储能锂离子电池关键材料研究进展 被引量：22

1

作者 李伟善 《新能源进展》 2013年第1期95-105,共11页

在现有商品化事次电池中,锂离子电池的比能量最高、循环性能最好,而且因其电极材料选择的多样性,作为储能电池具有广阔的应用前景。锂离子电池収展面临一些问题:比能量、比功率和循环寽命有待提升,安全性还没有可靠保证,制造成本过高,... 在现有商品化事次电池中,锂离子电池的比能量最高、循环性能最好,而且因其电极材料选择的多样性,作为储能电池具有广阔的应用前景。锂离子电池収展面临一些问题:比能量、比功率和循环寽命有待提升,安全性还没有可靠保证,制造成本过高,等等。针对这些问题,人们仍电池材料选择、电池结构设计、电池制备装配与工艺、电池管理系统等方面探索解决方案。本文结合作者所在研究团队开展的工作,介绍锂离子电池关键材料(正极、负极和电解质)的研究迚展。 展开更多

关键词 锂离子电池 正极 负极 电解质 研究进展

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铅酸电池行业的低碳材料与技术研究 被引量：1

2

作者 方瑜 舒月红 陈红雨 《材料研究与应用》 CAS 2010年第4期235-240,共6页

浅析了铅酸蓄电池行业低碳材料与技术的应用与发展.一方面阐述了铅酸蓄电池生产过程各个环节中可能涉及到的低碳材料与技术,包括铅粉、板栅合金、胶体电解质、和膏涂板、固化、化成充电等;另一方面从预处理和铅冶炼两方面介绍了废旧铅... 浅析了铅酸蓄电池行业低碳材料与技术的应用与发展.一方面阐述了铅酸蓄电池生产过程各个环节中可能涉及到的低碳材料与技术,包括铅粉、板栅合金、胶体电解质、和膏涂板、固化、化成充电等;另一方面从预处理和铅冶炼两方面介绍了废旧铅酸蓄电池回收过程中所应用到的低碳技术. 展开更多

关键词 铅酸蓄电池 铅回收 低碳

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锂电池单质硫/碳复合正极材料的研究进展 被引量：1

3

作者 饶睦敏 耿秀玉 +2 位作者 孙娉 李小平 李伟善 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第21期132-138,共7页

综述了锂电池单质硫/碳复合正极材料的研究进展,主要涉及复合材料的制备方法和电化学性能等内容。在此基础上,指出了单质硫/碳复合正极材料现阶段研究工作中存在的问题,并展望了锂电池未来的研究方向。

关键词 锂电池 正极材料 硫 碳复合材料

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锂离子电池负极材料的分子设计与新材料研究进展 被引量：1

4

作者 侯贤华 唐小琴 +2 位作者 张苗 胡社军 岳敏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1-5,共5页

对锂电池复杂材料体系进行量子力学的从头计算一直是材料和物理科学研究的重要方向。主要总结了近年来采用密度泛函理论和第一性原理平面波赝势法对锂电负极材料进行分子设计方面的研究,同时也介绍了本课题组在金属合金类负极材料方面... 对锂电池复杂材料体系进行量子力学的从头计算一直是材料和物理科学研究的重要方向。主要总结了近年来采用密度泛函理论和第一性原理平面波赝势法对锂电负极材料进行分子设计方面的研究,同时也介绍了本课题组在金属合金类负极材料方面的理论计算研究。最后从应用的角度全面综述了常规锂离子电池负极材料的研究现状和发展,包括碳类材料(天然石墨、人造石墨、中间相炭微球)、金属基合金材料(硅基、锡基等)和钛酸锂负极材料等。 展开更多

关键词 锂离子电池 分子设计 负极材料

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电场对Ni3(dpa)4Cl2金属串配合物结构影响的理论研究 被引量：9

5

作者 谭莹 黄晓 +1 位作者 许旋 徐志广 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1278-1284,共7页

