由于正极活性物质硫具有能量密度高、成本低廉和储量丰富等优点,锂硫(Li-S)电池受到了人们的极大关注。然而,锂硫电池充放电过程中产生的多硫化锂的“穿梭效应”严重阻碍了其实用化进程。为了解决这个问题,本研究借助动物软骨的组成和...由于正极活性物质硫具有能量密度高、成本低廉和储量丰富等优点,锂硫(Li-S)电池受到了人们的极大关注。然而,锂硫电池充放电过程中产生的多硫化锂的“穿梭效应”严重阻碍了其实用化进程。为了解决这个问题,本研究借助动物软骨的组成和结构特点,制备了纳米羟基磷灰石@多孔碳(nano-HA@CCPC)复合材料,并以此设计了面向正极的锂硫电池隔膜涂层。研究表明,纳米羟基磷灰石不仅对多硫化物具有吸附固定作用,并且对多硫化锂的转化具有催化作用,加快了多硫化锂的氧化还原动力学,有效地提升了活性物质硫的利用率。另外,软骨基碳复合材料的多孔结构形成了很好的导电网络,为电化学反应提供了优良的电子传导路径;也有利于电解液的浸润,加快了离子传输;碳的氮原子掺杂进一步限制了多硫化物的穿梭效应。因此,采用nano-HA@CCPC隔膜涂层的锂硫电池表现出较长的循环寿命、低的容量损失以及高的倍率性能。在0.5 C下,循环325次后,电池仍然能保持815 m Ah·g^(-1)的放电比容量,并且每次的容量衰减率仅为0.051%。nano-HA@CCPC的设计制备将为锂硫电池的发展提供新材料。展开更多
以尼龙66(PA66)和植酸(IP6)为前驱体、乙酸为溶剂,采用溶剂热法制备了PA66基碳点(66CDs)。利用TEM、FTIR、XPS、荧光光谱对其进行了表征,对其光学性能、离子稳定性和时间稳定性进行了测试,探究了其指纹识别、荧光防伪、光线阻挡的应用...以尼龙66(PA66)和植酸(IP6)为前驱体、乙酸为溶剂,采用溶剂热法制备了PA66基碳点(66CDs)。利用TEM、FTIR、XPS、荧光光谱对其进行了表征,对其光学性能、离子稳定性和时间稳定性进行了测试,探究了其指纹识别、荧光防伪、光线阻挡的应用。结果表明,将1.6 g PA66、1.1 g IP6加入20 mL乙酸中,于260℃下反应36h,制备的66CDs具有最大荧光强度。66CDs为球形结构,平均粒径4.00nm,表面含有羧基、羟基、氨基等官能团;66CDs的荧光为非激发波长依赖型,最佳激发波长和发射波长分别为360和490 nm,荧光量子产率可达11.69%,其荧光强度不受常见金属阳离子影响,30 d内具有稳定性。由66CDs与水溶性淀粉制备的荧光粉末可用于指纹识别,不仅可将66CDs制成油墨用于荧光防伪,还可将其制成防蓝光膜,用于蓝光防护。展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China.No.51861165101 Foundation name:Multi-functional ion-exchange membrane for sulfur-based batteries and understanding the charge transport and ion-immobilization mechanism。
文摘由于正极活性物质硫具有能量密度高、成本低廉和储量丰富等优点,锂硫(Li-S)电池受到了人们的极大关注。然而,锂硫电池充放电过程中产生的多硫化锂的“穿梭效应”严重阻碍了其实用化进程。为了解决这个问题,本研究借助动物软骨的组成和结构特点,制备了纳米羟基磷灰石@多孔碳(nano-HA@CCPC)复合材料,并以此设计了面向正极的锂硫电池隔膜涂层。研究表明,纳米羟基磷灰石不仅对多硫化物具有吸附固定作用,并且对多硫化锂的转化具有催化作用,加快了多硫化锂的氧化还原动力学,有效地提升了活性物质硫的利用率。另外,软骨基碳复合材料的多孔结构形成了很好的导电网络,为电化学反应提供了优良的电子传导路径;也有利于电解液的浸润,加快了离子传输;碳的氮原子掺杂进一步限制了多硫化物的穿梭效应。因此,采用nano-HA@CCPC隔膜涂层的锂硫电池表现出较长的循环寿命、低的容量损失以及高的倍率性能。在0.5 C下,循环325次后,电池仍然能保持815 m Ah·g^(-1)的放电比容量,并且每次的容量衰减率仅为0.051%。nano-HA@CCPC的设计制备将为锂硫电池的发展提供新材料。
文摘以尼龙66(PA66)和植酸(IP6)为前驱体、乙酸为溶剂,采用溶剂热法制备了PA66基碳点(66CDs)。利用TEM、FTIR、XPS、荧光光谱对其进行了表征,对其光学性能、离子稳定性和时间稳定性进行了测试,探究了其指纹识别、荧光防伪、光线阻挡的应用。结果表明,将1.6 g PA66、1.1 g IP6加入20 mL乙酸中,于260℃下反应36h,制备的66CDs具有最大荧光强度。66CDs为球形结构,平均粒径4.00nm,表面含有羧基、羟基、氨基等官能团;66CDs的荧光为非激发波长依赖型,最佳激发波长和发射波长分别为360和490 nm,荧光量子产率可达11.69%,其荧光强度不受常见金属阳离子影响,30 d内具有稳定性。由66CDs与水溶性淀粉制备的荧光粉末可用于指纹识别,不仅可将66CDs制成油墨用于荧光防伪,还可将其制成防蓝光膜,用于蓝光防护。
