梁初
,
许浩辉
,
梁升
,
夏阳
,
黄辉
,
陶新永
,
甘永平
,
张文魁
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.011.002
储锂材料是影响锂离子电池性能的关键因素之一，已成为国际上锂离子电池材料研究领域的热点和重点。综述了锂离子电池负极储锂材料的研究进展，但非简单地重复负极储锂材料发展的全部研究。重点关注了三大类负极储锂材料的电化学特性、储锂机理和主要电化学改性途径，并指出了三类负极储锂材料存在的技术问题和今后的研究方向。
关键词:
锂离子电池
,
负极材料
,
储锂
,
循环寿命
,
比容量
,
倍率性能
夏阳
,
方如意
,
施思
,
梁初
,
张俊
,
黄辉
,
陶新永
,
甘永平
,
张文魁
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.01.022
锂离子电池是一类极具潜力的新型二次化学储能器件,被广泛应用于便携式电子设备、电动交通工具和智能电网等领域.高性能电极材料的设计和合成是获得高能量密度、长循环寿命、高安全性锂离子电池的关键.文章针对锂离子电池电极材料存在制备工艺复杂、结构难以控制、活性物质利用率低、循环稳定性和倍率性能差等问题,从生物资源高效利用角度出发,结合生物材料尺寸均匀、形态多变、结构精密、环境友好等优点,综述了生物模板法合成锂离子电池电极材料的研究进展,并对该领域的发展方向进行了展望.
关键词:
锂离子电池
,
正极材料
,
负极材料
,
电极材料
,
生物模板
梁初
,
周罗挺
,
夏阳
,
黄辉
,
陶新永
,
甘永平
,
张文魁
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.08.007
硅作为锂离子电池负极材料具有极高的比容量,被认为是最有应用潜力的下一代锂离子电池负极候选材料.本文系统总结了硅负极材料的电化学储锂特性和储锂机理,分析了硅负极材料存在的主要问题及原因.针对存在的问题,从嵌脱锂过程硅材料粉化调控、稳定固体电解质界面膜(SEI膜)的构建和硅材料导电性调变3方面对硅负极材料的电化学改性进展进行了评述,并指出了硅负极储锂材料今后的研究方向.
关键词:
硅负极材料
,
储锂机理
,
粉化调控
,
稳定SEI膜
,
导电性
张文魁
,
王云刚
,
杨晓光
,
黄辉
,
马淳安
稀有金属材料与工程
稀土氢化物薄膜的可转换光学特性近年来才被发现,采用气态吸放氢或电化学充放电方法,可使稀土薄膜的光学特性产生可逆变换.本文介绍了稀土氢化物的晶体结构和热力学特性,对稀土氢化物薄膜的可转换光学特性及其研究进展进行了概述,并分析了稀土薄膜光学特性变化的原因.
关键词:
稀土
,
氢化物薄膜
,
可转换光学特性
,
晶体结构
张文魁
,
马淳安
,
黄辉
,
杨晓光
,
涂江平
,
雷永泉
稀有金属材料与工程
Zr(Mn0.45-xNi0.55Vx)2 (x=0.05 ～0.40)Laves相储氢合金中的Zr-Ni相类型主要有ZrNi和Zr9Ni11相.Zr9Ni11相在整个研究的成分范围内出现,而ZrNi相仅在x=0.20～0.40范围内出现.Zr9Ni11相的含量与合金中的Mn、V含量关系不大,而ZrNi相的含量随合金中的Mn、V含量变化呈增加趋势.Zr9Ni11和ZrNi相的晶格常数随合金中的Mn、V含量变化而出现波动.Zr9Ni11相为长程有序结构,有序堆垛方向为[100]和[010],同时Zr9Nii1相基本上被包围在C15相中间,并与C15相存在一定取向关系,Zr9Ni11相的<111>晶向与C15相的<110>晶向基本平行,两者的差值在2°～3°之间.
