无机固态电解质的应用技术问题与改性策略

为了在储能技术领域实现高能量密度和良好的安全性目标,全固态锂电池(ASSLBs)成为广泛研究的焦点。作为全固态锂电池的主要组成部分,无机固态电解质在全固态锂电池中起着至关重要的作用。在过去的几年里,无机固态电解质的研究已经取得了重大进展。经过几十年的研究努力,各种具有高离子导电性的锂固体电解质相继报道,硫化物固态电解质在高电位下的不稳定性限制了他在超过4.0 V (vs.Li⁺/Li)的高压正极材料中的应用;氧化物固态电解质在固固接触上的固有刚性限制了其机械加工性能;卤化物固态电解质同硫化物一并具有严重的空气湿度不稳定性,阻碍其大规模应用。针对电池循环过程中,固态电解质与电极匹配的界面副反应问题、材料本征的吸湿性(空气湿度稳定性差)的问题,以及固态电解质与电极界面物理接触失效问题等技术问题及其改进策略进行了总结和探讨,并提出了关于无机固态电解质自身与界面稳定性未来可行的研究方向。     

矿物材料在燃料电池质子导体中的研究进展

质子交换膜燃料电池作为能源结构转型的重要载体,其性能、寿命以及成本受到电解质膜发展的制约。相比于传统的聚合物质子交换膜,利用矿物材料制备的无机质子导体成本低廉且性能优异。因此,无机质子导体是理想的电解质材料。然而,无机质子导体同时实现高质子传导性能和化学稳定性是一项极具挑战的任务。本综述详细讨论了质子在电解质中的传导过程、传导机制以及传导机制判定,明确了物质结构与质子传导之间的关系。详细论述了各种具有质子传导性能的无机电解质材料,以及针对各种质子导体本身缺陷而提出的改善措施。氧化物作为无机质子导体的主要类型,其快速发展对推动燃料电池的广泛商业化起着关键作用。因此,本综述最后对氧化物型无机质子导体的发展进行了三个方面的展望:(1)界面工程,研究和优化氧化物界面结构和性质,以提高质子传输速率;(2)多功能复合材料,将氧化物与其他材料相结合,形成复合材料,以实现更好的质子传导性能和致密性;(3)新的低成本烧结技术的开发,通过引入人工智能、开发新型烧结介质等手段降低放电等离子烧结、微波烧结等非常规烧结技术的成本。     

天然矿物治理污染物研究进展与展望

天然矿物对污染物的净化功能主要体现在环境矿物材料基本性能方面。天然铁的硫化物、天然铁的氧化物、天然锰的氧化物、天然钛的氧化物、天然蛭石、有机蒙脱石和含高价阳离子蒙脱石以及黄钾铁矾等均在处理无机与有机污染物方面展现出良好效果。矿物与其环境界面原子尺度相互作用过程研究、矿物内部结构缺陷影响矿物表面活性规律研究，矿物晶体结构中不同维次连通性孔道效应研究、矿物化学活性作用净化污染物方法研究以及矿物晶芽与生物细胞层次上交互作用净化污染物机理研究等，将是近期着力开发无机界矿物天然自净化功能的重点研究内容。     

煤尘爆炸固态产物的矿物质特性研究

利用20 L球形爆炸装置对来自老虎台和新密矿区的2种煤尘进行爆炸实验,并对其爆炸固态产物进行收集分析。采用X射线衍射技术对2个矿区的煤尘原样和爆炸固态产物的矿物质特性进行分析研究。研究发现,煤尘爆炸后,爆炸固态产物中挥发分和固定碳等有机组分较煤尘原样均明显减少,而主要由矿物质组成的灰分却明显增加;矿物质物相定性和定量分析结果表明,煤尘原样主要由高岭石、石英等常见矿物质组成;爆炸固态产物中的矿物质组成和含量均发生了明显变化,主要由稳定、耐高温的硅酸盐矿物和氧化物矿物组成;且通过对矿物质演化行为的分析认为煤尘爆炸固态产物应该是一种掺杂有部分煤尘原样颗粒的混合物,且与煤尘原样中的矿物质存在一定的转化关系。     

