摘要：铝硫二次电池是一种具有高能量密度、廉价原材料、有前途的替代储能装置.然而,铝硫电池面临着一些障碍,尤其是穿梭效应.本工作设计了一种硫分散均匀的无粘结剂S@Ti_(3)C_(2)T_(x)三明治结构薄膜.二维层状材料Ti_(3)C_(2)T_(x)不仅具有粘结剂和导电剂的功能,而且是一种很有前途的硫锚定载体.S@Ti_(3)C_(2)T_(x)膜在300 mA g^(−1)时显示出初始容量为489 mA h g^(−1),并在280圈稳定循环后保持为415 mA h g^(−1),平均库仑效率约为95%.该薄膜的容量和稳定性均高于采用浆料涂覆法制备的S+Ti_(3)C_(2)T_(x)正极(初始容量为317 mA h g^(−1),循环160圈后衰减为222 mA h g^(−1)).S@Ti_(3)C_(2)T_(x)膜在铝硫电池中的容量主要来源于S^(2−)和S之间的可逆氧化还原反应.这种新颖的二维材料与可控的电极结构设计相结合,为铝硫电池的发展铺平了道路.

摘要：随着全球环保意识的加强,开发具有环保可持续且高能量密度的能源逐渐成为人们关注的焦点.近年来,金属-空气电池凭借其高的能量密度作为能源存储器件已经引起了人们的广泛关注.最重要的是,此类电池的反应物为空气中的氧气,并不需要辅助设备对其储存,使得无论在质量和体积方面均优于其他二次电池.尤其锂空气电池凭借其高的理论比容量11140 Wh/kg,比现有锂离子电池高出1–2个数量级,且有质量轻便等优势,成为近几年的研究热点.然而,考虑到金属锂资源的短缺和金属钠与其具有相似的物理化学性质,因此呼吁用金属钠取代金属锂,钠-空气电池作为未来的储能器件引起了广大研究者的兴趣.但是,钠空气电池目前的实际应用仍存在很多问题:充放电过程中产生过高的过电位,循环寿命低,电解液不稳定,粘结剂的不稳定性,空气正极的结构以及外界操作环境条件等.解决这些问题的一种重要途径就是寻找合适的催化剂和设计合理的电极结构.催化剂的加入既可以增强其氧还原(ORR)及氧析出(OER)活性又可以通过调控电极的结构,为氧气、电子和离子的运输提供更多的通道,从而加速ORR和OER进程.基于粘结剂的不稳定性,需设计一体化的正极材料.由于碳纤维布作为柔性集流体具有高的机械强度和电化学稳定性好的优点,因此本文使用水热处理和热处理两步法在碳纤维布上原位生长Co_3O_4纳米线(Co_3O_4 NWs),制备柔性、无粘结剂的一体化正极材料(COCT)用于钠空气电池.本实验以硝酸钴为主盐,尿素为矿化剂,氟化铵为络合剂,通过120°C热处理5 h在碳纤维布上生长Co_3O_4NWs的前驱体,然后经过400°C热处理2 h得到一体化柔性电极材料并用于钠空气电池,该材料表现出优异的电化学性能:充放电过程产生较低的过电位;高的放电比容量4687 m Ah/g,碳纤维布作为正极放电容量是1113.7 m Ah/g;能稳定循环62圈(碳纤维布作为正极循环16圈).这些优异的性能可归功于Co_3O_4 NWs高的催化性能和多孔性效应:(1)由于Co_3O_4 NWs紧密地附着在碳纤维布表面,形成了快速的电子传导通道,因而具有优异的电子传导性;(2)Co_3O_4 NWs之间的空隙以及多孔结构增加了反应的活性面积和活性位点,这种结构有利于氧气和离子的运输以及电解液的扩散,从而加速ORR和OER进程;(3)COCT电极结构能为放电产物和反应物提供更多的存储位置,从而提高了放电容量和倍率性能.结果证实,钠空气电池的放电产物是过氧化钠和超氧化钠的混合物.加入催化剂后,放电产物的形貌发生了变化:当碳纤维布作为正极材料时,放电产物的形貌是片状的;COCT电极作为正极材料时,放电产物沿着Co_3O_4 NWs生长.这种柔性一体化正极材料的应用,为柔性钠空气电池器件的发展起到了巨大的推动作用.

摘要：作为电池的重要组成部分,电极材料直接影响电池的能量密度。电极材料在制作过程中往往会添加粘结剂以稳定极片结构,但粘结剂的加入会降低电极材料的比容量,影响其离子迁移速率。通过在经水热反应刻蚀的钛箔/网上原位生长二氧化钛(TiO 2)得到无粘结剂TiO 2/Ti纳米线阵列电极,并系统地研究不同钛基底及水热反应温度对TiO 2/Ti纳米线阵列电极物理性能和电化学性能的影响。结果表明,不同钛基底及水热反应温度均对生长的TiO 2纳米线的形貌和电化学性能有重要影响。其中通过220℃水热反应生长在钛网(0.15 mm)上的TiO 2纳米线呈蛛网状,具有较大的比表面积,属于锐钛矿型TiO 2,储钠过程主要由赝电容效应控制,且具有优秀的电化学性能:首周放电比容量为986 mAh g^-1,库伦效率为21.7%;随后放电比容量逐渐稳定在240 mAh g^-1左右;循环200周后放电比容量仍能达到228 mAh g^-1,库伦效率稳定在99.3%左右;即使在3200 mA g^-1的超大电流密度下,放电比容量仍能达到152 mAh g^-1。无粘结剂电极材料极大可以有限地提升电极材料的比容量,对未来高能量密度电池体系的设计具有一定的理论意义和参考价值。

