康飞宇
,
郑永平
,
兆恒
,
王海宁
,
王鲁宁
,
沈万慈
,
稻垣道夫
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2003.03.001
膨胀石墨(简称EG)是通过将残留石墨层间化合物(简称GIC)快速加热到约1 000 ℃而分解、膨胀制得的.这种材料具有较大比表面积和较强表面活性,因此,EG可以吸附重油和粘稠性有机液体.本文综述了清华大学研究组近年来所进行的膨胀石墨吸附重油和生物体液的研究成果.
关键词:
膨胀石墨
,
吸附
,
重油
,
生物体液
郝向阳
,
盖国胜
,
杨玉芬
,
张以河
,
沈万慈
,
陈湘彪
,
南策文
稀有金属材料与工程
采用搅拌磨和MNPC(微纳米粒子复合化系统)对2种天然石墨(微晶石墨和鳞片石墨)进行整形,讨论了工艺的影响.结果表明:MNPC系统对微晶石墨和鳞片石墨都有很好的球形化效果,其效率优于搅拌磨,4 krpm、15 min是较好的球形化参数.微晶石墨和鳞片石墨球形化后长径比分别下降53%和62%,振实密度提高.球形化石墨经包覆炭化后表现出很好的综合负极性能,有取代中间相炭微球的潜力.
关键词:
微晶石墨
,
鳞片石墨
,
整形
,
球形化
任慧
,
康飞宇
,
焦清介
,
沈万慈
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(08)60032-3
研究了熔融盐状态下金属氯化物-石墨层间化合物的合成判据.根据插层反应热动力学及化学键理论,选取元素的电负性和离子势作为键参数,并设计键参数函数λ为客体材料的遴选判据.基于键参数函数图对金属氯化物发生插层反应的难易程度和产物稳定性进行理论预估.研究结果表明:键参数函数图中λ≤1.2区域内的金属氯化物在700℃以下即可发生插层反应,且所得产物较为稳定;在1.2≤λ≤1.8区域内相应的客体材料在低温下很难单独插入石墨层间,常与低熔点氯化物形成共熔体后一起插入石墨层间;在λ≥1.8区域内大多为碱金属氯化物和碱土金属氯化物,理论分析认为这类物质的插层反应不适宜采用熔盐法.
关键词:
石墨层间化合物
,
合成
,
键参数
,
熔盐法
郑子山
,
唐子龙
,
张中太
,
沈万慈
无机材料学报
具有尖晶石相的LiMn2O4因价格低、无毒、无环境污染、制备简单、研究较成熟,因此有着很好的应用前景,被看作最有可能成为新一代商用锂离子二次电池正极材料.由于LiMn2O4电化学循环稳定性能不好,表现在可逆容量衰减较大,尤其在高温下(>55℃)使用衰减更严重,从而限制了它的商业化应用.经过近十几年的研究,人们对其衰减机理有了比较清晰的了解,提出了造成容量衰减的几种可能原因如Jahn-Teller畸变效应、Mn2+在电解质中的溶解、出现稳定性较差的四方相以及电解质的分解等.通过掺杂、表面包覆、制备工艺的改进,人们已能制得循环稳定性能较好的尖晶相材料.本文结合我们研究小组的最新研究成果对锂离子二次电池正极材料LiMn2O4的最新研究进展进行综述和评论.
关键词:
锂离子电池
,
LiMN204
,
cathode materials
,
review
李新禄
,
康飞宇
,
白新德
,
沈万慈
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.01037
采用液相浸渍法在球形颗粒LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的表面包覆上了一层Al2O3膜. 结构分析表明, 表面Al2O3膜的厚度约100nm, 具有一定的无定形结构, 核体材料具有纯六方相结构. 实验结果证明, 表面Al2O3膜能够有效提高正极材料的耐过充能力和循环稳定性. 在截止电压为3.0～4.5V, 充放电倍率为1C的条件下, Al2O 3表面包覆膜后正极活性物质50次循环的容量保持率提高了11.5％.