固态断路器在煤矿低压系统的应用

以煤矿低压系统为研究背景,基于故障发生时快速断电安全保护的要求,阐述了三相交流半导体开关即固态断路器的发展现状,比较了基于不同半导体器件固态断路器的性能指标和优缺点,提出了基于IGBT的固态断路器的数学模型,从理论计算和仿真实验证明了其全关断时间td<1 ms,符合快速断电的技术要求。     

高温热解法制备硫化锂实验研究

硫化锂作为硫基固态电解质合成的所需原料,其纯度对电解质材料及电池性能的提升起着关键性作用。本文采用高温热解法制备固态电解质用高纯硫化锂,通过热力学计算对主要反应进行了机理分析,并考察了煅烧温度及时间对产品主含量及碳酸根含量的影响情况。结果表明,硫酸锂与碳的主反应在煅烧温度高于660℃时,Log K＞5,反应进行较为彻底。煅烧温度对产品主含量及碳酸根含量影响较大。在煅烧温度775 ℃,时间1.5 h和原料等摩尔配比的条件下,获得的产品主含量可高达99.9%。     

固态继电器在开关量输出中的应用

对固态继电器与传统线圈继电器进行了比较 ,提出了一种固态继电器的应用电路。     

类水滑石材料在污染控制中的应用

层状双羟基金属复合氧化物结构和性质上的特殊性,使水滑石成为一种新型多功能无机材料,应用于多个领域。水滑石类材料也可作为吸附剂、催化剂载体和微粒乳化剂等有效地用于环境污染防治,在实际应用方面已取得一系列研究成果。作为一种新型的环境矿物材料,其在环境污染控制领域呈现出良好的研究价值和应用前景。     

复合硫化物替代硫化锑的研究

硫化锑是摩擦材料原料中一种具有良好耐高温、耐磨、抗热衰退性能的固体润滑剂。但硫化锑具有易燃易爆、有毒可致癌的致命缺点,是困扰摩擦行业多年来的难点和痛点。本文主要介绍通过对硫化锑及复合硫化物在摩擦材料中性能的研究、设计和开发能有效替代硫化锑在摩擦材料中应用的无锑复合硫化物材料。     

铝电池阳极材料的开发与应用

综合综述了近年来铝电池阳极材料的研究与应用进展，通过加入合金元素，实现铝电极的活化和提高耐腐蚀性能。铝电池阳极材料应用于铝－二氧化锰电池、铝－氧化银电池、铝空气电池、铝－过氧化氢电池等水溶液电解质电池和熔盐与常温有机熔盐电池。近年来通过开发各种新型的铝电极及相应电解质的添加剂，铝电池的研究取得了突破性的进展，开拓了铝应用电化学的新领域。     

氧化铅锌矿利用工艺技术研究进展

本文分析了氧化铅锌矿石的主要特点及对应的选别工艺,综合评述硫化浮选、絮凝浮选、螯合剂浮选、选冶-联合工艺以及原浆浮选技术等处理方法,为氧化铅锌矿的开发利用提供技术参考。氧化铅锌矿的开发利用,应在加强矿石性质研究及浮选理论研究的基础上,注重组合新药剂、联合新工艺、新设备及新技术方法的应用,以期取得更大的进展。     

二次锂离子电池电解质研究的进展

综述了二次锂离子电池电解质研究的发展概况，介绍了电解质溶剂，溶质及固体电解质的研究情况，讨论了电解质应具备的性质及发展方向。     

菱锌矿表面硫化研究进展

氧化锌矿和硫化锌矿是锌资源的主要组成部分,随着锌需求的不断增长及硫化锌矿资源的日益消耗,氧化锌矿的高效利用将成为解决锌资源匮乏问题的重要手段,而菱锌矿作为氧化锌矿物的典型代表,被广大科研工作者关注和研究。近年来,硫化浮选法被广泛应用于处理氧化锌矿,故硫化是该工艺的关键环节。在前人研究的基础上,本文详细归纳和分析了菱锌矿的表面硫化机理及影响硫化的主要因素,并详细阐述了强化菱锌矿表面硫化的方法,指出在今后的研究中,应借助多学科交叉及各先进检测分析手段完善菱锌矿的表面硫化机理和强化硫化机制。同时,研发高效硫化-绿色清洁的新型高效浮选技术有助于选矿工作者们更好地从事生产实践。     

