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石墨烯包覆钛酸锂材料及高性能超级电池
一、项目分类
显著效益成果转化
二、成果简介
本项目开创性地将石墨烯用于包覆钛酸锂，通过独特的加工工艺制得业内领先的石墨烯包覆钛酸锂材料，有效地解决了钛酸锂负极材料的产气问题，并以此为基础制得了高性能的钛酸锂超级电池。该电池单体可8C持续放电，20C脉冲放电，充放电循环大于30000次，10分钟可充电90%以上，低温性能优异（可在-40度环境下放电）。
石墨烯具有高导电性和优良的电化学稳定性，通过石墨烯的均匀包覆改善了钛酸锂的电子电导性，进而提升了电池的大倍率充放电能力和高低温性能。同时，石墨烯包覆降低了材料充放电过程中的极化，提高了材料的容量发挥，通过钝化钛酸锂材料表面的活性位点，解决了其产气问题。利用该负极材料做成钛酸锂超级电池，具有优异的倍率充放电性能、长寿命、高安全性能和优异的低温充放电性能。
本项目首先开发了石墨烯包覆的钛酸锂材料，采用高温固相法合成，X射线衍射图谱证明其为标准的钛酸锂尖晶石结构，微观上由100-200nm的一次颗粒组成的微米和亚微米级二次球形颗粒，D50为15±5μm，1C可逆容量大于155mAh/g。
获得了基于石墨烯包覆钛酸锂负极材料的钛酸锂超级电池，通过串并联成组后可以用于低温启动电源，轨道交通，储能等领域，在长寿命、高安全、快充和低温充放电领域具有广阔的应用前景。
南开大学
2022-07-29
限域效应驱动的二维碘化铅钙钛矿铁电体的发现
前期，东南大学化学化工学院国际分子铁电科学与应用研究院暨江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室科研人员首次发现了杂化铅碘钙钛矿分子铁电薄膜中的“涡旋-反涡旋”（vortex-antivortex）畴结构。此次，
东南大学
2021-01-12
材料学院周欢萍团队和张艳锋团队在钙钛矿太阳能电池的重要进展
《科学》报道材料学院周欢萍团队和张艳锋团队在钙钛矿太阳能电池的重要进展。
北京大学
2025-01-14
超硬耐高温抗氧化纳米多层膜材料
"表面涂层技术是改善材料性能的有效技术之一，在现代工业中发挥着越来越重要的作用。将涂层与基体材料的优良性能相结合可以有效降低材料的磨损，提高材料的强度，提高材料的高温抗氧化性等性能。随着现代工业技术的发展，传统TiN、CrN等单一涂层材料难易满足其需要，通过复合单层材料而成的纳米多层膜涂层拥有单层材料无法比拟的综合性能而越来越被重视，成为了一种具有广阔应用前景的材料，具有重大的应用和经济价值。 技术特点：该项目制备出了异结构TiAlSiN/Si3N4、CrAlSiN/Si3N4纳米多层膜及同结构TiCrAlN/TiAlN纳米多层膜，其硬度可超过36 Gpa，抗氧化温度超过了800℃；可以根据实际性能需求选择单层材料制备具有特殊性能的纳米多层膜涂层材料。 "
厦门大学
2021-04-10
超硬耐高温抗氧化纳米多层膜材料
表面涂层技术是改善材料性能的有效技术之一，在现代工业中发挥着越来越重要的作用。将涂层与基体材料的优良性能相结合可以有效降低材料的磨损，提高材料的强度，提高材料的高温抗氧化性等性能。随着现代工业技术的发展，传统TiN、CrN等单一涂层材料难易满足其需要，通过复合单层材料而成的纳米多层膜涂层拥有单层材料无法比拟的综合性能而越来越被重视，成为了一种具有广阔应用前景的材料，具有重大的应用和经济价值。
厦门大学
2021-01-12
