锂离子电池正极材料改性研究进展

在高里程新能源动力汽车、电网储能以及5G通信的大背景下,高能量密度的锂离子电池成为了当下研究的热点。而正极材料的比容量大小将直接影响电池的能量密度,因此亟需对正极材料进行改性以改善其性能指标。综述了层状、尖晶石状、橄榄石状正极材料的结构特点及电化学性能,包括晶体结构、电子结构、循环稳定性、离子迁移速率及倍率能力等,比较了各类正极材料的优劣,并对常用的改性手段进行了相应总结。归纳了各类典型的正极材料存在的问题及其发展瓶颈,其中包括晶型变化、导电性能差、电压衰减、电解液侵蚀等,并分析了引起容量损失的因素,如高开路电压引起的电化学极化、材料组成元素的配比、电极/电解液界面的表面活性等。在此基础上,重点综述了近年来针对不同类型正极材料的改性研究进展,其中阴、阳离子掺杂,表面包覆有机物或无机物,特殊形貌设计,选择合适的电解液和黏结剂等手段能有效改善正极材料的比容量及结构稳定性。最后以现有的改性方法及电池体系为理论基础,对今后改性手段的发展趋势以及将正极材料应用于其他电池体系的可能性进行了展望。     

钆螯合氧化钨纳米复合材料的制备及光热性能

采用溶剂热法,以氯化钨(WCl₆)为原料制备氧化钨(W₁₈O₄₉)纳米粒子,进一步利用微乳液法合成钆(Gd)螯合氧化钨(W₁₈O₄₉-DTPA/Gd)纳米复合材料。通过XRD、SEM、TEM对其结构和形貌进行表征,结果表明样品的结晶度高,分散性好,梭形形貌,长约为640 nm,宽约为160 nm左右,W和Gd元素均匀的分布于样品中。对W₁₈O₄₉-DTPA/Gd的光热性能进行测试,采用808 nm近红外光照射10 min时,样品的水溶液温度可升高到46.9℃,满足光热治疗癌症的温度要求,而对照组纯水的温度几乎无变化。样品同时具有电子计算机断层扫描(CT)成像功能,成像效果随着浓度增加而加强,与纯W₁₈O₄₉相比,成像效果无明显变化。与人正常干细胞(LO2细胞)共培养24 h,在不同的样品浓度下细胞存活率仍在85%以上。