典型铜铅锌氧化矿的强化硫化浮选研究进展

随着易选铜铅锌硫化矿资源的日益消耗,大量难选氧化矿资源的开发利用日益被重视.硫化浮选法是氧化矿富集回收的主要方法,但硫化效果直接影响浮选指标.分析了孔雀石、白铅矿和菱锌矿的表面特性及难选原因,阐述了这三种典型氧化矿的表面硫化机理、氧化矿的强化硫化方法和研究进展,目的是为铜铅锌氧化矿表面强化硫化及高效浮选分离提供参考.     

含Cu^(2+)电解质溶液活度系数预测北大核心

采用电解质分子相互作用体积模型eMIVM(Electrolyte Molecular Interaction Volume Model)与它的能量项eMIVM-ET(Energy term of eMIVM)分别对含Cu^(2+)的20个单电解质溶液的活度系数进行拟合,并对含Cu^(2+)的5个两电解质溶液的所有组分活度系数进行预测。结果表明:两个模型对含Cu^(2+)单电解质溶液活度系数的拟合效果均较好,eMIVM模型预测的拟合平均偏差和平均相对误差分别为0.0598和6.4%,eMIVM-ET模型预测的分别为0.0163和3.0%;对含Cu^(2+)的两电解质溶液的所有组分活度系数预测时,eMIVM-ET模型的预测效果要比eMIVM模型的好,eMIVM-ET模型预测时的平均偏差和平均相对误差分别为0.0844和18.2%;在含Cu^(2+)电解质溶液的热力学计算中,与eMIVM模型相比,eMIVM-ET模型更适合作为一个可供选择的预测模型。     

复杂铜硫矿浮选分离技术现状及发展趋势

从优先浮选流程、等可浮流程、混浮流程等方面介绍了铜硫矿的常用选别流程研究及应用现状;着重介绍了新型高效捕收剂、新型高效抑制剂（包括无机组合抑制剂和新型有机抑制剂）的研究与应用情况,简述了起泡剂的研究与应用现状;并对铜硫矿浮选电化学理论研究进展进行了总结,指出新型高效无毒浮选药剂的研发和电化学浮选研究是铜硫矿浮选技术发展的重要方向。     

氧化铅矿浮选技术研究进展

硫化铅资源的日益减少使氧化铅矿的开发利用受到广泛关注。氧化铅矿石浮选的难点在于其可浮性低且成分复杂, 而硫化可以有效地改善氧化铅矿的可浮性。介绍了氧化铅矿的矿石性质和浮选药剂的研究现状, 以直接浮选法和硫化-浮选法为出发点, 评述了近年来国内外氧化铅矿浮选技术研究进展及当前存在的问题, 展望了氧化铅矿浮选的研究方向, 旨在为氧化铅矿高效、清洁浮选分离提供一定的借鉴。      

氧化铜矿石的选矿技术现状与展望

概述了氧化铜矿石资源的特点及矿石性质。分别从浮选工艺、化学浸出工艺和选冶联合工艺3方面总结了氧化铜矿石的选矿工艺研究现状,从直接浮选、硫化浮选、水热硫化浮选、微细粒真空微泡浮选、脱泥浮选等方面详述了浮选工艺的研究进展;介绍了化学浸出工艺（包括酸浸和氨浸两方面）、集常规浮选和浸出工艺各自优点于一身的选冶联合工艺以及氧化铜矿石的微生物浸出、焙烧-氨浸和离析-浮选等新工艺的研究情况。最后指出：提高氧化铜矿石的选矿技术水平必须认真做好矿石的工艺矿物学研究;要加强高效浮选新药剂的研发力度;在确定矿石的处理工艺时,要在充分认识各选矿方法优缺点的基础上进行必要的优化组合,实现各选矿方法的优势互补。