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碳改性TiNb2 O7及其对嵌脱锂性能的影响

娄帅锋 , 尹鸽平 , 程新群 , 高金龙 , 马玉林 , 左朋建 , 高云智 , 杜春雨

目的：研究界面导电性对材料电化学性能的影响，提升TiNb2 O7的循环稳定性。方法研究纯相TiNb2 O7材料的电化学特性，对比不同荷电态( SOC)的极片，研究材料导电性对电化学性能的影响机制。在材料的制备过程中加入不同的碳源构建导电网络，提升其导电性。结果得到了导电性对材料的影响机理，加入不同碳源显著提升了材料的循环稳定性。结论 Lix TiNb2 O7的导电性随嵌锂深度的增加而增大，导致材料的脱锂行为不能彻底进行。通过加入碳纳米管或者蔗糖热解碳，可以有效提升材料的循环性能。

关键词: 锂离子电池 , TiNb2O7负极材料 , 导电性 , 电化学性能

锂离子电池聚阴离子型硅酸盐正极材料的研究进展

左朋建 , 王振波 , 尹鸽平 , 程新群 , 杜春雨 , 徐宇虹 , 史鹏飞

材料导报

综述了硅酸盐正极材料的设计、特性、制备及电化学性能,介绍了基于密度泛函理论的量子化学计算在锂离子电池材料设计中的方法和理论,认为进一步开展Li2MSiO4及其复合材料的理论和实验研究可以获得性能优异的高容量正极材料.

关键词: 锂离子电池 , 正极材料 , 硅酸盐材料 , 量子化学计算 , 电化学性能

掺磷对硬碳及软碳嵌锂性能的影响研究

尹鸽平 , 程新群 , 高云智 , 杜春雨 , 史鹏飞

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2003.02.012

为了提高碳材料的嵌锂性能,以沥青和自制的热固性酚醛树脂为原料,制备了掺磷酚醛树脂热解碳和掺磷沥青焦炭,通过充放电实验测量了两种掺磷碳材料的可逆容量,利用XRD、XPS技术分析了磷的掺杂对碳的组成与结构的影响.结果表明:掺磷使两种碳材料的可逆容量均有明显增加,且磷添加量为20%时增加最显著;磷的掺杂对硬碳的晶格参数无明显影响,而使软碳的石墨化程度下降;酚醛树脂热解碳中的磷主要与碳环相接,少部分同时还与氧相连,而焦炭中的磷则主要与氧成键,且掺磷使焦炭表面氧和氮含量明显增加.

关键词: 锂离子电池 , 碳 , 掺磷 , 嵌入性能

Pt/CeO2/CNTs催化剂对甲醇电催化氧化的研究

刘春涛 , 孙雍荣 , 谷宇 , 王阔 , 杜春雨

中国稀土学报

通过微波乙二醇法制备了Pt/CeO2/CNTs催化剂用于碱性体系中的甲醇电催化氧化,考察了不同的CeO2含量对其电催化活性的影响.X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)结果表明,Pt/CeO2/CNTs催化剂中Pt颗粒较小,在载体上分散性较好.循环伏安曲线和计时电流测试结果表明,Pt/CeO2/CNTs催化剂表现出良好的甲醇电催化氧化性能,当Pt与CeO2质量比为1:0.5时,催化剂电化学活性面积为76.3 m2·g -1,甲醇氧化峰电流密度值为12.95 mA·cm-2.Pt和CeO2之间的协同作用促进了Pt/CeO2/CNTs催化剂的甲醇电催化氧化性能.

关键词: 电催化氧化 , 甲醇 , CeO2 , 稀土

聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵在高分子膜燃料电池中的应用：从纳米颗粒到载体材料

杜磊 , 孔凡鹏 , 陈广宇 , 杜春雨 , 高云智 , 尹鸽平

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(16)62480-4

高分子膜燃料电池是一类很有发展前景的可提供可再生能源的装置,这主要得益于它的零排放、无毒性和较低的操作温度。在高分子膜燃料电池的部件中,电催化剂对于提高输出能量密度和/或工作寿命起到至关重要的作用。在过去的几十年中,科学家提出了很多办法和策略以解决电催化剂的活性和稳定性问题。尽管基于聚电解质的层层自组装制备膜电极的方法已经研究多年,但聚电解质在催化剂制备方面的作用仍需更多的关注。最近几年,已有很多人将聚电解质应用于催化剂设计制备,其中聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)的研究较为系统,因此,本文重点关注 PDDA,目的是总结出一些有用的信息,以便为该领域未来的研究发展提供一些参考。
　　本文收集了一些聚电解质在电催化剂纳米颗粒和载体材料两方面应用的文献,不仅讨论了聚电解质在催化剂颗粒粒径、形貌和组成方面的影响,还总结了其在修饰载体材料方面的应用。最后,本文还展望了聚电解质在催化剂设计制备领域的发展。通常,聚电解质有三个主要的特征：(1)在水溶液中容易解离为带相反电荷的长链结构和离子；(2)长链结构中带有独特的官能团结构；(3)当溶液浓度变化时其结构会发生转变。因此,聚电解质可以在电催化剂层面作为纳米反应器来控制金属纳米颗粒的生长,可功能化或掺杂纳米颗粒以及载体材料,可以保护纳米颗粒或载体不衰减,同时还可使其他物质带电,利用自组装方法制备有序的催化剂。然而,相关研究大都集中于 PDDA,因此,其他聚电解质还需要进一步的系统研究,以便了解聚电解质特征、制备的催化剂以及催化性能之间的关系。
　　 PDDA在该领域的研究还需在如下几个方面继续进行。(1)聚电解质通常不是电子的良导体,其在催化剂表面的吸附会造成活性位的损失。尽管已经提出一些相对有效的方法,例如热处理、化学洗涤或光降解等,但仍需继续进行系统的研究和提出有效的方法。(2)先进的研究手段,如原位观测和模拟等还需进一步发展,尤其是研究聚电解质在催化剂形成过程中的功能和影响,这有利于构效关系的研究。(3)目前该领域制备的催化剂大都使用半电池或三电极体系来评价,但与实际的燃料电池装置有本质不同。由于复杂的工作条件,例如水热管理、不同组件的界面耦合等,聚电解质制备催化剂在膜电极中有可能不能表现出优良的性能。因此,上述催化剂的研究还应考虑燃料电池的实际运行情况。

关键词: 聚电解质 , 纳米颗粒 , 载体 , 可控合成 , 功能化