|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
硅基新一代锂电负极材料制备
项目成果/简介:目前锂离子电池的能量密度已经越来越不能满足其在电动汽车、智能手机和大规模储能方面的应用。锂离子电池的能量密度低主要是因为所采用的正负极材料的比容量较低，尤其是负极材料石墨，其理论比容量为 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商业化前景的负极材料为硅基负极材料，其理论比容量为 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。据招商证券预计，硅基负极材料在 2020 年的市场使用量接近于 5 万吨，销售额接近于 50 亿。 然而硅基材料在充放电过程中较大的体积变化率（>300%）限制了其商业化应用，较大的体积变化导致极片碎裂以及电解液在材料表面持续分解，从而造成其循环性能剧烈下降。另外，硅基材料为半导体，其导电性较差，从而导致硅基负极材料的倍率性能较差。如何解决硅基负极材料这两大缺点是普及硅基材料在锂离子电池应用的关键。 陈永胜教授课题组结合在纳米技术和石墨烯材料领域的专长，经过近 10 几年的研究，采用低成本的原材料、易工业化的工艺技术制备了石墨烯包覆的硅基负极材料，主要技术创新点包括：1）采用独特的、具有自主知识产权的纳米技术将大粒径的硅粉进行纳米化处理，纳米化大大缓解了硅在充放电过程中体积变化的问题，从而从根本上解决了硅基负极材料循环性能差的问题；2）石墨烯包覆则充分发挥了石墨烯导电导热性能好、机械性能优异、电化学性能稳定等特点，改善了材料的锂离子扩散性能和电子导电性，大大提高了功率特性； 14隔绝了硅与电解液的直接接触，抑制副反应造成的电解液分解和材料侵蚀，提高了首次效率，延缓了使用过程中的寿命衰减；进一步减缓了充放电过程中硅的体积变化，维持材料结构的整体稳定性，极大地提升了循环特性。效益分析:陈永胜教授课题组发明的石墨烯包覆硅基负极材料，从制备过程上讲，具有工艺简单、成本低廉、易工业化的特点；从性能上讲，具有比容量高、稳定性好、压实密度大等优点，与高比容量正极组成的锂离子电池的能量密度是当前商业化锂离子电池能量密度的数倍以上。
南开大学
2021-04-11
硅基新一代锂电负极材料制备
目前锂离子电池的能量密度已经越来越不能满足其在电动汽车、智能手机和大规模储能方面的应用。锂离子电池的能量密度低主要是因为所采用的正负极材料的比容量较低，尤其是负极材料石墨，其理论比容量为 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商业化前景的负极材料为硅基负极材料，其理论比容量为 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。据招商证券预计，硅基负极材料在 2020 年的市场使用量接近于 5 万吨，销售额接近于 50 亿。 然而硅基材料在充放电过程中较大的体积变化率（>300%）限制了其商业化应用，较大的体积变化导致极片碎裂以及电解液在材料表面持续分解，从而造成其循环性能剧烈下降。另外，硅基材料为半导体，其导电性较差，从而导致硅基负极材料的倍率性能较差。如何解决硅基负极材料这两大缺点是普及硅基材料在锂离子电池应用的关键。 陈永胜教授课题组结合在纳米技术和石墨烯材料领域的专长，经过近 10 几年的研究，采用低成本的原材料、易工业化的工艺技术制备了石墨烯包覆的硅基负极材料，主要技术创新点包括：1）采用独特的、具有自主知识产权的纳米技术将大粒径的硅粉进行纳米化处理，纳米化大大缓解了硅在充放电过程中体积变化的问题，从而从根本上解决了硅基负极材料循环性能差的问题；2）石墨烯包覆则充分发挥了石墨烯导电导热性能好、机械性能优异、电化学性能稳定等特点，改善了材料的锂离子扩散性能和电子导电性，大大提高了功率特性； 14隔绝了硅与电解液的直接接触，抑制副反应造成的电解液分解和材料侵蚀，提高了首次效率，延缓了使用过程中的寿命衰减；进一步减缓了充放电过程中硅的体积变化，维持材料结构的整体稳定性，极大地提升了循环特性。
南开大学
2021-02-01
性能可设计梯度铁基减摩材料开发
梯度铁基减摩材料主要用于汽车、工程机械、 航空等领域的液压系统关键摩擦副零件的制造，如用于滑动轴 承、齿轮泵侧板、柱塞泵配油盘等典型零件的制造。 本项目针对铁基减摩材料高强度与良好自润滑特性难以共存的矛盾，开发的梯度铁基减摩材料基于致密强化配方设计， 实现基体材料致密高强、高承载目标；基于表层材料固体润滑 技术与孔隙可控设计，利于液-固润滑介质供给摩擦表面，达到 液-固润滑协同作用，改善材料减摩、抗粘
合肥工业大学
2021-04-14
Sb2Te3(GeTe)n基热电材料