摘要：分析了褐煤无粘结剂成型提质的必要性。概述了国内外对辊成型技术,尤其是褐煤无粘结剂对辊成型技术及其在工业化进程中取得的成果和存在的问题,并指出了我国褐煤提质无粘结剂对辊成型技术的发展方向与趋势。

摘要：为了提升锂硫电池的能量密度以及硫载量,设计了一种无粘结剂的超高硫载量锂硫电池正极。首先通过水热处理制备了石墨烯自支撑基底,然后将大量升华硫灌入作为硫碳复合正极,该复合正极没有添加任何粘结剂和导电剂。此外,该电池正极的硫载量超过8.0 mg/cm^(2),为常规锂硫电池的4倍以上,并且在活性物质占比接近90%的情况下仍有541 mAh/g的初始放电比容量和稳定的循环性能。

摘要：镁离子电池由于具有高安全性、低成本等优点,近年来受到了广泛的关注.然而,镁离子缓慢的扩散动力学使其难以找到合适的具有良好电化学性能的正极材料.在此,我们设计并合成了一种新颖的柔性三维网络钒酸铁纳米片阵列/碳布(3D FeVO/CC)作为镁离子电池的无粘结剂正极材料.与原始钒酸铁纳米片(FeVO)相比,结构改善的3D无粘结剂电极能够实现全面的电化学性能优化,包括高比容量(270 mA h g^(-1))和更长的循环寿命(超过5000次循环).这种可实现的高能量密度来源于电子和离子动力学的协同优化,而循环稳定性得益于稳固的分级结构.本文采用原位X射线衍射和拉曼技术对镁离子储存过程中FeVO单相反应机理进行了研究.此外,还组装了柔性镁离子全电池(3D FeVO/CC|MgNaTi(3)O_(7)),并展示出一定的应用潜力.本工作证明了3D FeVO/CC是一种有潜力的正极材料,可以满足高性能镁离子电池的要求,也为提高镁离子电池正极材料的电化学性能开辟了一条新的途径.

摘要：氧电催化一般涉及到氧还原反应(ORR)和氧析出应(OER),是诸如燃料电池,金属空气电池和水电解池等能源转换与存储技术的关键步骤.其中,可充电的金属锌空气电池具有较高的能量密度,开发成本较低,运行安全且环境友好.然而,开发并采用高效,低成本且储量丰富的催化材料代替贵金属基电催化剂,仍旧是现阶段尚未完全解决的问题和挑战.最近,金属有机框架(MOFs)以及碳基的金属有机框架衍生物作为高效电催化剂,因其超乎寻常的形貌,结构,组分和功能性的可调节能力,已经逐渐引起了广泛的关注和研究兴趣.因此,本文报道了一种泡沫镍负载的二维金属有机框架及其衍生物耦合阵列作为无粘结剂型ORR/OER双效催化剂,能够实现高比表面积,高电导率和高双功能性,同时避免了使用有机粘结剂的复杂制备过程和不可避免的电池性能影响.与传统设计不同,本文主要通过集成各司其职的不同功能组分并充分暴露电化学活性面积来提高双效电极的整体活性.电化学测试结果表明,耦合阵列电极(R-NCM)相比于MOFs阵列(NCM)和MOFs衍生物阵列(A-NCM)等对比电极,具有显著提高的双效氧电极性能,氧还原反应的起峰电位约为0.90 V,而氧析出反应电流密度达到100 m Acm-2时的过电势为319 m V.由于其在生长–热裂解–再生长过程中所具有的稳定的站立多级二维纳米片结构,所制备的双效氧电极材料表现出显著增强的双官能团性,电化学活性面积,反应动力学和稳定性,并可进一步用于可充电的金属锌空气电池(ZABs).考虑到制备过程的可行性与简洁性,所提出的生长–热裂解–再生长策略不仅能够用于耦合型分级纳米片阵列结构的合成,还能为设计开发相关能源电化学装置的高活性电极结构提供借鉴.

摘要：利用“二次焦”制备高强炭/石墨材料[刊,中]/刘占军,郭全贵,曹雅秀,等//新型炭材料,2006,21(4):302～306以“二次焦”为填料,煤沥青为黏结剂制备高强炭/石墨材料。考察了压粉平均粒度对材料机械强度、收缩行为以及开孔率的影响。结果表明,用“二次焦”制备的炭/石墨材料具有较高的机械强度,经1300℃热处理后,材料的抗压强度和抗弯强度分别达到310.0M Pa和113.7M Pa。材料的体积收缩随压粉平均粒度的微细化下降,其开孔率在热处理温度为850℃时达到最大,随着热处理温度的进一步升高,开孔率逐渐下降。图4表2参19敞开式阳极焙烧炉的烟气(三)[刊,中]/温作仁//轻金属,2006(12):54～58敞开式焙烧炉的烟气,在阳极焙烧的设计和生产中,是必须引起重视的要素。烟气量,污染物种类及含量,烟气的温度压力等参数,对确定焙烧炉的有关尺寸,净化方案的选择,净化装置的大小等都是至关重要的。表7参2两种不同原料制备无粘结剂高强度炭材料的研究[刊,中]/肖勇,夏金童,李闯,等//炭素,2006(4):3～7分别以生石油焦和煤系原料改性炭粉为原料成功制得了无粘结剂高强度炭材料。实验表明:原料挥发分含量较高...