李刚
- 作品数：17 被引量：20H指数：3
- 供职机构：太原理工大学材料科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山西省自然科学基金山西省国际科技合作计划更多>>
- 相关领域：一般工业技术电气工程化学工程自动化与计算机技术更多>>
- 介电层造孔优化ITO-PET/PDMS/ITO-PET结构的电容式柔性压力传感性能被引量：6
- 2023年
- 灵敏度是柔性压力传感器的重要性能指标,为了有效提高传感器的灵敏度,同时兼顾其他各性能,选用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为复合介电层材料、氧化铟锡-聚对苯二甲酸乙二醇脂(ITO-PET)作为电极材料、二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)作为造孔试剂,通过介电层造孔的方式,尝试配置不同质量分数DPT的DPT-PDMS试剂来寻找最佳配比,使制备的ITOPET/PDMS/ITO-PET结构的电容式柔性压力传感器的灵敏度显著提高,在低压范围灵敏度达到了1.65 kPa^(-1),相较于没有造孔的PDMS电容式柔性压力传感器的灵敏度(0.36 kPa^(-1))提高了3.58倍,最终取得了灵敏度高、工作压力范围(0~8 kPa)宽、阻滞误差小、循环稳定性高、工作温度范围(0~80℃)广、响应时间(<65 ms)短的电容式压力传感特性。由此可见,对介电层造孔能够有效提高传感器的灵敏度,并且传感器的其他性能均表现良好。
- 蒋哲康聿辰杨涛贺贝贝梁景琪赵子聪余志超李刚王开鹰
- 关键词：造孔
- 超声辅助热压制备Cf/Al复合板界面及性能研究被引量：5
- 2017年
- 为了实现铝与碳纤维的无界面反应复合,以无涂层处理的碳纤维编织布和纯铝粉为原料,在低温下通过超声辅助加压复合法成功制备了碳纤维增强铝基复合板。利用OM、SEM、XRD和电子万能试验机等分析测试手段研究了热压温度对复合板的界面微观结构和力学性能的影响。结果表明:热压温度为600℃时,碳纤维与铝基体仍呈分离状态;当温度达到铝基体熔点660℃时,碳纤维出现明显灼烧,界面处出现脆性相Al4C3;而热压温度为接近熔点的640℃时,在超声的作用下,碳纤维与固态的铝基体能很好地浸润,界面处无脆性相Al4C3生成,界面的结合方式主要以溶解与润湿结合为主,部分区域为机械结合,复合板的界面结合性能和拉伸性能达到最高值,主要可以归结于载荷的传递作用和位错的强化作用。
- 李明王红霞周斌张少雄李刚梁伟
- 关键词：粉末热压
- 基于SWCNT复合硫化镍/氮化镍电极材料的制备及其电化学性能
- 2023年
- 以单壁碳纳米管(SWCNT)为碳源,氯化镍为金属源,硫脲为氮源和硫源,通过水热和高温热解方法制备N,S-Ni@S@C复合材料,并对复合材料进行物理表征和电化学性能测试。结果表明,SWCNT与硫化镍、氮化镍复合的结构不仅能提高电极材料的电导率,还能提供更多的活性位点供电解质离子插入或脱出,从而显著提高电化学性能。在三电极体系下,N,S-Ni@S@C复合材料具有较高的电压窗口(1.5 V)和优异的充放电能力,在电流密度为1 A·g^(-1)下,N,S-Ni@S@C的比电容可达162.45 F·g^(-1)。其比电容与SWCNT相比提高了2.61倍,与SWCNT和氯化镍复合材料(C@Ni)相比提高了19倍,与SWCNT和硫脲复合材料(C@S@N)相比提高了16倍。此外,以N,S-Ni@S@C复合材料为正极,商业活性炭(YP50F)为负极,组装得到非对称型超级电容器(N,S-Ni@S@C//AC)。该非对称型超级电容器在功率密度为818.78 W·kg^(-1)时,其能量密度可达41.03 W·h·kg^(-1),在电流密度为1.0 A·g^(-1)时,经过5000次连续充放电循环后比电容仍可保持初始比电容的82%。