关键词:
正极材料
,
surface coating
,
lithium ion batteries
,
Al2O3 film
丁翔
,
黄正宏
,
沈万慈
,
康飞宇
新型炭材料
以膨胀石墨微粉为原料,采用氧化法制备了氧化石墨烯.并以此氧化石墨烯为前驱体,制备了具有“三明治”结构的氧化铜/石墨烯复合材料,采用原子力显微镜、X射线衍射仪、扫描和透射电子显微镜等分析方法对氧化石墨烯及氧化铜/石墨烯复合材料进行了表征.结果表明,氧化铜可有效地阻止石墨烯的团聚,同时石墨烯构成的三维导电网络加快了电子的迁移,并为氧化铜的体积膨胀收缩预留了足够的空间.与纯氧化铜和石墨烯相比,氧化铜/石墨烯复合材料作为锂离子负极材料的可逆容量和循环稳定性均有明显提升,首次可逆容量可以达到748.3 mAh·g-1,50次循环后保持率为81.3％.
关键词:
氧化石墨烯
,
石墨烯
,
氧化铜
,
锂离子电池
稻垣道夫
,
丰田义雄
,
康飞宇
,
郑永平
,
沈万慈
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2003.04.001
通过对膨胀石墨膨化容积,石墨蠕虫之间和内部孔隙尺寸的测定,详细研究了膨胀石墨的孔结构,建立了一些估测孔结构的新技术;为了研究膨胀石墨的孔结构,发展了一些测量新技术:包括石腊浸渍法,将石墨蠕虫浸渍在液态石蜡中,石蜡就会填充石墨间的大孔隙,通过断裂方法还可以看到蠕虫内部孔隙,这些方法均需要借助图像处理技术.本论文第一部分分析了市售膨胀石墨的孔隙结构,第二和第三部分分别讨论了胀化温度和插层剂对孔结构的一些影响.
关键词:
膨胀石墨
,
孔结构
,
图像处理
,
膨化程度
,
孔隙尺寸
卢俊彪
,
乐斌
,
唐子龙
,
张中太
,
李俊荣
,
沈万慈
稀有金属材料与工程
以聚已二醇(PEG)为分散剂,利用球磨工艺让AgNO3与预合成的LiFePO4充分混合,在氮气气氛下原位合成了LiFePO4/Ag复合材料.扫描电镜表明材料颗粒细小,分布均匀;背散射电子图像和元素分布图显示了银在材料中的分布情况.材料表面的光电子能谱表明银是以单质的形式存在.以合成材料为正极的电池的循环伏安特性曲线表明,在锂离子插入和脱出过程中只有单一机制的存在.随着电流密度的增大,电池容量没有明显的降低,但是电极极化效应逐渐明显.当充放电电流密度达到C时,电池只有很小的容量和较大的电极极化效应.把电流密度减小到C/10时,电池的容量又得到了恢复.在C/8的电流密度下,电池循环了45次,没有观察到明显的容量衰减现象.
关键词:
正极材料
,
LiFePO4
,
银包覆
卢俊彪
,
李俊荣
,
唐子龙
,
张中太
,
沈万慈
,
金永柱
稀有金属材料与工程
在固相合成工艺下引入了球化和掺杂工艺,从而制备出了镁离子掺杂的LiFePO4粉体材料,该材料与裂解的碳黑形成尺寸10μm～15 μm的团簇体.在团簇体中,材料颗粒与碳黑接触的界面接触良好.材料的充放电测试实验表明,经过表面修饰和高价离子掺杂的材料具有比未掺杂材料更大的充放电容量和更好的循环稳定性.在充放电不同状态下的交流复阻抗谱表明,随着电池电压的升高,电池电化学阻抗减小.利用等效电路拟合数据表明在掺杂的电极材料中,锂离子的扩散速率在10-9cm2s-1数量级,在充放电平台附近达到最小值.
关键词:
正极材料
,
LiFePO4
,
球化工艺
,
镁离子掺杂
