钒液流电池用石墨毡电极的电化学修饰

研究了钒液流电池用石墨毡电极的电化学处理,结果发现,电化学处理能提高电极活性,30mA·cm-2电流密度下,电压效率可达90．96％,电流效率达92％．XPS分析表明,电化学处理后,石墨毡表面的O／C比例由0．085增加至0．15,且主要增加的是COOH官能团,与FT-IR分析结果一致．SEM表明碳纤维表面被刻蚀,BET测试结果表明比表面积有所增加．电极活性的提高归因于碳纤维表面COOH官能团数目的增加及比表面积的增大．     

液流电池用PAN碳毡材料的改性

液流电池是实现可再生能源大规模应用的新型绿色二次电池,其中电极材料的性能对于液流电池的实际应用具有重要意义。聚丙烯腈基(PAN)碳毡是液流电池的首选电极材料,为了进一步提高PAN碳毡电极材料的亲水性和电化学活性,近些年有关PAN碳毡的改性研究成为了热点。介绍了液流电池的工作原理及其电极材料,着重介绍了液流电池用改性PAN碳毡电极材料的研究现状,并展望了制备PAN碳毡电极材料的发展趋势。     

钒液流电池用碳纸电极改性的研究

采用红外光谱、单点比表面积检测手段研究了碳纸435℃热处理前后的表面结构和比表面积的变化. 并将这类碳纸用作全钒液流氧化还原电池电极材料, 对其电化学性能进行了研究. 结果表明：热处理10h的碳纸表面有-COOH官能团生成, 比表面积显著增大, 其电化学活性增强. 热处理后的碳纸作为电极组装成的电池在电流密度50mA/cm²时有良好的充放电性能, 平均电流和电压效率达到95%和89%.     

氨气处理碳毡阳极对海底沉积物微生物燃料电池性能的影响

选取500℃、650℃、800℃对石墨碳毡阳极进行氨气处理,分别构建海底沉积物微生物燃料电池(MSMFCs)。结果表明:改性后其微生物活性和电化学活性均明显提高。500℃改性阳极表面微生物数量(10.420×10^11 cfu/m^2)是Blank组的2.9倍,说明500℃氨气改性增加了微生物的附着量。500℃改性阳极循环伏安电容性能(62.1 F/m^2)是Blank组的2.0倍,表明其氧化还原电化学活性显著提高;电荷转移电阻(14.46Ω)为Blank组(62.39Ω)的1/4,交换电流密度是Blank组的1.1倍,说明500℃氨气处理提高了阳极的电子转移动力学活性和抗极化能力。500℃改性阳极的输出功率(60.67 mW/m^2)为Blank组(29.17 mW/m^2)的2.1倍,其长期输出电压达到692 mV且产电更加稳定,电池性能显著提升。     

毡基碳/碳复合材料氧化动力学研究

本文研究了不同温度(773～1173K)条件下,毡基碳/碳复合材料的氧化动力学行为,并利用扫描电镜观察分析了不同氧化程度的碳/碳复合材料显微组织。实验结果表明:毡基碳/碳复合材料在各温度下氧化速度均不随时间而变化。在高于和低于873K时,其氧化机制不同,二者的活化能分别为128kJ/mol和96kJ/mol;同时,碳/碳复合材料氧化过程中。碳毡优先氧化,随着氧化过程进行到后期,基体碳氧化程度加剧。另一方面,毡基碳/碳复合材料的氧化速度主要受该材料的表面反应、气体扩散、催化剂等因素的影响。     

镀Cu碳毡／环氧树脂复合的研制

研究了镀Ｃｕ碳毡／环氧树脂（ＣｕＣＦ／ＥＰ）复合材料的制备，并探讨了镀Ｃｕ量对碳毡电阻率，复合材料电阻率及其电磁屏蔽效率的影响规律，经合理工艺制得的镀Ｃｕ碳毡（４００ｍｇ．ｇ＾－１Ｃｕ－ＣＦ）含量为３００ｍｇ．ｇ＾－１ＣｕＣＦ／ＥＰ复合材料，其电磁屏蔽效率可在２０＝－１０００ＭＨＺ范围内达到６０ｄＢ。     

碳毡/碳复合材料超高温力学性能实验研究

利用改进的快速通电加热测试技术,模拟碳毡／碳复合材料的超高温工作环境,对其高温下的拉伸、压缩力学性能进行了全面的测试,并计算了材料在不同温度下的抗热应力系数．结果表明,材料的模量和强度在一定范围内随温度的升高而增加．材料的拉伸性能ＸＹ向优于Ｚ向,而压缩性能Ｚ向优于ＸＹ向．材料的抗热震性能随温度升高变化平稳,ＸＹ向的抗热震性能优于Ｚ向．     

聚合物锂离子电池碳负极材料的电化学性能研究

研究了以中间相碳微球及改性石墨与中间相碳微球的混合物为聚合物锂离子电池负极活性材料的电化学性能。采用马尔文激光粒度仪、SEM、XRD分别表征了该负极材料充放电循环前后的微观形貌和结构：采用程控电池测试仪研究了中间相碳微球和其掺入改性石墨后的混合材料在不同条件下的倍率放电性能和循环性能，通过交流阻抗谱分析了两种负极材料的电化学性能。研究表明：掺入适量改性石墨可有效增大中间相碳微球的平均粒径和比表面积，也表现出材料的晶面间距减小、石墨化度增大、倍率放电性能降低、锂离子转移和扩散阻抗均增大等性能。     