- 李建平张艺贾晓霞王开鹰张果丽李刚
- 关键词：超级电容器电极材料
- 用于柔性超级电容器的多孔有机大分子复合凝胶电解质被引量：2
- 2023年
- 通过选择性溶解法制备了多孔结构的聚乙烯醇(PVA)基大分子羧甲基纤维素(CMC)复合凝胶电解质,以此提高凝胶电解质的离子电导率和柔性超级电容器的电化学性能。使用扫描电子显微镜(SEM)对凝胶电解质的形貌进行了表征。凝胶内部为多孔的网络结构,不规则的孔均匀分布在PVA基体中。同时,采用活性炭作为电极组装成柔性超级电容器。对凝胶电解质的离子电导率、吸水率和热稳定性进行了测试,实验结果表明多孔PVA-10%CMC复合凝胶电解质离子电导率最高可达64.3 mS/cm,具有130.3%的吸水率和63.8%的保水率,并且在-10、25和40℃温度梯度下可以稳定使用。此外,利用其组装的柔性超级电容器的比电容最高可达40.0 F/g,循环10000圈后的比电容保持率为55%,并且有优异的倍率性能和弯曲性能。因此,多孔结构的构建和CMC的复合是提高凝胶电解质性能的有效方法。
- 田帆飞张果丽贾晓霞李刚王开鹰
- 关键词：凝胶电解质离子电导率
- 基于2,6NDC的二维纳米阵列MOF材料的制备及其在超级电容器中的应用
- 2023年
- 金属有机框架(MOF)具有比表面积较大、形貌多样和金属中心丰富等优点。然而传统的以对苯二甲酸(BDC)为配体的MOF直接用作超级电容器电极材料时其比电容低、稳定性差。为此以双苯环有机配体2,6萘二羧酸(2,6NDC)为链接剂,采用简单高效的一步溶剂热法成功合成了超薄片状2D纳米阵列2,6NDC MOF材料,对其物相结构和表面形貌进行了表征分析,并探究了其电化学性能。结果表明,在电流密度为1 A·g^(-1)下,基于2,6NDC的超薄片状2D纳米阵列MOF具有较高的比电容,为136.2 F·g^(-1),而以BDC为配体的MOF比电容只有53.9 F·g^(-1)。以2,6NDC MOF构筑的超级电容器在电流密度0.5 A·g^(-1)下的能量密度为28.2 W·h·kg^(-1),功率密度为1650.7 W·kg^(-1),且在15000次循环后依然有约125%的初始放电比容量,显示出优异的循环稳定性。
- 刘羽张海亮王开鹰张果丽贾晓霞李刚
- 关键词：纳米阵列超级电容器溶剂热法纳米材料
- S掺杂Fe_(2)O_(3) 纳米片电极制备及其电化学性能研究
- 2025年
- 通过酸洗预处理和后续的阳极氧化工艺,直接在304不锈钢基底上生长出Fe_(2)O_(3)纳米片,制备基底与电极材料一体化电极。为了提升Fe_(2)O_(3)纳米片电化学性能,利用化学气相沉积(CVD)的方法对其进行掺杂处理。S元素与O元素的原子半径化学性质相似,在化学气相沉积过程中更易取代Fe_(2)O_(3)中的O元素并产生氧空位,从而引入晶格缺陷提供更多的反应活性位点,为离子传输提供了极为便捷的通道,增强电荷储存能力。当S掺杂量在0.1 g时,面电容最大。在此基础上进行SEM对掺杂前后的样品进行形貌分析,发现形貌基本一致,证明了S掺杂不会改变样品的形貌。通过XRD分析,S掺杂后未形成新相。XPS结果表明,S元素成功掺杂到样品中,产生了大量的氧空位缺陷。进行三电极测试,在0.5 mA/cm^(2)电流密度下,比电容达到了267 mF/cm^(2)。经过8000次的循环后,比电容保持率为76.7%。与未掺杂的循环(37.2%)对比,有大幅度的提升。目前S掺杂金属氧化物的研究较少,为其商业化应用提供了理论基础。
- 刘兴旺李刚王开鹰
- 关键词：电化学性能纳米片比电容氧空位
- 硅基底铜基材料电极制备及其储能特性研究
- 2023年
