张高文
,
周震涛
高分子材料科学与工程
以磺化聚醚醚酮(SPEEK)为基体,通过溶胶-凝胶法制得SPEEK/SiO<,2>/PwA复合质子交换膜,采用红外光谱、扫描电镜、交流阻抗和热重分析等方法研究了复合膜的结构与性能.结果表明,无机粒子均匀地分散在聚合物基体中,其粒径不超过70 nm.SiO<,2>与SPEEK之间的共价交联使复合膜的甲醇渗透率和溶胀度明显降低,热稳定性也得到提高.同时磷钨酸(PWA)的掺入又赋予膜较高的质子传导性能.在此基础上可制备具有高质子传导和高阻醇性能的复合质子交换膜.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
质子交换膜
,
磺化聚醚醚酮
,
二氧化硅
,
磷钨酸
张高文
,
周震涛
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2006.04.002
以磺化聚醚醚酮(SPEEK)为基体,以有机改性的蒙脱土(OMMT)为无机相,采用溶液插层法成功制备出了可望应用于直接甲醇燃料电池的SPEEK/OMMT复合型质子交换膜.通过X射线衍射(XRD)表征了复合膜的微观结构,并采用交流阻抗和隔膜扩散方法分别考察了复合膜的质子传导性能和阻醇性能.结果表明,蒙脱土的片层间距超过4.4 nm,SPEEK高分子链已插层到蒙脱土片层之间.与纯SPEEK膜相比,SPEEK/OMMT复合膜的质子传导率有所降低,但在90℃也达到了1.2×10-2 S/cm的水平,而且蒙脱土的加入明显地降低了SPEEK膜的甲醇渗透率.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
磺化聚醚醚酮
,
蒙脱土
,
质子传导率
,
甲醇渗透率
于东生
,
周震涛
稀有金属材料与工程
为了改善空气扩散电极的电催化性能,提高锌空气电池的放电电流,采用溶胶-凝胶法制备了分子式为La1-xSrxMnO3的锌空气电池用电催化剂.通过X射线衍射(XRD)、稳态电流-电压极化曲线等方法研究了La1-xSrxMnO3催化剂的结构与电催化性能,并将其作为锌空气电池催化剂装配成AA型锌空气电池进行恒流放电测试.研究结果表明,当分子式中的x=0.3、热处理温度为700℃时,所合成催化剂La0 7Sr0.3MnO3具有最优的电催化活性;XRD的分析证实,该催化剂的结构为完美的钙钛矿型晶体结构;分别以La0.7Sr0.3MnO3和LaMnO3为催化剂的AA型锌空气电池的放电容量分别为4 800 mAh和4 200 mAh,前者比后者的放电比能量有显著的提高.该催化剂的研制成功将有助于加快锌空气电池的实用化进程.
关键词:
锌空气电池
,
催化剂
,
钙钛矿型
,
空气扩散电极
文建国
,
周震涛
稀有金属材料与工程
采用循环伏安电沉积技术在钛基上获得水合氧化钌(RuOx·n H2O),其比容量为105F/g.通过电化学测试(循环伏安、恒电流充放电)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等方法研究了沉积物的电化学性质、物相及组成.结果表明:电沉积法获得的水合氧化钌呈非晶态结构,它由多氧化态钌混合羟基氧化物组成.在1.0 mol·L-1H2SO4溶液中,该氧化物呈准电容特征,有较高电化学可逆性,可用作电化学电容器电极材料.
关键词:
氧化钌
,
准电容
,
电沉积
,
电化学电容器
周震涛
,
周晓斌
稀有金属材料与工程
采用将Li2CO3,电解二氧化锰(EMD)和Co(NO3)2@6H2O混合进行高温固熔反应的合成方法,制备了1种尖晶石型金属氧化物催化材料LiMn2-xCoxO4.通过电化学测试(极化曲线、放电曲线)、X射线衍射分析(XRD)以及扫描电镜(SEM)等方法对电极的微观结构和性能进行了研究.实验结果表明,以LiMn1.95Co0.05O4为催化材料的气体扩散电极具有最好的综合电化学性能.其0.9V极化电位时的最大电流密度可达210mA/cm2AA型(5号)样品电池以100mA电流恒流放电,容量可高达4439mAh.
关键词:
尖晶石
,
烧结
,
催化剂
,
气体扩散电极
谢辉
,
周震涛
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00631
以Fe2O3为铁源, 用环氧树脂对反应前驱体进行包覆, 通过固相还原法制备了LiFePO4/C复合正极材料. 采用XRD、SEM、循环伏安以及充放电测试等方法对其晶体结构、表观形貌和电化学性能进行了研究. 研究结果表明, 煅烧温度对材料的电化学性能有较大影响, 在700℃煅烧所得产物为单一的橄榄石型晶体结构, 粒径分布较均匀, 且具有良好的电化学性能. 以0.1C倍率进行充放电, 其首次放电容量为150.3mAh/g, 充放电循环20周后, 容量保持率达99.2%; 以1.0、2.0C倍率进行充放电, 其首次放电容量分别为131.4和122.1mAh/g. 其在过充条件下的电性能也佳, 过充后还能继续放电, 但在过放电条件下, 其电性能迅速劣化.