碳毡／铜复合材料的制备及其物理性能研究

选用廉价的碳毡作为增强体，成功地摸索出用电沉积法制取碳毡／铜复合材料的工艺。研究了碳毡／铜复合材料的导电性能、热膨胀性能及电磁屏蔽性能。实验结果表明，该材料是一种较廉价且性能优越的新型功能复合材料。     

聚苯胺修饰镍电极的防腐蚀性能

为了扩大导电聚合物聚苯胺的应用范围,采用循环伏安法在镍电极表面电化学合成聚苯胺(PANI),制备了聚苯胺修饰镍(PANI-镍)电极。用极化曲线、开路电位-时间曲线及交流阻抗谱分析了PANI-镍电极的防腐蚀性能。结果表明:与镍电极相比,PANI-镍电极的自腐蚀电位正移了150 mV,自腐蚀电流降低为原来的1/19;PANI-镍电极在3%NaCl溶液浸泡4 000 min后PANI膜逐渐失去作用,16 000 min后开始大面积剥离;PANI膜对镍电极的保护机理是屏蔽作用。     

碳毡/铜复合材料的摩擦磨损特性研究

本文研究了用电沉积法制备的碳毡/铜复合材料的摩擦磨损特性。研究结果表明,在干摩擦条件下,复合材料的耐磨性主要与摩擦副间维持连续有效碳膜时间的长短有关,该时间取决于碳毡纤维的体积分数。在油润滑条件下,碳毡/铜复合材料的耐磨性与复合材料的硬度及纤维弯曲和破断所消耗能量的多少有关。在这两种条件下,复合材料的耐磨性均明显优于常用耐磨铜合金ZQSn6-6-3.     

镀Cu碳毡／环氧树脂复合材料的研制

研究了镀Ｃｕ碳毡／环氧树脂（ＣｕＣＦ／ＥＰ）复合材料的制备，并探讨了镀Ｃｕ量对碳毡电阻率，复合材料电阻率及其电磁屏蔽效率的影响规律．经合理工艺制得的镀Ｃｕ碳毡（４００ｍｇ．ｇ－１Ｃｕ—ＣＦ）含量为３００ｍｇ．ｇ－１ＣｕＣＦ／ＥＰ复合材料，其电磁屏蔽效率可在２０～１０００ＭＨｚ范围内达到６０ｄＢ．     

表面结构与碳毡吸湿性能的相关性研究

以不同类型碳毡经过石墨化处理后表面结构与形貌的变化为基础,研究了碳毡的表面结构与吸湿性之间的关系.研究表明表面亲水基团、粗糙的形貌结构、石墨微晶结构规整性提高都会使碳毡的吸湿性能提升.为制备低吸潮、高纯度碳毡奠定理论基础.     

锂离子电池正极材料镍酸锂的合成

研究了锂离子正极材料镍酸锂（ＬｉＮｉＯ２）的合成条件,主要考查了原料Ｌｉ／Ｎｉ摩尔比、反应气氛、预处理工艺和热处理方式对产物的影响,是到了ＬｉＮｉＯ２的最佳合成条件：原料为ＬｉＯＨ．Ｈ２Ｏ和β－Ｎｉ（ＯＨ）２．Ｌｉ／Ｎｉ摩尔比为１．０５：１,反应气氛为氧气,预处理方式为混合球磨后压块成型,热处理方式为两次热处理,经Ｘ射线衍射分析,合成的镍酸锂为层状结构,经电化学测试,其具有优良的电化学性能。     

碳毡及编织结构碳/碳复合材料常温力学性能研究

为研究两种不同预制体增强的碳/碳(C/C)复合材料的损伤破坏机制差别,将为该材料应用于结构件提供依据,对碳毡及2.5D编织结构增强的C/C复合材料的常温弯曲、剪切、压缩性能进行了测试,并用扫描电镜观察其断面形貌,对C/C复合材料在静态载荷下的力学性能及损伤破坏行为进行研究,探讨有关因素对材料性能和损伤破坏的影响.研究结果表明:两种不同增强体的C/C复合材料的断裂机理存在很大差异,且密度对C/C复合材料的常温力学性能有较大的影响.     

全钒氧化还原液流电池用电极材料的研究进展

全钒氧化还原液流电池系统作为电化学系统现已在国外得到了很好的发展.本文归纳了全钒氧化还原液流电池电极的功能和性能要求,介绍了电极材料的研究进展情况,并提出了当前最有应用前景的电极材料及其结构.     

全钒液流电池离子传导膜研究进展

全钒液流电池(VFB)作为大容量、快速充放电、高效率的液流储能电池,是满足风能、太阳能发电及智能电网对大规模储能需求的一种理想储能装置。作为VFB的关键功能材料之一,离子传导膜既起到分隔正负极、防止电池短路的作用,又具备电荷载体的传导功能。介绍了VFB的工作原理及商业化离子传导膜的研究应用现状,对比分析了非氟离子传导膜实现电荷载体传导功能的改性方法,为新型离子传导膜的设计提供科学基础。     

碳纳米粉用于锂离子电池负极材料的研究

采用XRD,SEM,IR光谱和物理测试等方法,研究了碳纳米粉的结构与性能及电化学性能。结果表明碳纳米粉的粒度为30nm,具有石墨结构,碳纳米粉的首次放电比容量为391.5mAh/g,首次循环可逆比容量是336.0mAh/g,不可逆容量仅是21.9mAh/g。碳纳米粉的循环伏安曲线的峰形与峰位基本相同,没有还原电流峰。结果显示碳纳米粉适用于做锂离子电池负极材料。