关键词:
Laves相储氢合金:Zr-Ni相
,
Rietveld拟合
,
晶体结构
张文魁
,
马淳安
,
黄辉
,
杨晓光
,
雷永泉
,
王启东
中国有色金属学报
研究了Ni、v、Cr、Co、Fe、Cu和Ti等合金化元素取代ZrMn2基Laves相贮氢合金的B侧或A侧对合金相组成的影响.结果表明,采用不同的元素对A侧或B侧进行部分取代,将引起ZrMn2基合金相组成的变化.采用Ni取代Mn后,ZrMn2合金的主相结构转变为C15型Laves相,表明Ni为C15相稳定元素.对Zr-Mn-Ni三元合金,V为C14相稳定元素,而Co、Fe、Cu则为C15相稳定元素.取代量较少时,Cr为C15相稳定元素,取代量增加时,C15相稳定作用减弱.Ti元素为C14相稳定元素,Ti对Zr的部分取代将导致合金主相结构转变为C14型Laves相.合金化元素对ZrMn2合金的相组成的影响与元素的电子浓度和原子尺寸不同有关.
关键词:
Laves相
,
贮氢合金
,
相组成
,
ZrMn2基
余厉阳
,
杨晓光
,
张文魁
,
王云刚
功能材料
具有可转换光学特性的稀土薄膜是一类新型的光学薄膜,采用气态吸放氢或电化学充放电方法,可以使稀土薄膜的光学特性发生可逆变换.由于其潜在的应用前景,这类薄膜正越来越受到人们的重视.本文介绍了稀土光学薄膜的可转换光学性能、影响光学特性的因素以及光学特性变化的机理,并对外延稀土膜和稀土合金膜的有关性能进行了介绍.
关键词:
稀土薄膜
,
光学特性
,
外延生长
,
电致变色
王春涛
,
张文魁
,
蒋磊
,
石德苏
材料科学与工程学报
本文先用直流磁控溅射法分别在ITO导电玻璃基底上沉积TiO2和TiN二种纳米薄膜,再在500℃的马弗炉氧化性气氛下进行退火处理,制得TiO2/ITO和TiO2-xNx/ITO薄膜电极。样品的结构和成分用XRD和XPS进行表征。然后分别采用pH=10的Na2CO3/NaHCO3缓冲溶液和1M KOH水溶液作为电解液,在三电极体系中用线性扫描伏安法（LSV）和电流时间曲线（i-t）法测定二种薄膜电极在光照和暗态下的光电化学性能。研究结果表明：以1M KOH水溶液作为电解液比pH=10的Na2CO3/NaHCO3缓冲溶液作为电解液更有利于样品发挥其光催化活性;同时,TiO2-xNx/ITO薄膜电极比TiO2/ITO具有更好的光电化学性能。
关键词:
电解液
,
磁控溅射
,
TiO2薄膜电极
,
光电化学性能
黄辉
,
张文魁
,
甘永平
,
梁志宏
稀有金属材料与工程
采用热氧化方法在TiNi合金表面制备了TiO2薄膜,并考察了TiO2/TiNi电极在KOH溶液中的光电化学性能.结果表明,TiNi贮氢合金表面形成的TiO2薄膜为金红石型,结晶度随氧化温度升高逐渐增大;TiO2薄膜结构、光电流和界面阻抗之间存在良好的相关性,700℃制备的TiO2薄膜光响应电流最大,电极阻抗谱与镍氢电池体系合金负极阻抗特征相似,高频区半圆对应于吸附氢的形成,而低频区Warburg线性关系则反映了氢在电极中的固态扩散过程;在光照射下具有特殊的光充电贮氢性能,放电容量从暗态时的5 mAh/g提高至光照时的15 mAh/g,对光充电反应机理作了初步分析.
关键词:
TiO2薄膜
,
光电化学
,
光充电性能
,
TiNi贮氢合金
,
热氧化