关键词:
锂离子电池
,
lithium iron phosphate
,
solid state reduction
,
null
周震涛
,
周晓斌
稀有金属材料与工程
为了改善空气电极的电催化性能,提高锌空气电池的放电电流密度.采用溶胶-凝胶法制备了锌空气电池用催化剂LiMn2-xCoxO4.通过X射线衍射(XRD)、粒径分布、稳态电流-电压极化曲线等方法,研究了所得催化剂的结构及其电催化性能,并与高温固相反应法所得催化剂的结构与电催化性能作了对比.结果表明,当反应体系的pH值为7～8、温度为80℃时所得凝胶再经600℃下保温处理12 h,可以得到具有最高催化活性的催化剂;溶胶-凝胶法合成催化剂的粒径较小,主要集中在1 μm～4.5μm的范围内,粒度分布较窄,而高温固相反应法合成催化剂的粒径较大,主要集中在5 μm～30 μm的范围内,粒度分布较宽;2种方法所得的催化剂具有完全相同的晶态结构;溶胶-凝胶法和高温固相反应法催化剂的空气电极在-0.6 V极化电位下的电流密度分别达到250 mA/cm2和210 mA/cm2,前者比后者的较高.
关键词:
溶胶-凝胶法
,
LiMn2-xCoxO4催化剂
,
锌空气电池
,
空气电极
汪国杰
,
周震涛
,
潘慧铭
,
黄静
,
梁栋
,
权天明
高分子材料科学与工程
用自交联的方法制备了一种以聚丙烯酸甲酯(PMA)为基材、含丙二醇碳酸酯(PC)和LiClO4电解液的凝胶型聚合物电解质.考察了电解液含量和聚合物结构对离子导电性能、电化学稳定性等的影响,并将所得结果与以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基材的相应体系做了对比研究.结果表明,在聚合物含量较大时,聚合物的链结构对离子导电行为有较大的影响,具有刚性链结构的PMMA比具有柔性链结构的PMA更不利于相应凝胶型电解质离子的传递;而在聚合物含量较小时,聚合物的结构对凝胶型电解质的离子导电行为的影响较小.以27%(质量)的交联PMA为基材、摩尔比为12∶1的PC-LiClO4为增塑电解液而制备的凝胶型电解质,具有良好的粘附性能和较高的室温电导率(4.8×10-3 S/cm).循环伏安的研究结果表明,PMA体系的阳极分解电压在4.7 V(vsLi+/Li).
关键词:
聚丙烯酸甲酯
,
离子导电率
,
凝胶聚合物电解质
,
增塑剂
,
电化学稳定性
张高文
,
周震涛
高分子材料科学与工程
以磺化聚醚醚酮(SPEEK)为基体,通过溶胶-凝胶法制得了SPEEK/SiO2复合质子交换膜,采用扫描电镜、交流阻抗和热重分析等方法研究了复合膜的结构与性能.结果表明,SiO2与SPEEK之间的共价交联使两相间的相容性得到明显的改善,SiO2粒子以纳米尺寸均匀地分散在聚合物基体中.SiO2粒子的掺入使得复合膜的质子传导性能略有降低,但复合膜中SPEEK-SiO2-SPEEK这种共价交联结构的生成使膜的阻醇性能和溶胀性能得到了明显提高,热稳定性也有所提高.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
质子交换膜
,
SPEEK/SiO2复合膜
,
溶胶-凝胶法
谢辉
,
周震涛
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00591
采用高速球磨与高温固相反应相结合的方法合成了LiMnyFe1-yPO4(0.1≤ y≤1.0)锂离子电池正极材料, 并对其晶体结构、表观形貌和电化学性能进行了研究. 结果表明, 所合成的LiMnyFe1-yPO4为单一橄榄石型结构, 粒径分布较均匀. 当以小电流密度(0.1C)充放电时, LiMn0.1Fe0.9PO4具有最高的放电比容量, 为145mAh/g; LiMn0.6Fe0.4PO4质量比能量最高, 达568Wh/kg. LiMnyFe1-yPO4的倍率放电性能随着y的增加而降低, 这主要是材料在4.0V平台的容量损失造成的; LiMn0.1Fe0.9PO4具有最佳的倍率性能: 以0.5、1.5C倍率进行放电, 放电容量分别达到130、109mAh/g.
关键词:
锂离子电池
,
lithium iron/manganese phosphate
,
cyclic voltammetry
,
rate capability