应用密度泛函UBP86方法对具有分子导线潜在应用性的金属串配合物Ni3(dpa)4Cl2进行研究,分析了外电场对配合物的几何构型和电子结构的影响.结果表明,零电场条件下存在沿着Ni63+轴及轴向配体Cl的Ni—Ni及Ni—Cl离域作用.沿金属轴Cl4→Cl5... 应用密度泛函UBP86方法对具有分子导线潜在应用性的金属串配合物Ni3(dpa)4Cl2进行研究,分析了外电场对配合物的几何构型和电子结构的影响.结果表明,零电场条件下存在沿着Ni63+轴及轴向配体Cl的Ni—Ni及Ni—Cl离域作用.沿金属轴Cl4→Cl5方向施加外电场,可使高电势端的Ni2—Cl4键长增大而Ni1—Ni2键长减小,低电势端的Ni3—Cl5键长减小而Ni1—Ni3键长增大;分子能量降低,偶极矩线性增大;HOMO与LUMO能隙减小,前线占据轨道分布向低电势方向移动且轨道能升高,空轨道分布则向高电势方向移动且轨道能降低,其中沿着金属轴方向离域的前线轨道分布及其轨道能随电场的变化尤为显著.在电场作用下,电荷分布发生改变,低电势端Cl5的负电荷向高电势端Cl4转移,但金属和桥联配体的电荷变化很小;同样,在电场作用下,配合物存在明显的结构变化和电子转移现象,呈现出类似导电过程中电子定向转移的变化规律. 展开更多

关键词 金属串配合物 密度泛函理论 电场作用 分子导线

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密度泛函理论方法研究锂离子电池电解液体系分子-离子结构 被引量：3

6

作者 邢丽丹 杨茹 +4 位作者 唐贤文 黄文娜 刘其峰 余启鹏 李伟善 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期547-552,共6页

采用密度泛函理论方法,研究锂离子电池碳酸丙烯酯(PC)基电解液体系中锂盐离子与溶剂分子静电相互作用形成的可能结构.计算结果表明,电解液中溶剂分子-离子的结构取决于体系的溶剂分子数.在PC基电解液,Li+最多只能与4个PC溶剂分子相结合... 采用密度泛函理论方法,研究锂离子电池碳酸丙烯酯(PC)基电解液体系中锂盐离子与溶剂分子静电相互作用形成的可能结构.计算结果表明,电解液中溶剂分子-离子的结构取决于体系的溶剂分子数.在PC基电解液,Li+最多只能与4个PC溶剂分子相结合,锂盐阴离子与带正电的PC分子烷基基团相结合,而不以自由离子形式存在.本文的计算结果能很好地解释文献报道的实验结果. 展开更多

关键词 锂离子电池 电解液 溶剂分子-离子结构 密度泛函方法

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锂离子电池凝胶聚合物隔膜的研究进展 被引量：6

7

作者 廖友好 李伟善 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1533-1547,共15页

作为锂离子电池重要组分,隔膜由多孔聚烯烃高分子材料组成;电解质体系由有机碳酸酯和六氟磷酸锂混合组成,虽具有高离子电导率,但因液态碳酸酯的易燃特性给锂离子电池带来了安全隐患。利用能够将液态电解质体系凝胶化的聚合物制备得到的... 作为锂离子电池重要组分,隔膜由多孔聚烯烃高分子材料组成;电解质体系由有机碳酸酯和六氟磷酸锂混合组成,虽具有高离子电导率,但因液态碳酸酯的易燃特性给锂离子电池带来了安全隐患。利用能够将液态电解质体系凝胶化的聚合物制备得到的凝胶聚合物隔膜,结合了液态电解质体系高电导率和固态电解质高安全性的优点。凝胶聚合物隔膜的研究从简单微孔凝胶聚合物隔膜开始,经历了引入少量纳米无机颗粒的掺杂凝胶聚合物隔膜,到引入大量纳米颗粒的凝胶陶瓷隔膜的发展历程。本文详细介绍这三种类型凝胶聚合物隔膜的物理化学特性,最后展望凝胶聚合物隔膜的发展趋势。 展开更多

关键词 锂离子电池 微孔凝胶聚合物隔膜 掺杂凝胶聚合物隔膜 凝胶陶瓷隔膜

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非对称反铂抗癌药物反-异丙胺·间羟甲基吡啶·二氯铂水解机理的理论研究 被引量：4

