磷酸铁锂正极材料改性研究进展

锂离子二次电池(LIBs)是当今新能源领域的主流储能器件。磷酸铁锂(LiFePO4)凭借高能量密度、低成本、稳定的充放电平台、环境友好、安全性高等优势,成为应用最为广泛的锂离子电池正极材料之一。如何提高其输出功率以及低温下的能量密度和使用寿命,是磷酸铁锂正极材料面临的主要挑战。本文通过对近期相关文献的探讨,归纳总结了近年来针对磷酸铁锂正极材料的主流改性策略。详细分析了元素掺杂提高材料电化学性能的内在机理,梳理了不同包覆剂对磷酸铁锂的保护机制,这两种手段可有效提高磷酸铁锂正极材料的电子电导率和离子扩散速率,实现材料更高的能量密度、更长的循环寿命和更高的倍率性能。此外也总结了磷酸铁锂常见补锂添加剂的特性及其对正极首圈库仑效率和放电比容量的改善行为。综合分析表明,多种元素共掺杂,先进碳材料包覆和高容量补锂材料的添加有望成为提升磷酸铁锂电化学性能的重要策略。最后,对磷酸铁锂正极未来在商业化生产改良和开发柔性电极等方向的发展前景和面临的挑战进行了展望。     

SiGe合金半导体中自间隙缺陷和两种碳相关缺陷的计算研究

采用从头计算(ab initio)的方法对比研究了Si1-xGex合金半导体材料中W缺陷、CiCs缺陷和CiOi缺陷的性质.在S1-xGex合金中,Ge原子不能与缺陷核心的C原子和O原子直接成键,但可能与W缺陷核心的间隙Si原子相连.在含CiOi缺陷的晶胞中,Ge原子倾向于取代沿[110]伸长方向的Si原子.随着合金中Ge含量的升高,W缺陷的形成能不断增加,结构稳定性逐渐降低.与w缺陷不同的是,CiCs缺陷和CiOi缺陷在不同Ge含量的Si1-xGex合金中形成能变化较小,变化幅度在0.15 eV以内,理论研究结果与前人的实验结果相吻合.     

聚合物及离子液体电解质在锂二次电池中的应用

系统地介绍了锂离子二次电池电解质,特别是聚合物电解质及离子液体电解质的应用研究现状。开发具有高能量密度、稳定的充放电性能、循环寿命长、可塑性、高安全性与低成本的锂离子电池是当前的研究热点。离子液体具有较高的离子电导率、宽电化窗口,且无蒸汽压,而聚合物具有良好的机械加工性能。二者的结合将为锂离子电池电解质的研究提供了新的开发思路。     

锂硫电池硫电极的研究现状

综述了锂硫电池硫电极材料研究现状;介绍了正极制备工艺(如粘结剂、导电剂、添加剂、硫颗粒的尺寸等)和电解液对硫电极电化学性能的影响;展望了硫电极材料的电化学性能改进方向。     

半金属氢氧化物材料用于电化学水氧化（英文）

寻找具有高本征活性的水氧化催化剂材料对许多清洁能源技术的发展至关重要.氢氧化物半导体对析氧反应具有一定的电催化活性.然而,该材料导电性较差,限制着其电催化本征活性的提升.本文提出一种兼具高导电性和高催化活性的半金属氢氧化物析氧电催化材料.通过阳离子掺杂和阴离子空位协同作用,镍铁水滑石半导体可转化为半金属材料,其电阻率降低了两个数量级.相应半金属氢氧化物阵列电极的电催化活性显著提升,在10 mA cm^-2电流密度下其析氧过电势仅为195 mV,Tafel斜率仅为40.9 mV dec^-1,显著优于商用RuO₂催化剂(316 mV,99.6 mV dec^-1).原位拉曼光谱和理论计算结果表明,半金属氢氧化物可在较低过电位下转化为羟基氧化物中间体,有助于高价态金属活性位点的形成与稳定,从而提升材料的析氧本征活性.本研究表明,兼具优异导电性和催化活性的半金属氢氧化物可作为先进的电极材料.     

掺杂Ni、Mn和Cu对磷酸铁锂电化学性能的影响

采用水热法合成了分别用Ni、Mn和Cu取代LiFePO4晶格中部分Fe位的掺杂LiMxFe1–xPO4（M=Ni、Mn、Cu;x=0.075、0.100、0.125、0.150、0.175）。对样品的物相结构和电化学性能进行了表征及测试,结果表明：制备的LiMxFe1–xPO4均为LiFePO4的基本结构,空间群为Pn...     

工科大学化学课程的混合式互动教学的实施与探索

混合式教学是将学生自主在线学习与教师课堂讲授相结合的一种教学模式.教学实践以地质工程和环境工程大学一年级的学生为教学的中心和主体,引导学生开展线上自主学习,根据学生对重难点掌握的情况,有针对性地组织线下课堂教学,对学生的课后作业存在的问题进行答疑.在开展完全线上教学和线上期末考试的情况下,调整优化平时成绩和期末考试的权...