硅(Si)负极在充放电过程中巨大的体积变化会导致固态电解质中间相(SEI)破裂和硅颗粒粉化, 进而造成容量快速衰减。本研究报道了一种利用Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)固体电解质调节Si/C负极表面SEI成分的策略。将LLZTO层均匀地涂覆在商用化聚丙烯(PP)隔膜表面, 不仅提高了电解液对隔膜的润湿性, 均匀化锂离子通量, 并且增大了SEI中无机组分的比例, 从而增强Si/C负极的界面稳定性。得益于上述优势, 使用LLZTO修饰的PP隔膜所组装的锂离子电池表现出更为优异的循环稳定性和倍率性能。Li-Si/C半电池的可逆容量为876 mAh·g-1, 在0.3C (1C=1.5 A·g-1)的倍率下, 200次循环的容量保持率为81%; 而LFP-Si/C全电池的比容量为125 mAh·g-1, 在0.3C (1C=170 mA·g-1)的倍率下循环100次后容量保持率为91.8%。该工作中LLZTO固体电解质调节了Si/C负极表面SEI成分, 为开发高性能硅基锂离子电池提供了新思路。
固体电解质中间相 成分调控 石榴石型固体电解质 Si/C负极 锂离子电池 solid electrolyte interphase composition regulation garnet-type solid electrolyte Si/C anode lithium- ion battery
大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室, 辽宁 大连 116024
为提升激光增材制造TC4合金的综合性能,采用铝为合金化组元对其进行组织与性能调控。结果表明:在激光增材制造的非平衡凝固条件下,不同铝添加量的TC4合金凝固组织皆由呈交错排列的β-Ti和α-Ti网篮组织构成,但有所不同的是,随着铝添加量的增加,组织中α-Ti固溶体的相对含量逐渐增多,其尺寸呈现出先减后增的变化趋势,即在铝添加量(质量分数)为1.5%时达到最小。沉积态合金的硬度、屈服强度和摩擦磨损性能随着铝添加量的增加而逐渐增大,而塑性、耐蚀性和表面粗糙度则分别在铝添加量(质量分数)为1.5%时达到最优。这表明,添加1.5%Al的沉积态合金有着最佳的性能匹配,其力学性能、摩擦学性能、电化学性能和成形性能均较TC4合金有了明显提升。
激光技术 激光增材制造 TC4合金 成分调控 组织 性能 中国激光
2021, 48(14): 1402004
新疆大学机械工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
多主元高熵合金的发现打破了传统多组元合金中存在复杂金属间化合物的桎梏,利用其特有的高熵效应可以生成简单且综合性能优异的相结构。基于该特性,高熵合金具有优异的力学性能、高温性能和耐腐蚀性能等。介绍了高熵合金的成分调控,综述了激光熔覆技术制备高硬度、热稳定及抗高温氧化、耐腐蚀、耐磨损高熵合金涂层的研究现状,展望了激光熔覆高熵合金涂层的发展前景。
激光技术 激光熔覆 高熵合金 涂层 成分调控 激光与光电子学进展
2019, 56(24): 240003