8

作者 叶冰 许旋 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2431-2437,共7页

应用密度泛函理论PBE1PBE方法及CPCM模型计算具有空间位阻的非对称反铂抗癌药反-异丙胺·间羟甲基吡啶·二氯铂的水解反应机理.结果表明,由于空间效应,水分子从垂直于Pt平面四边形配位的方向进攻,其水解反应为水的H,O原子分别与... 应用密度泛函理论PBE1PBE方法及CPCM模型计算具有空间位阻的非对称反铂抗癌药反-异丙胺·间羟甲基吡啶·二氯铂的水解反应机理.结果表明,由于空间效应,水分子从垂直于Pt平面四边形配位的方向进攻,其水解反应为水的H,O原子分别与Cl,Pt原子形成平面四边形结构的协同作用结果,Pt的5d电子和Cl的3p电子分别向水的H—O反键轨道离域,O的孤对电子向Pt的价层空轨道或Pt—Cl反键轨道离域,速率决定步骤经过一个近似三角双锥的过渡态完成.随着反应的进行,离域效应增强,Pt与O作用增强,而Pt—Cl键减弱.溶剂化效应使两步水解反应的各反应物、生成物和过渡态的能量较气相时低63.6～386.3kJ/mol,单点能垒较气相反应低约17.1～36.2kJ/mol.从空间位阻较小的异丙基相反方向进攻的反应通道更易进行,其中1B和2B通道活化焓(分别为79.7和87.8kJ/mol)最小,是第一、二步水解反应的主要通道.第二步水解活化能垒远高于顺铂,两步水解活化能垒均高于对称的反铂trans-[PtCl2(i-pra)2]. 展开更多

关键词 反铂抗癌药物 密度泛函理论 水解反应 反应机理 溶剂化效应

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利用EQCM研究铅电极在硫酸和硫酸钠溶液中的反应机理 被引量：1

9

作者 邹献平 康宗轩 +4 位作者 黄毓岚 舒东 钟雅云 郝俊南 廖雨清 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期362-367,共6页

使用电化学线性扫描伏安(LSV)、循环伏安(CV)和电化学石英晶体微天平(EQCM)方法研究了硫酸和硫酸钠溶液中铅电极表面的反应过程.伏安曲线和电极表面质量变化结果分析表明,从-1.0 V到-0.4 V正向扫描时,铅在硫酸溶液中生成两种氧化产物,在... 使用电化学线性扫描伏安(LSV)、循环伏安(CV)和电化学石英晶体微天平(EQCM)方法研究了硫酸和硫酸钠溶液中铅电极表面的反应过程.伏安曲线和电极表面质量变化结果分析表明,从-1.0 V到-0.4 V正向扫描时,铅在硫酸溶液中生成两种氧化产物,在-0.87 V时生成硫酸铅,在-0.73 V时生成Pb O·Pb SO4,然后Pb O·Pb SO4转化成硫酸铅,而铅在硫酸钠中的氧化产物只有硫酸铅.因此,酸性溶液是Pb O·Pb SO4形成的必要条件,这进一步揭示了铅酸电池的负极放电机理,也为铅酸电池负极反应过程提供了新的研究方法. 展开更多

关键词 铅酸电池 电化学石英晶体微天平 循环伏安 铅电极

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单分散球形纳米Fe3O4的可控合成和嵌锂性质研究

10

作者 邹红丽 李伟善 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期590-594,共5页

利用水热法合成出单分散的球形纳米Fe3O4,探讨含十二烷基三甲基溴化铵表面活性剂合成样品形貌和尺寸.测试表明Fe3O4纳米球呈现出优越的倍率性能和循环性能.

关键词 Fe3 O4 锂离子电池 负极材料 纳米粒子 水热法

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过充电保护添加剂1,4-二甲氧基苯的反应机理(英文) 被引量：5

11

作者 李田田 王朝阳 +5 位作者 邢丽丹 李伟善 彭彬 许梦清 顾凤龙 胡社军 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第4期818-822,共5页

采用密度泛函理论(B3LYP/6-311+G(d,p))和MP2/6-311+G(d,p)方法,研究锂离子电池过充电保护添加剂1,4-二甲氧基苯(p-DMOB)的作用机理.计算结果表明,在过充时,p-DMOB优先于溶剂分子(乙基甲基碳酸酯、二甲基碳酸酯、碳酸乙酯)发生氧化反应.... 采用密度泛函理论(B3LYP/6-311+G(d,p))和MP2/6-311+G(d,p)方法,研究锂离子电池过充电保护添加剂1,4-二甲氧基苯(p-DMOB)的作用机理.计算结果表明,在过充时,p-DMOB优先于溶剂分子(乙基甲基碳酸酯、二甲基碳酸酯、碳酸乙酯)发生氧化反应.用B3LYP和MP2计算所得的p-DMOB理论氧化电位接近,分别为4.12和4.05V(vsLi/Li+).p-DMOB氧化时首先失去一个电子,生成p-DMOB+·正离子自由基,用B3LYP和MP2方法计算所得的相应能量变化分别为701.24和728.27kJ·mol-1.失去电子后苯环的共轭性受到破坏,随后p-DMOB+·苯环上的C―H键发生断裂,失去H+并形成p-DMOB·自由基.用B3LYP和MP2方法计算所得的相应能量变化分别为1349.78和1810.99kJ·mol-1.p-DMOB·自由基很不稳定,会在电极表面发生聚合反应形成聚合物膜,用B3LYP和MP2方法计算所得的相应能量变化分别为-553.37和-1331.20kJ·mol-1. 展开更多

