La2O3对TA2钛电解渗硼的影响

以无水硼砂为渗硼剂、K₂CO₃为活化剂、B₄C为供硼剂、La₂O₃为添加剂,对TA2金属钛进行电解渗硼,研究La₂O₃对渗硼层形貌的影响。结果表明,硼化层由表面层的TiB2和次外层的TiB晶须组成。在相同渗硼工艺条件下,不添加La₂O₃时,TiB晶须长度为92.61 μm,TiB2厚度为6.38 μm; 添加5%、10%和15%La₂O₃后,TiB晶须长度分别为100.39、121.65和144.83 μm,TiB₂厚度分别为5.83、5.28和5.30 μm,La₂O₃的加入促进了TiB晶须的生长,但降低了TiB₂层厚度。     

铬钼双掺杂调控富锂锰基正极材料结构和电化学性能

富锂锰基正极材料比商业化的正极材料拥有更高的比容量（>250 mAh/g）,但其在充放电过程中存在严重电压衰减、表面相变以及晶格氧的析出等问题。本工作采用高温固相法制备Cr/Mo双掺杂Li_1.2Ni_0.167Co_0.167Mn_0.666O₂（LLO）富锂锰基层状正极材料。研究结果表明,一方面,Mo⁶⁺的离子半径较大,占据过渡金属位后能够有效增大晶面间距,提升Li+扩散系数,Cr掺杂能有效稳定层状结构;另一方面,Cr—O和Mo—O的键能高于TM—O（TM=Ni,Co,Mn）,能够有效缓解充放电过程中的结构畸变,从而抑制过渡金属迁移和晶格氧析出。此外,材料表面丰富的氧空位能够减少晶格中氧的不可逆氧化。电化学测试结果表明,Cr/Mo两者掺杂量皆为0.001的改性材料（LLO-CM1）首次放电比容量达272.7 mAh/g,在1 C倍率下2～4.8 V电压范围内进行200次循环之后,仍有177.7 mAh/g的比容量,对应的容量保持率为84.0%,即使在10 C超大倍率下也能提供102.0 mAh/g的平均放电比容量。本工作为富锂锰基正极材料的结构设计提供了新思路。     

热力学中可逆过程的教学设计

可逆过程是热力学中最重要的概念之一。通过图表的形式,以1 mol理想气体等温膨胀、压缩过程为例子,通过准静态过程、一次等外压膨胀压缩中功、热以及系统总的热力学能改变的数量直观地讲授了＂系统完成一个循环后,系统和环境留都完全复原,没有留下任何影响,这种过程称为可逆过程。否则就是不可逆过程＂这一重要概念,完成可逆过程的教学设计。     

表面氧化改性中间相炭微球用于锂离子动力电池负极材料的研究

采用表面氧化对中问相炭微球进行改性,在电化学工作站上研究其电化学性能,结果表明,表面氧化得到的炭微球放电容量高达361.5mAh·g-1,接近于石墨的理论容量;在2C放电电流下的放电容量是0.1C放电电流下的放电容量的96.6%.比未经处理的中间相炭微球高出6.1%.锂在表面氧化后的中间相炭微球试样中的扩散系数为未进行表面氧化处理的中间相炭微球试样的4倍.以表面氧化处理过的中间相炭微球为负极的12Ah锂离子动力电池具有良好的脉冲放电性能和循环性能.在放电90%的情况下仍能提供160W的脉冲放电功率.500次循环后具有90%以上的容量保持率.     

三维多孔C球包覆纳米SnO2复合材料的电化学性能研究

以葡萄糖为碳源,锡酸钠为锡源,通过水热法制备了三维多孔C球包覆纳米SnO2复合材料。结果表明:样品的XRD谱线都出现SnO2的特征峰,多孔SnO2/C球尺寸为100nm左右,10～50nm的SnO2颗粒被均匀地包覆在约30nm的多孔碳层中。考察了水热时间对复合材料电化学性能的影响,在水热时间6h、烧结温度500℃、烧结保温时间2h的条件下,复合电极材料具有较高的可逆容量,首次可逆比容量为581.0mAh/g,首次放充电(嵌脱锂)效率为66.48%,经50次循环后,充电比容量保持在502.9mAh/g,循环效率为99.9%,具有较好的循环性能。     