研究中发现，通过适当的退火工艺，可以有效调控Sb2Te3(GeTe)n基材料中阳离子缺陷的类型，该工作运用球差矫正电子显微镜的原位观测技术及高角暗场扫描透射电镜技术（in situ/HAADF-STEM）等, 通过比对退火前后的样品及在电镜下模拟退火过程，清楚地追踪到样品中阳离子缺陷由短程的点缺陷聚集演化成长程的面缺陷的过程，使得调控样品内载流子浓度降低到合适的程度，最终达到优化材料性能的目的。 该项工作使得Sb2Te3(GeTe)n基热电材料的总体性能大幅提升。据悉，热点材料优值ZT越高，其转换效率越高。在温度达到773K时，热电材料优值ZT达到了2.4，在323~773K较宽的工作温度区间内，材料的平均ZT高达1.51，能够满足中温区热电材料在商业应用中对性能的需求，有望解决Sb2Te3(GeTe)n基热电材料效率较低的问题。 本研究成果在目前热电材料亟待推广的低品位废热发电方向以及未来有可能实现的可穿戴自驱动电子器件与智能传感设备方面有较大的应用前景。
南方科技大学
2021-04-13
水泥胶砂养护池
北京耐尔得研发的NELD-CMC801型水泥胶砂试件恒温养护水槽是根据国标GB/T17671-1999，ISO679-1999的要求对水泥砂浆试体进行水养护，保证试件在20℃±1℃的温度范围内养护。本品采用304不锈钢材质，箱体安装保温材料，智能微处理仪表，温度测量精确，控时准确，用户可以自由设置养护用水的循环时间，养护温度等。箱内温度恒定速度快，养护水循环稳定，双过滤系统，可以用于水泥、胶砂、混凝土水养护。
北京耐尔得智能科技有限公司
2023-03-17
钼酸铜纳米棒复合电子封装材料
简介：本发明公开了一种钼酸铜纳米棒复合电子封装材料，属于结构材料技术领域。本发明钼酸铜纳米棒复合电子封装材料的质量百分比组成如下：钼酸铜纳米棒65‑80％、聚丙乙烯5‑7％、聚苯乙烯5‑7％、烷基聚氧乙烯醚0.05‑0.5％、乙酰丙酮钛3‑8％、聚乙烯蜡3‑7％、水3‑6％，钼酸铜纳米棒的直径为25‑100nm、长度为0.5‑3μm。本发明提供的钼酸铜纳米棒复合电子封装材料具有热膨胀系数低、导热系数高、耐老化及耐腐蚀性能优良、易加工、绝缘性好及制备温度低等特点，在电子封装领域具有良好的应用前景。
安徽工业大学
2021-04-11
空心微球复合口腔填充材料
根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006━2020年）》，其中明确指出攻克医用材料和释药系统创制关键技术，加快建立并完善国家医药创制技术平台，推进重大新药和医疗器械的自主创新。中科院理化所研发了纳米和微米级两类HA微球，完成了中试生产线建设，并将HA微球和国际先进口腔根管填充材料MTA相结合，制备了用于根管充填的最终产品。
中国科学院大学
2021-04-10
绿色环保、高性能复合结构材料
纤维复合结构材料：采用生态环保、高性能纤维复合结构材料，来代替传统的资源型、高能耗的水泥、钢材，建造工程结构构件，具有轻质高强、生态环保、可设计性好、耐久等特点，是绿色建材的重要研究方向工程复合木结构：采用杨木等速生树种为主要原料，通过高性能的环保型胶粘剂，利用现代木材加工技术制成复合木材，用来建造人居环境和谐的住宅、景观、古建筑、桥梁、大跨木结构公共建筑等，属于可持续发展的结构材料和体系。
南京工业大学
2021-04-13
绿色环保、高性能复合结构材料
采用生态环保、高性能纤维复合结构材料，来代替传统的资源型、高能耗的水泥、钢材，建造工程结构构件，具有轻质高强、生态环保、可设计性好、耐久等特点，是绿色建材的重要研究方向工程复合木结构： 采用杨木等速生树种为主要原料，通过高性能的环保
南京工业大学
2021-04-14
水土复合污染治理新型材料
本技术以人体所需、地壳中丰富的元素组分为原料，采用简便的合成技术制备出新型纳米环境修复材料，可用于有机污染物、重金属及微生物等复合污染的水土治理，尤其适用于农田修复。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
以人体所需、地壳中丰富的元素组分为原料，采用简便的合成技术制备出新型纳米环境修复材料，可用于有机污染物、重金属及微生物等复合污染的水土治理，尤其适用于农田修复。该材料与技术历经十年研发，已具备工业生产和规模化应用条件，先后在福建和广东等地完成中试生产和农田治理应用试验。镉污染农田经1次治理后，水稻粒中镉含量降低35%左右，且产量增产达25%以上。
材料在污染治理中具有下列特色和优势：
1、材料来源丰富、成本低，易制备；
2、环境友好，不含有毒有害的过渡金属组分；
3、可实现有机物、重金属和致病微生物等多元复合污染物同步修复；
4、操作简单，无需外部能量激发和特定设备；
5、还可以兼作作肥料增强土壤肥力，达到农作物的增产之效。
华中科技大学
2022-07-26