陈惠
,
刘洪波
,
夏笑虹
,
杨丽
,
何月德
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.201503.008
双极板是质子交换膜燃料电池的重要组成部分,石墨与聚合物的复合材料双极板是目前研究的重要方向.采用模压热固化二步法,以酚醛树脂为粘结剂、天然鳞片石墨为导电骨料、炭黑为添加剂制备了质子交换膜燃料电池用复合材料双极板.系统研究了不同种类石墨对石墨/酚醛树脂复合材料电性能和抗弯强度的影响.结果表明:以天然鳞片石墨为导电原料时,所制备的石墨/酚醛树脂双极板的性能最好;添加导电炭黑能有效提高石墨/酚醛树脂复合材料的电导率;在复合材料制备中加入4wt％的碳纤维,碳纤维-石墨/酚醛树脂复合材料的抗弯强度提高了29％;碳纤维表面液相氧化处理能有效提高纤维与基体间的结合强度,随着处理时间的延长与处理温度的升高,碳纤维-石墨/酚醛树脂复合材料的电导率和抗弯强度都有很大程度的提高;最终固化温度主要影响酚醛树脂的交联程度,随着最终固化温度的升高,酚醛树脂的交联程度增加,电导率增大,但抗弯强度有一定程度减小.
关键词:
燃料电池
,
双极板
,
复合材料
,
天然石墨
,
聚合物
,
电导率
,
抗弯强度
邓凌峰
,
严忠
,
彭辉艳
,
余开明
功能材料
doi:10.3969/ji.ssn1.001-97312.0151.60.27
以天然石墨和氧化石墨烯为原料，采用碳热还原法制备具有“核壳”结构的石墨烯／天然石墨复合材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等检测技术对合成材料的结构、形貌进行了表征。石墨烯包覆有利于天然石墨表面SEI膜的形成，同时，石墨烯壳层与导电剂构建的三网立体导电网络，加快了天然石墨粒子与集流体之间的电子交换速率，大大提高了复合材料的电导率，改善了其电化学性能。电化学性能测试表明，相比于天然石墨，石墨烯／天然石墨复合材料具有较高的比容量、优良的大倍率性能和优良的循环稳定性。如在0．1C下首次可逆充电比容量为4077．mAh／g，效率达到了998．8％、1C循环100次后容量保持率为991．8％。
关键词:
天然石墨
,
石墨烯
,
锂离子电池
,
电化学性能
赵明坚
,
曹高劭
,
谢健
,
赵新兵
稀有金属材料与工程
研究了用简单混杂和球磨方法制备的天然石墨/锑复合材料作为锂离子电池负极材料的嵌/放锂性能以及循环过程中嵌/放锂容量衰减机理.复合材料中的锑以独立的可逆嵌/放锂反应参与吸/放锂过程并显著提高复合材料的嵌/放锂容量.较大颗粒的锑在嵌/放锂过程中体积剧变导致颗粒破碎、电接触恶化而渐渐失去嵌/放锂活性,因此由简单混杂所获得石墨/锑复合材料在循环过程中容量逐渐降低;采用球磨方法在天然石墨颗粒表面形成弥散分布的小颗粒锑则能获得具有较高可逆容量和较好的循环稳定性的石墨/锑复合锂离子电池负极材料.
关键词:
锂离子电池
,
负极材料
,
天然石墨
,
锑
,
复合材料
范壮军
,
李建刚
,
陈俊凌
,
史景利
,
宋进仁
,
刘朗
,
翟更太
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2002.01.013
以天然石墨为原料,通过热压工艺,制备了含Zr多组元掺杂石墨材料.研究了掺杂元素对材料性能的影响.实验结果表明:随着Zr含量增加,基体石墨的强度、导电和导热性成线性增加;但是过量的ZrO2会消耗基体炭原子,生成金属Zr蒸汽逸出基体,形成孔隙和缺陷,导致材料的性能下降,因此应控制ZrO2的加入量.另外,采用SEM、XRD等分析手段研究了材料微观结构,探讨了微观结构对其性能的影响.
关键词:
掺杂石墨材料
,
天然石墨
,
Zr
,
性能
赵琢
,
贾晓川
,
李晶
,
李秀平
,
张园
,
王华
新型炭材料
针对天然石墨负极的脱嵌锂过程中体积效应和表面活性基团的不利影响,通过硫酸(98％)-双氧水(30％)(1∶1 v/v)氧化和900℃高温煅烧3h处理制备石墨插层化合物中间体和适度膨胀的石墨样品以改善其倍率和循环寿命.结果表明,膨胀石墨样品石墨层剥离,平均晶粒尺寸从26.8nm增大至35.2 nm;改性后的石墨样品其倍率性能和循环稳定性均得到明显改善,改性后第50周的容量保持率由45.7％提高到81.3％.