关键词 锂离子电池 过充电保护添加剂 1 4-二甲氧基苯 反应机理 密度泛函理论

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二氢卟吩e6赖氨酸酰胺稳定性及电子光谱 被引量：5

12

作者 万景柏 刘淑贞 +3 位作者 潘树英 许旋 李旭 叶冰 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第1期32-38,共7页

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31G*水平上对二氢卟吩e6(简称e6)及设计的6个e6赖氨酸酰胺进行几何优化,对优化构型用B3LYP/6-31G**法进行单点计算,并用含时密度泛函理论LSDA/6-31G**方法计算电子吸收光谱.结果表明,赖氨酸的ε-NH2与e6连接... 采用密度泛函理论在B3LYP/6-31G*水平上对二氢卟吩e6(简称e6)及设计的6个e6赖氨酸酰胺进行几何优化,对优化构型用B3LYP/6-31G**法进行单点计算,并用含时密度泛函理论LSDA/6-31G**方法计算电子吸收光谱.结果表明,赖氨酸的ε-NH2与e6连接的酰胺更稳定,其中,15位的乙酰胺Yε最稳定.形成赖氨酸酰胺改善了e6的水溶性,有利于药物吸收.各e6赖氨酸酰胺的前线轨道集中于二氢卟吩环,由于连接酰胺基侧链的二氢卟吩环平面性有所下降,前线轨道能隙略为升高,最大电子吸收波长相对于e6蓝移16-39nm,但仍处于光动力治疗窗口"600-900nm".酰胺链的构象对吸收波长影响较大,Yε三个较稳定构象中,酰胺链垂直于二氢卟吩环的Yε1和Yε2的二氢卟吩环平面性较好,最大吸收波长比酰胺链与二氢卟吩环近似平面的Yε红移53、50nm,三者平均值较e6红移18nm. 展开更多

关键词 密度泛函理论 二氢卟吩e6赖氨酸酰胺 电子吸收光谱 稳定性

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尿素作为造孔剂对聚乙烯支撑的PAMS聚合物电解质性能的改进 被引量：2

13

作者 陈朗 饶睦敏 +4 位作者 李伟善 许梦清 廖友好 谭春林 易金 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1689-1694,共6页

采用乳液聚合法合成聚(丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-笨乙烯)(P(AN-MMA-ST)或者共聚物PAMS),并利用尿素作为造孔剂制备了聚乙烯(PE)支撑的PAMS聚合物膜(PE-PAMS-U)及凝胶聚合物电解质(GPE).利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫... 采用乳液聚合法合成聚(丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-笨乙烯)(P(AN-MMA-ST)或者共聚物PAMS),并利用尿素作为造孔剂制备了聚乙烯(PE)支撑的PAMS聚合物膜(PE-PAMS-U)及凝胶聚合物电解质(GPE).利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)分析、线性电位扫描(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)以及充放电等方法对PAMS聚合物以及PE支撑的聚(丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯)(PE-PAMS)聚合物隔膜及凝胶聚合物电解质的性能进行了研究.结果表明,利用尿素作为造孔剂可以提高PE-PAMS凝胶聚合物的性能.由于尿素的加入,聚合物膜呈现均匀的微孔结构,室温下的电导率从1.1×10^(-3)S·cm^(-1)提高到2.15×10^(-3)S·cm^(-1).同时,锂电极/聚合物电解质界面上的电荷传递电阻也从480Ω·cm^2降低到250Ω·cm^2.电化学稳定窗口为5.0V.电池(Li/PE支撑的GPE/LiCoO_2)的测试证明,用尿素作为造孔剂的凝胶聚合物锂离子电池表现出优良的倍率性能和循环性能. 展开更多

关键词 锂离子电池:凝胶聚合物电解质:聚(丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯) 尿素 造孔剂

