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硅基新一代鋰電負(fù)極材料制備
目前鋰離子電池的能量密度已經(jīng)越來越不能滿足其在電動汽車、智能手機(jī)和大規(guī)模儲能方面的應(yīng)用。鋰離子電池的能量密度低主要是因為所采用的正負(fù)極材料的比容量較低，尤其是負(fù)極材料石墨，其理論比容量為 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商業(yè)化前景的負(fù)極材料為硅基負(fù)極材料，其理論比容量為 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。據(jù)招商證券預(yù)計，硅基負(fù)極材料在 2020 年的市場使用量接近于 5 萬噸，銷售額接近于 50 億。 然而硅基材料在充放電過程中較大的體積變化率（>300%）限制了其商業(yè)化應(yīng)用，較大的體積變化導(dǎo)致極片碎裂以及電解液在材料表面持續(xù)分解，從而造成其循環(huán)性能劇烈下降。另外，硅基材料為半導(dǎo)體，其導(dǎo)電性較差，從而導(dǎo)致硅基負(fù)極材料的倍率性能較差。如何解決硅基負(fù)極材料這兩大缺點(diǎn)是普及硅基材料在鋰離子電池應(yīng)用的關(guān)鍵。 陳永勝教授課題組結(jié)合在納米技術(shù)和石墨烯材料領(lǐng)域的專長，經(jīng)過近 10 幾年的研究，采用低成本的原材料、易工業(yè)化的工藝技術(shù)制備了石墨烯包覆的硅基負(fù)極材料，主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)包括：1）采用獨(dú)特的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的納米技術(shù)將大粒徑的硅粉進(jìn)行納米化處理，納米化大大緩解了硅在充放電過程中體積變化的問題，從而從根本上解決了硅基負(fù)極材料循環(huán)性能差的問題；2）石墨烯包覆則充分發(fā)揮了石墨烯導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好、機(jī)械性能優(yōu)異、電化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，改善了材料的鋰離子擴(kuò)散性能和電子導(dǎo)電性，大大提高了功率特性； 14隔絕了硅與電解液的直接接觸，抑制副反應(yīng)造成的電解液分解和材料侵蝕，提高了首次效率，延緩了使用過程中的壽命衰減；進(jìn)一步減緩了充放電過程中硅的體積變化，維持材料結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，極大地提升了循環(huán)特性。
南開大學(xué)
2021-02-01
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牙科用藻酸鹽印模材料精準(zhǔn)投料器
本專利通過微電子電路精準(zhǔn)控制藻酸鹽印模材粉劑的量及水量并保持水溫在規(guī)定的恒定溫度，使最終得到的印模膏的稀稠度適當(dāng)，強(qiáng)度適當(dāng)從而取得臨床適用的印模。可應(yīng)用于口腔科各類使用藻酸鹽印模材制取印模的操作。
天津醫(yī)科大學(xué)
2021-02-01
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高性能導(dǎo)電聚合物納米復(fù)合材料
導(dǎo)電聚合物不僅在國家安全、國民經(jīng)濟(jì)，而且在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活等領(lǐng)域都有極大的應(yīng)用價值。導(dǎo)電聚合物具有防靜電的特性，可以用于電磁屏蔽。導(dǎo)電聚合物具有摻雜和脫摻雜特性，可以做可充放電的電池、電極材料；它對電信號的變化非常敏感，因此可以做傳感器；能夠吸收微波，因此可以做隱身飛機(jī)的涂料；利用導(dǎo)電聚合物可以由絕緣體變?yōu)榘雽?dǎo)體再變?yōu)閷?dǎo)體的特性，可以使巡航導(dǎo)彈在飛行過程中隱形，然后在接近目標(biāo)后絕緣起爆；與納米技術(shù)相結(jié)合，導(dǎo)電聚合物可以制成分子導(dǎo)線材料，制作分子器件和其它電子元件。 利用介孔硅為模板，在其孔道里封裝導(dǎo)電高分子聚吡咯，形成了新的核-殼型導(dǎo)電高分子納米復(fù)合材料。復(fù)合材料中聚吡咯的分解溫度分別比純樣（240度分解）高出50-80度，其熱穩(wěn)定性提高了約20%-30%。在加電場誘導(dǎo)下，聚吡咯分子鏈上的自由電子或空穴載流子遷移而產(chǎn)生界面極化引起高的電流變效應(yīng)。 采用嵌段共聚物（P123）為結(jié)構(gòu)定向劑，分別在碳納米管（CNT）及納米Fe3O4存在下，以原位化學(xué)氧化聚合的方法制備出良好導(dǎo)電、磁性能的聚吡咯基納米復(fù)合材料。當(dāng)碳納米管的含量超過20%時，其導(dǎo)電率已經(jīng)達(dá)到7.0 S/cm。隨Fe3O4含量的增大，復(fù)合材料的磁化強(qiáng)度可達(dá)24.6emu/g。