钛金属(B4C+B2O3)固体粉末渗硼

B4C在(B4C+B2O3)中的含量分别为30%和40%,温度900℃,保温6h,在金属钛表面进行固体粉末渗硼。通过XRD测定试样表面的物相。结果表明,2种不同渗剂条件下均没有TiB2生成。对于B4C含量为40%的渗剂,钛表面生成TiB,而B4C含量为30%的渗剂,生成的TiB极少,表明活性B主要由B4C提供。对于B4C含量为40%的渗剂,当温度升高到1050℃时,钛表面生成TiB2,而TiB的生成速度受到抑制。从热力学上以B4C、B2O3为渗剂均有可能生成TiB2和TiB。动力学上,900℃下,由于B在TiB中的扩散系数大于其在TiB2中的扩散系数,主要生成TiB。温度为1050℃,由于B在Ti中的扩散系数大于其在TiB中的扩散系数,主要生成TiB2。     

锂离子电池超高容量负极材料的研究进展

对最近几年锂离子电池用负极材料, 特别是首次最大充放电容量超过500 mAh/g 的负极材料进行了综述。分类详述了高容量负极材料的研究现状, 其中包括碳负极材料(硬碳、碳纳米管、碳的掺杂)和非碳负极材料(锡基负极材料、过渡金属氮化物、新型合金), 并对其各自的特点进行了分析, 认为超大比容量的锂离子电池用负极材料是未来发展的重要方向。     

超级电容器用掺杂聚苯胺纳米材料的乳液聚合法及电容性能研究

以二氧化锰(MnO2)为氧化剂,通过乳液聚合法室温条件下制备了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基磺酸钠(SDS)、曲拉通(T-X100)掺杂的聚苯胺(PANI-SDBS、PANI-SDS、PANI-T-X100)。并采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)以及X射线衍射(XRD)对其结构和形貌进行了表征。以掺杂PANI为活性物质制备电极,1.0mol/L H2SO4水溶液为电解液组装超级电容器,用循环伏安法(CV)、电化学阻抗(EIS)和恒电流充放电技术分别测试了掺杂PANI电化学性能。结果表明,以PANI-SDBS、PANI-T-X100为电极材料的超级电容器在5mA/cm2放电电流下的比电容为393、339F/g,均高于未掺杂PANI的比电容(228F/g),1000次循环后的比电容仍高于未掺杂PANI。其中PANI-SDBS纤维纳米材料具有较高的比容量和良好的循环性能。     

超级电容器用Ti/TiO2-MnO纳米管阵列电极的制备及电化学性能

通过阳极氧化浸渍退火的方式获得Ti/TiO2-MnO复合电极。通过XRD测定样品的晶相结构,通过SEM观察样品的显微形貌。结果表明,Ti/TiO2纳米管阵列孔径分布在60~95 nm,纳米管长度在350~820 nm。常温下阳极氧化获得的TiO2为无定形结构,500℃热处理后,TiO2变为锐钛矿(Anatase)。样品在MnSO4溶液中浸渍并500℃热处理后,只有MnO相产生。组装扣式模拟超级电容器并测试其循环伏安曲线。CV曲线存在一对氧化还原峰,对应H+在纳米管中的嵌入/脱出过程。H+在纳米管中传输过程为扩散控制。TiO2由无定形转变为Anatase晶形和在其中沉积MnO后,CV响应电流降低。     

镍铬复合掺杂尖晶石锰酸锂的合成与性能研究

采用高温固相合成法制备了LiMn2O4、Ni和Cr以及Ni-Cr复合掺杂的锂离子电池用锰酸锂正极材料.采用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射和充放电性能测试等手段研究了材料的形貌、物相和电化学行为.结果表明:掺杂改善了材料的形貌,稳定了材料的结构.样品LiMn1.85Ni0.075Cr0.075O4的表面光滑,粒度分布范围小,为单一的尖晶石结构的物相.其首次放电容量为81.2mAh/g,300次循环后容量保持率为首次的91%,表现出优异的循环性能.