关键词:
天然石墨
,
负极
,
改性
,
氧化
,
轻度膨胀石墨
李同起
,
王成扬
,
刘秀军
,
郑嘉明
,
王慧
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2002.04.001
以煤焦油沥青为原料,鳞片石墨为添加剂,在410℃温度下反应7h制得了中间相炭微球(MCMBs).在扫描电子显微镜下对它们的表面和断面进行了分析,并用X射线衍射对其结构进行了研究.结果表明:MCMBs的表面被接近球形的小颗粒所覆盖而呈现出粗糙不平.MCB1(未加石墨)的织构主要是平行层型,而MCB2(加石墨)的织构却是复杂的.加入煤焦油沥青中的大片石墨存在于MCMBs的中心而被认为是它们的核,而小片石墨却不能象大片石墨那样在反应体系内充当核的作用.认为在成核过程中,大片石墨聚集到一起而形成晶种,同时一些低分子量的沥青组分被包裹在这些晶种的内部,石墨片以及它们的积聚体的形状、大小决定了MCMBs的织构.然而,小石墨片只能使MCMBs的织构变得杂乱.MCMBs的XRD谱图表明石墨的添加改变了其结构,并降低了它的石墨化能力和晶体大小 .
关键词:
中间相炭微球
,
中间相
,
天然石墨
,
扫描电子显微镜
,
织构
朱华丽
,
鲁盼盼
,
陈召勇
,
李劼
,
陈奋
,
杜炳林
,
赖延清
中国有色金属学报
以硫酸为表面修饰剂,采用浸渍法对天然石墨进行表面修饰改性.傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析结果表明,硫酸表面修饰的天然石墨表面-OH和C=C消失,-COO-数量增多.电化学性能测试结果表明,经硫酸表面修饰的天然石墨的循环性能和倍率性能均得到提高.经3 mol/L H2SO4处理12h的天然石墨(NGS3)在0.5C下20次循环后脱锂容量为320.5 mA·h/g;而未经表面修饰的天然石墨(NG)在相同条件下的脱锂容量仅为299.9mA·h/g.采用交流阻抗谱对石墨进行嵌脱锂动力学研究,结果显示,经硫酸表面修饰的天然石墨膜电阻(RSEI)和电荷转移电阻(Rct)均减小,膜电容(CsEI)和双电层电容(CCPE)增加,多次循环后RSEI保持稳定,NG的活化能(Ea)为87.7kJ/mol,NGS3的Ea为77.2 kJ/mol,表明H2SO4修饰有利于锂离子去溶剂化能力的提高,并有利于形成稳定的固体电解质界面(Solid electrolyte interface,SEI).
关键词:
天然石墨
,
表面修饰
,
负极
,
固体电解质界面
,
交流阻抗
,
活化能
范壮军
,
李建刚
,
刘朗
,
宋进仁
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2003.03.021
为了拓展天然石墨的应用领域,通过热压工艺,在天然石墨中掺杂B、Si和Zr陶瓷组元,制备了天然石墨/陶瓷复合材料,利用SEM、XRD等分析手段研究了材料微观结构,并探讨了掺杂组元以及天然石墨颗粒大小对材料性能的影响.结果表明:掺杂Zr可有效地提高石墨材料的热导率,B的加入可有效地提高石墨材料的力学性能,而Si的加入可加速Zr对石墨材料的催化石墨化;随着天然石墨粒径的增加,制得石墨材料的热导率也随之增加,其中,以粒径为13 μm的天然石墨制得的材料强度和密度为最优.
关键词:
复合材料
,
天然石墨
,
陶瓷
,
掺杂
,
性能
陈惠
,
刘洪波
,
李建新
,
杨丽
,
何月德
材料科学与工艺
双极板是燃料电池中的重要组成部分,采用模压热固化二步法,以树脂为粘结剂、天然鳞片石墨作导电骨料、碳黑为添加剂制备燃料电池复合材料双极板.系统考察了树脂含量、溶剂比、碳黑含量、成型压力、保压时间以及固化温度等因素对复合材料双极板性能的影响.结果表明,随着粘结剂含量的增加,双极板的电导率减小,抗折强度增大;碳黑的添加可有效地提高其电导率,但强度会有一定程度的减小;增大成型压力和延长保压时间可提高双极板的导电性和强度;最终固化温度主要影响粘结的交联程度.制备天然石墨/聚合物复合材料双极板的最佳条件为:聚合物树脂含量为20%,碳黑含量为4%～5%,溶剂比为1.0,成型压力为10～12 MPa,固化温度为180℃.
关键词:
燃料电池
,
双极板
,
复合材料
,
天然石墨
,
聚合物