華東理工大學(xué)
2021-02-01
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鋰離子電池正極材料磷酸釩鐵鋰
成果描述：橄欖石型磷酸鐵鋰因為其具有環(huán)境友好、成本低、來源廣以及穩(wěn)定性和安全性好等優(yōu)點(diǎn)；但其過低的離子導(dǎo)電率和電子導(dǎo)電率也限制了LiFePO4在動力鋰離子電池方面的應(yīng)用。 單斜結(jié)構(gòu)的磷酸釩鋰晶體內(nèi)部原子排列構(gòu)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為鋰離子的遷移提供了有利的通道，因而Li3V2(PO4)3具有更好的鋰離子導(dǎo)電性。單斜結(jié)構(gòu)的Li3V2(PO4)3具有較好的穩(wěn)定性和大電流充放電特性，同時其在充放電時有不止一個鋰離子參與脫嵌，具有比LiFePO4更高的電壓平臺。 本研究通過加入高含量釩合成同時包含LiFePO4和Li3V2(PO4)3相的復(fù)合正極材料，利用Li3V2(PO4)3快離子導(dǎo)體的特性改善材料的導(dǎo)電性，使材料具更好的電化學(xué)性能。市場前景分析：低成本磷酸釩鐵鋰電池主要應(yīng)用于（1）動力電源系統(tǒng)市場，主要針對電動自行車、電動汽車、電動觀光車、旅游游艇等.（2）儲能系統(tǒng)，比如高檔住宅小區(qū)的太陽能路燈、景觀照明燈、移動通訊基站蓄電池、風(fēng)能發(fā)電等儲能系統(tǒng)。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：克容量(1C)：160mAh/g； 10C/1C＞80%； 常溫循環(huán)2000次保持85%以上； 振實(shí)密度：1.3g/cm3以上 國際先進(jìn)。
四川大學(xué)
2021-04-11
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功能磁性納米材料的構(gòu)建及診療應(yīng)用基礎(chǔ)
"該成果獲2018年度高等學(xué)校科學(xué)研究優(yōu)秀成果獎（科學(xué)技術(shù)）自然科學(xué)類一等獎，系統(tǒng)研究了磁性納米材料的控制制備及表面修飾，研究成果發(fā)表在Coll. Surf. A與Nanoscale Res. Lett.，共計被SCI正面他引260篇次。研制出10L納米g-Fe2O3弛豫率國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW（E）130387），教育部組織的科技成果鑒定認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)填補(bǔ)了國內(nèi)外空白，對磁共振成像造影劑研制、生產(chǎn)及臨床應(yīng)用具有重要意義。提出了一種交變磁場誘導(dǎo)磁性納米顆粒組裝的新機(jī)制，制備得到具有各向異性磁熱效應(yīng)的水凝膠，結(jié)果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等專業(yè)期刊上，被同行認(rèn)為“交變磁場組裝磁性納米顆粒是過去十幾年來除了靜磁場控制組裝以外首次提出的新的組裝方式和機(jī)制”，“首次制備具有各向異性磁熱效應(yīng)的磁性水凝膠”，“在未來的臨床熱療中具有重要應(yīng)用前景”。
東南大學(xué)
2021-04-10
人工器官用生物組織材料及其制備方法
該技術(shù)制備的生物組織材料是一種以豬主動脈血管為基體,以氧化海藻酸鈉為交聯(lián)劑制備的人工器官用生物組織材料。
四川大學(xué)
2021-04-10
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超高韌性水泥基復(fù)合材料工程應(yīng)用
超高韌性混凝土（UHTCC） 硬化后具有顯著的應(yīng)變硬化特征，在拉伸荷載作用下可產(chǎn)生多條細(xì)密裂縫，極限裂縫寬度小于0.1mm，極限拉應(yīng)變可穩(wěn)定地達(dá)到3％以上。該材料的極限拉應(yīng)變是混凝土拉應(yīng)變 (0.01%)的300倍以上，鋼筋屈服應(yīng)變 (0.15%) 的20倍以上。采用UHTCC永久性模板-結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計方法，在模板設(shè)計過程中，使用模板的連接件和面板來分散混凝土主體結(jié)構(gòu)上的裂縫，借助UHTCC材料的裂縫無害化分散能力將混凝土結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的裂縫分散成寬度小于0.1mm的無害裂縫，通過這樣的方法可以有效控制大體積混凝土表面的裂縫，從而提升其耐久性