- 【目的】以过渡金属氧化物、硫化物、氢氧化物为代表的赝电容材料由于其良好的比电容容值、高功率密度和低成本等优势,被广泛用于宏观常规超级电容器的电极中。然而,当前对于过渡金属电极的研究多采用非常温下合成,辅以导电剂、粘合剂固定的加工工艺,制约了其在以硅基底为主的微型超级电容器(micro-supercapacitor,MSC)中的应用。【方法】在硅基底上沉积了钛集流体和铜薄膜,通过兼容微加工工艺的常温原位氧化法制备了氢氧化铜纳米线,并进一步通过浸泡硫化钠溶液实现了原位硫化。【结论】测试结果表明,在1 mA/cm^(2)的电流密度下,硅基底硫化铜的比电容为166.98 mF/cm^(2),较氢氧化铜电极提升了6.68倍,500次充放电循环后电容保持率为74.2%,展现了其在硅基微型超级电容器方面广阔的应用前景。
- 张文磊王伟恒柴宸宇孙永娇胡杰李刚
- 关键词：硫化铜氢氧化铜硅基底超级电容器
- CuS@7S的室温合成及储锂性能
- 2023年
- 硫化铜(CuS)具有优异的导电性(电导率为10^(-3)S·cm^(-1)),在能源领域具有广泛的应用前景。为了进一步提高CuS作为锂离子电池负极材料时的比容量,对CuS进行改性。通过在室温液相条件下的歧化反应将硫单质与CuS进行复合,提升了其电化学性能。实验结果表明,合成的CuS@7S复合材料在0.05~0.5 A·g^(-1)的不同电流密度下都有较高的比容量和较高的库伦效率,CuS@7S复合材料在0.05 A·g^(-1)电流密度下的放电比容量为1075 mA·h·g^(-1),相比于CuS,其得到了极大的提高。表明S与CuS的复合可为电化学储能提供更多的活性物质,改善材料的导电性,成功提升电极材料比容量。
- 唐志文郭力铭郭宇晨张然李刚潘跃德
- 关键词：锂离子电池金属硫化物歧化反应电极材料
- 硫磺两千年:古代炼丹术、现代化学和未来能源被引量：1
- 2025年
- 硫磺是硫元素的单质形态,是一种天然存在的物质,被人类探索和使用的历史超过2000年(其他在公元前被人类认知的单质包括:铁、铜、银、金、锌、汞、碳、锡和铅)。硫磺被众多中国古籍记载,是炼丹炉的常客、火药的关键成分,也在现代农业、化工和能源领域广泛应用。硫磺的人类文明发展史,也是硫磺化学发展史。硫磺和氧气的反应,被用于古代的日常生活和战争;硫磺和汞等金属的反应,是一类重要的炼丹配方;硫磺、炭以及硝酸盐在密闭空间中的剧烈反应,使得中国古代四大发明之一的火药从炼丹炉中诞生;硫磺可以由低价态硫氧化形成,如《天工开物》中记载的黄铁矿制硫;硫磺是重要工业品硫酸的制备原料,因此也是化学肥料的间接原料;硫磺可以作为橡胶的交联剂,使得硫化橡胶的硬度和模量显著提高,并广泛应用于轮胎和密封件等重要领域;硫磺还可被用于电化学储存金属离子,使其成为高比容量金属硫电池正极活性材料。
- 韩晶晶曹一鸣苏陈英来向前李刚潘跃德
- 关键词：《天工开物》硫化橡胶硫磺炼丹术
- 硫化锌/硫复合材料储钠性能研究
- 2025年
- 【目的】硫基材料是一类极具潜力的高容量、低成本储钠材料;然而,其实际比容量和循环性能还有待提高。通过硫复合策略实现硫化锌容量和循环性能的显著提升,并对其低温环境下电化学性能进行探究。【方法】采用简单熔融法制备硫化锌/硫(ZnS/xS,x=1,3,5,7)复合材料并对其储钠性能进行研究;以摩尔比1∶1制备得到的ZnS/1S展现出最优的倍率和循环性能。【结果】ZnS/1S在1 A·g^(-1)电流密度下实现406.5 mAh·g^(-1)的高容量及290次稳定循环。ZnS/1S在5和10 A·g^(-1)的高电流密度下分别循环690和1000次,比容量仍可高达200和160 mAh·g^(-1),甚至在-20℃的低温环境下,比容量也可高达200 mAh·g^(-1)。ZnS/1S//Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)全电池在0.5 A·g^(-1)电流密度下实现200 mAh·g^(-1)的高容量。ZnS/1S的优异电化学性能归因于ZnS和S的协同效应。本研究为硫基储钠材料的发展提供了新思路。
- 焦烨亮高利冬李刚潘跃德
- 关键词：硫化锌硫高容量