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冶金法制备太阳能级硅工艺及其进展 被引量：1

14

作者 刘玉 卢东亮 +4 位作者 胡玉燕 林涛 王博 孙艳辉 陈红雨 《材料研究与应用》 CAS 2010年第4期278-281,共4页

近几年来,用冶金法提纯冶金级硅,制造太阳能级多晶硅取得了可喜的成绩,但是,硅料中杂质的彼此影响和杂质浓度对电池转化效率的作用、以及冶金过程中装料坩埚对硅料的二次污染是产业化过程中面临的两个难题,前者的作用机理尚不明确,后者... 近几年来,用冶金法提纯冶金级硅,制造太阳能级多晶硅取得了可喜的成绩,但是,硅料中杂质的彼此影响和杂质浓度对电池转化效率的作用、以及冶金过程中装料坩埚对硅料的二次污染是产业化过程中面临的两个难题,前者的作用机理尚不明确,后者工艺的有待改进,无论哪一点都对用冶金法提纯多晶硅提出了挑战.本文对这些问题进行了分析,并介绍了当前国外的一些新的研究成果和工艺. 展开更多

关键词 冶金法 提纯 杂质浓度 二次污染

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二氟磷酸锂作为电解液添加剂在锂离子电池中的应用 被引量：3

15

作者 张乾魁 刘思 +3 位作者 王贤树 余乐 范伟贞 李伟善 《新能源进展》 2019年第6期480-486,共7页

锂离子电池的能量密度主要由正、负极材料的比容量和电极电位决定,但其性能发挥与电极/电解液界面性质密切相关。为提高锂离子电池的性能,必须使用电解液添加剂改善电极/电解液界面性质。迄今为止,已有大量的文献报道各种类型的电解液... 锂离子电池的能量密度主要由正、负极材料的比容量和电极电位决定,但其性能发挥与电极/电解液界面性质密切相关。为提高锂离子电池的性能,必须使用电解液添加剂改善电极/电解液界面性质。迄今为止,已有大量的文献报道各种类型的电解液添加剂,但得到实际应用的却为数不多。二氟磷酸锂(LiPO2F2)是最近得到实际应用的电解液添加剂,能有效降低界面阻抗、提高充放电循环稳定性等。本文介绍该添加剂在锂离子电池中的应用效果及其作用机理。 展开更多

关键词 锂离子电池 电极/电解液界面 电解液添加剂 二氟磷酸锂

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金属串配合物(n,m)[Cr_3(PhPyF)_4Cl_2](n=2,3,4;m=2,1,0)的配位结构及其与电场的关系

16

作者 丁丹丹 许旋 +3 位作者 吴子文 周沃华 陈蓉 徐志广 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1323-1330,共8页

应用密度泛函理论BP86方法研究具有分子导线潜在应用的金属串配合物(n,m)[Cr3(Ph Py F)4Cl2](HPh Py F=N,N′-苯基吡啶基甲脒;n=2,3,4;m=2,1,0)的配位结构及其受电场作用的影响,n、m分别表示Ph Py F-的苯环在左侧和在右侧的配体个数.结... 应用密度泛函理论BP86方法研究具有分子导线潜在应用的金属串配合物(n,m)[Cr3(Ph Py F)4Cl2](HPh Py F=N,N′-苯基吡啶基甲脒;n=2,3,4;m=2,1,0)的配位结构及其受电场作用的影响,n、m分别表示Ph Py F-的苯环在左侧和在右侧的配体个数.结果表明:(1)零电场下,四个Ph Py F-的(2,2)、(3,1)和(4,0)三种配位方式能量差别很小,为竞争态,(2,2)最稳定.(4,0)结构中两端轴向配体Cl均可与Cr配位,且Cl4―Cr1键比Cl5―Cr3键更强,若作为分子器件可与电极结合,这与(4,0)[Cu Cu M(npa)4Cl][PF6](M=Pd,Pt;Hnpa=2-萘啶苯胺)靠近苯环一端的轴向配体无法与M配位不同.(2)在(2,2)、(3,1)和(4,0)中,Cr36+链均具有三中心三电子离域σ键,但离域性逐渐减弱.随四个Ph Py F-配位方式趋于一致,分子极性逐渐增大,由Cl4指向Cl5(Z)方向,Cr1的α自旋密度增大,Cr2的β和Cr3的α自旋密度减小.(3)分子的几何结构和电子结构在电场下发生规律性变化,在-Z方向电场作用下,(3,1)、(4,0)电子移动方向与极性方向相同,使分子的键长、自旋密度、电荷和能隙变化显著性均大于Z方向电场,且极性越大变化越显著,有利于提高分子导电性. 展开更多

关键词 金属串配合物 密度泛函理论 配位方式 电场 分子极性

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