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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
一种钼酸锂纳米棒电子封装材料
简介：本发明公开了一种钼酸锂纳米棒电子封装材料，属于电子封装材料技术领域。本发明钼酸锂纳米棒电子封装材料的质量百分比组成如下：钼酸锂纳米棒65‑80％、聚乙烯醇8‑12％、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠0.05‑0.5％、异丙醇铝4‑8％、微晶石蜡4‑8％、水3‑7％，钼酸锂纳米棒的直径为50‑100nm、长度为1‑3μm。本发明提供的钼酸锂纳米棒电子封装材料具有绝缘性好、耐老化及耐腐蚀性能优良、导热系数高、热膨胀系数小、易加工、制备过程简单及制备温度低的特点，在电子封装材料领域具有良好的应用前景。
安徽工业大学
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
一种异质多材料增材制造系统
本发明属于增材制造领域，并公开了一种异质多材料增材制造 系统。该系统包括关节臂机器人、打印装置、减材装置和监测反馈装 置，通过采用旋转式多喷头切换打印装置，以多个送丝打印机构旋转 切换的方式进行多材料多工艺实时切换打印，实现了多材料多工艺的 高效 3D 打印成形；双目立体视觉在线实时监测反馈装置及时反馈加工 零部件的层层温度信息及三维轮廓信息并与原始模型对比标定，确定 减材加工时机及相应减材加工参数。通过本发明，高精
华中科技大学
2021-04-14
一种无模材料成型方法及装置
本发明公开了一种无模材料成型方法与装置。所述方法为原位 固化的粉末成型方法，主要步骤为：将含有催化剂的第一浆料和含有 引发剂的第二浆料分别作为 3D 打印材料，进行预混后，在诱导期内打 印成型。所述装置包括第一及第二储料容器、预混装置以及 3D 打印装 置，所述第一、第二储料容器与预混装置连接，所述预混装置与 3D 打 印装置的喷嘴连接；所述预混装置包括具有两个进料口的混合腔、搅 拌叶和电机，所述进料口分别与第一、第
华中科技大学
2021-04-14
一种太赫兹波段宽带吸收超材料
本发明公开了一种太赫兹波段宽带吸收超材料，属于电磁通信 领域。所述超材料包括金属反射层、介质层和金属图案层，介质层位 于金属反射层和金属图案层之间，金属反射层为连续金属薄膜，其厚 度大于太赫兹波的趋肤深度，金属图案层由周期性排列的单元器件构 成，单元器件为多个同心金属环，其中相邻单环的吸收带宽部分重叠， 形成太赫兹波段宽带吸收。本发明提供的太赫兹波段宽带吸收材料， 大大提高了超材料周期结构的占空比及平均吸收率，并可通
华中科技大学
2021-04-14
一种缺陷态结构声学超材料板
本发明公开了一种缺陷态结构声学超材料板，包括弹性薄膜，两块复合材料板以及若干个质量片，其中，两块所述复合材料板分别粘接于弹性薄膜上下两侧，所述复合材料板上设置有周期性排列的开口，若干个所述质量片分别设置于开口处的弹性薄膜上，所述质量片在分布中具有缺陷态结构。本发明提供的缺陷态结构声学超材料板，结构简单，设计性好，所使用基础材料皆为常规材料，易于批量化加工、生产，值得在业内推广。
西南交通大学
2016-10-19
一种低频隔振超材料轴结构
本发明公开了一种低频隔振超材料轴结构，包括串联排列的晶胞单元，晶胞单元包括轴基体、套设于轴基体外圆周上的弹性圈以及套设于弹性圈外圆周上的质量圈，弹性圈上沿其轴向均匀开设有缓冲槽。本发明所提供的低频隔振超材料轴结构，用于替代传统机械设备轴系，具有低频隔振能力强的突出特点，可在0～100Hz以内形成禁带，抑制扭转振动的传播，同时其对轴系扭转刚度降低较小，不影响轴系传递效率，结构简单，所使用基础材料皆为常规材料，易于批量化加工、生产。可用于汽车、列车、船舰、飞机等设备中低频扭转振动与低频噪声的降低、隔离及控制。
西南交通大学
2016-10-19
一种声学超材料悬置隔振结构
本发明公开了一种声学超材料悬置隔振结构，该悬置隔振结构由弹性薄膜以及设置于弹性薄膜上下两侧的两块包裹层呈弓字形折叠而成，所述包裹层上设置有周期性的开口，每个开口处的弹性薄膜上设置有质量块。本发明提供的声学超材料悬置隔振结构，兼具多层阻尼减振及声学超材料隔振功能，具有低频振动衰减能力强、易于实现选频衰减等突出优点。弓字形折叠板结构可以满足大范围的悬置刚度设计需求，且无高频硬化问题。整体而言，结构简单，设计性好，且所使用基础材料皆为常规材料，易于批量化加工、生产，值得在业内推广。
西南交通大学
2016-10-19
一种电卡材料及其制备方法
本发明公开了一种电卡材料及其制备方法。电卡材料由覆盖在 柔性衬底上的BST陶瓷纳米线阵列构成，所述BST陶瓷纳米线阵列中， Ba 和 Sr 的摩尔比为(1～3):1。本发明首次将 BST 陶瓷纳米线阵列用作 电卡材料，通过将 BST 陶瓷纳米线阵列转移到柔性衬底上，充分利用 铁电陶瓷良好的电卡效应和纳米线阵列特殊微结构具有的柔韧性，制 得具有良好柔韧性和理想电卡效应的电卡材料，实现了无机柔性电卡 材料的制备
华中科技大学
2021-04-14