过傅里叶红外光谱(FTIR)对改性聚氨酯特征官能团进行表征,探讨KH550和HEA用量对聚氨酯分散液粒径大小与分布、表面张力、黏度以及附着力的影响。结果 WPU的粒径随着KH550用量的增加而逐渐增大,且分布变宽,黏度变小;KH550的引入降低了分散液的表面张力;HEA的引入对表面张力的影响较小,WPU的粒径随着HEA用量的增大而逐渐变小,且分布变窄,黏度变大。2种封端剂改性后分散液在PA、PET包装薄膜上表现出了良好的附着力。结论 KH550的引入能够提升水性聚氨酯在薄膜上的附着力,调节分散液黏度。     

低比表面积标准物质的研制

选择商品化的Al2O3颗粒作为低比表面积标准物质候选材料,利用交叉缩分方法对标准物质样品进行分装。经均匀性、稳定性(12个月)检验,标准物质样品具有良好的均匀性和稳定性。采用国际公认的氪气物理吸附BET方法,通过与德国BAM标准物质BAM-PM101比较测量的方式对标准物质样品进行定值(0.221 m2/g)。与国内外同类标准物质比较表明,研制的低比表面积标准物质GBW(E)130365填补了国内空白,其相对不确定度(5.9%)达到国际同类标准物质的先进水平。