浙江大學(xué)
2021-04-10
一種多孔粘土異構(gòu)材料的制備方法
本發(fā)明公開了一種多孔粘土材料的制備方法。該方法的過程是:首先將脫水干燥后的廢棄有機(jī)膨潤土與共表面活性劑混合反應(yīng);再加入中性無機(jī)前驅(qū)體進(jìn)行攪拌反應(yīng);然后固液分離;固體部分經(jīng)焙燒去除表面活性劑和吸附的有機(jī)物染物,即得到所要求的多孔粘土異構(gòu)材料。無須常規(guī)合成方法中的陽離子表面活性劑與粘土反應(yīng)步驟,且無須額外添加陽離子表面活性劑。該方法制備的多孔粘土異構(gòu)材料符合常規(guī)方法制備的同類材料的特點(diǎn),比表面積大,孔分布均勻,孔徑介于微孔和中孔之間,空隙有序度高。由于該材料采用成本極低的廢棄物為原料,且無須添加陽離子表面活性劑,因而大大降低合成成本,簡化制備步驟。
浙江大學(xué)
2021-04-11
鐵磁性非晶合金功能材料制備及應(yīng)用
研制出了多個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鐵磁性非晶、納米晶軟磁合金材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、軟磁性能、耐蝕性能及對染料廢水高效降解性能，具體研究成果包括：（1）高飽和磁感低損耗納米晶軟磁合金：研制了FeSiBPCu系列納米晶軟磁合金，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)1.8T以上，1.5T/50Hz條件下的鐵損僅為0.29W/kg，是高級取向硅鋼鐵損的1/2，技術(shù)性能遠(yuǎn)優(yōu)于日本主要生產(chǎn)和大力推廣的FINEMET納米晶合金系列產(chǎn)品，在高效節(jié)能電機(jī)、無線充電系統(tǒng)、新能源汽車等技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊市場前景；（2）鐵磁性非晶合金構(gòu)件涂層：制備了厚度達(dá)9mm的非晶合金構(gòu)件涂層，非晶度90[[%]]以上，孔隙率低于1[[%]]，平均硬度達(dá)976HV，內(nèi)聚強(qiáng)度為237MPa；利用激光熔覆技術(shù)進(jìn)一步改善其力學(xué)性能，斷裂強(qiáng)度達(dá)1800Mpa，具有優(yōu)異的耐蝕性能和耐摩擦磨損性能，適用于各種功能構(gòu)件的在線修復(fù)；（3）鐵基非晶合金化學(xué)性能研究：研究了FePC(Cu)、FeSiBPCu、FeBC、FeCrNbYB等非晶/納米晶合金在對染料廢水的高效降解，發(fā)現(xiàn)合金表面的“自更新”行為可有效提高合金的重復(fù)利用性，同時良好的熱磁調(diào)諧性使合金便于降解后的自動回收，對于實(shí)現(xiàn)高效、低成本處理印染廢水，解決水污染問題具有重要的應(yīng)用價值。
東南大學(xué)
2021-04-11
鐵磁性非晶合金功能材料制備及應(yīng)用
研制出了多個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鐵磁性非晶、納米晶軟磁合金材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、軟磁性能、耐蝕性能及對染料廢水高效降解性能，具體研究成果包括：（1）高飽和磁感低損耗納米晶軟磁合金：研制了FeSiBPCu系列納米晶軟磁合金，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)1.8T以上，1.5T/50Hz條件下的鐵損僅為0.29W/kg，是高級取向硅鋼鐵損的1/2，技術(shù)性能遠(yuǎn)優(yōu)于日本主要生產(chǎn)和大力推廣的FINEMET納米晶合金系列產(chǎn)品，在高效節(jié)能電機(jī)、無線充電系統(tǒng)、新能源汽車等技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊市場前景；（2）鐵磁性非晶合金構(gòu)件涂層：制備了厚度達(dá)9mm的非晶合金構(gòu)件涂層，非晶度90%以上，孔隙率低于1%，平均硬度達(dá)976HV，內(nèi)聚強(qiáng)度為237MPa；利用激光熔覆技術(shù)進(jìn)一步改善其力學(xué)性能，斷裂強(qiáng)度達(dá)1800Mpa，具有優(yōu)異的耐蝕性能和耐摩擦磨損性能，適用于各種功能構(gòu)件的在線修復(fù)；（3）鐵基非晶合金化學(xué)性能研究：研究了FePC(Cu)、FeSiBPCu、FeBC、FeCrNbYB等非晶/納米晶合金在對染料廢水的高效降解，發(fā)現(xiàn)合金表面的“自更新”行為可有效提高合金的重復(fù)利用性，同時良好的熱磁調(diào)諧性使合金便于降解后的自動回收，對于實(shí)現(xiàn)高效、低成本處理印染廢水，解決水污染問題具有重要的應(yīng)用價值。
東南大學(xué)
2021-04-11