新型纳米复合W-氧化物电极材料
W-氧化物电极材料（通常氧化物种类为ThO2,CeO2及La2O3等，含量为2%重量百分比）广泛应用于惰性气体保护电弧焊和等离子体焊接、切割、喷涂、熔炼等工业领域。在使用过程中，电极材料担负发射电子，维持电弧稳定燃烧的作用，同时还承受高能离子轰击和高烧蚀等恶劣服役条件。正是由于其重要地位，电极材料被誉为电弧等离子体发生器的"心脏"。采用先进特殊工艺开发的新
西安交通大学
2021-01-12
氧化镁模板协同氢氧化钾活化制备多孔炭材料的方法
简介：本发明公开一种氧化镁模板协同氢氧化钾活化制备多孔炭材料的方法，属于炭材料与微波化学技术领域。该方法是以煤沥青为碳源，纳米氧化镁为模板，氢氧化钾为活化剂，三者研磨后的混合物转移至刚玉坩埚中，置于微波反应器内进行一步微波加热活化，制得电化学电容器用多孔炭材料，所得多孔炭材料比表面积介于439-1394m2/g之间，总孔容介于0.23-0.94cm3/g之间，平均孔径介于1.95-3.36nm之间，非微孔孔容占总孔容的比例介于26.1-86.2%之间，多孔炭产率介于37.8-84.9%之间。本发明方法具有快速和节能的优点，制得的多孔炭作为电化学电容器电极材料，具有很好的稳定性和优异的综合性能。
安徽工业大学
2021-04-13
二元硫化物作为热电材料
从元素在地壳中的丰度，毒性和价格方面介绍硫化物作为热电材料的天然优势；从热电性能上分析了硫化物在热稳定性，载流子浓度的可调控性等方面的劣势；也总结了包括元素掺杂、微观结构调控等优化硫化物热电材料的方法；最后提出了硫化物潜在的研究方向和可能的优化硫化物热电材料性能的新方法。
南方科技大学
2021-04-13
聚噻吩/酞菁纳米复合材料用作钙钛矿太阳能电池高效空穴传输材料
能源与环境问题是目前人类面临的两个重大危机，也是科研工作者关注的重点领域。钙钛矿太阳能电池以其独特的物理性质、醒目的光电转化效率和良好的工业应用前景等特点，被认为是一种拥有巨大解决能源问题潜力的光伏器件。但其电池效率衰减(稳定性)等问题是其走向工业化应用急待解决的课题。现行钙钛矿电池比较普遍使用的空穴传输材料是一种比较昂贵的螺二芴结构化合物(spiro-OMeTAD)，需要通过掺杂锂盐以提高电池的性能，但这同时加剧了钙钛矿电池的不稳定性。所以一直以来研究人员希望寻找更加廉价和稳定的空穴传输材料来替代传统材料。 酞菁铜是一种具有优异光电特性的廉价小分子半导体材料。但其有机溶解性比较差，不利于廉价液相工艺规模制备光电器件。许宗祥课题组从分子设计层面出发，开发八甲基取代的酞菁铜并制备纳米材料，通过酞菁纳米材料与廉价商业化的高分子材料聚噻吩复合，开发出了具备更高载流子迁移速率及环境稳定性的空穴传输材料，实现溶液法制备出光电转换效率为16.61%的钙钛矿太阳能电池，效率高于传统商业化的螺二芴结构化合物(spiro-OMeTAD)。同时器件的稳定性大幅度提高。
南方科技大学
2021-04-13
液相羰基催化氧化法一步合成碳酸二苯酯
本课题组在非均相氧化羰基化法一步碳酸二苯酯的进展 本课题组2000年就提出非均相一步合成DPC且在此方面作了大量的工作首先对催化剂载体的制备方法进行了研究，现在其收率可达到26％、选择性能达到99％。发表有关论文13篇，其中SCI收录5篇、EI收录两篇，发明专利1项。申报并获得授权的与之相关的项目有：国家自然基金2项，省项目2项，武汉市科委重大攻关项目1项。所以本课题组的实验室小试成果在国内外文献报道中尚处于先进水平。
武汉工程大学
2021-04-11