形貌控制合成纤维状氧化亚镍粉末新型前驱体

以可溶性镍盐和草酸或草酸铵为原料, 利用氨为配位剂, 通过配位沉淀法制备了纤维状氧化亚镍粉新型前驱体, 并采用XRD、红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM) 研究了前驱体粉末的物相、成分与形貌, 系统考察配位沉淀条件包括溶液pH值、反应温度、反应物浓度和表面活性剂对前驱体粉末形貌、粒度和成分的影响。结果表明: Ni(Ⅱ)-C₂O4^2--NH₃-NH₄⁺-H₂O反应体系中, 在溶液pH值为8.2～8.8, 温度为60～70 ℃, Ni²⁺浓度为0.5～0.8 mol/L, 表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)用量为0.1%～0.5%条件下得到的新型前驱体为草酸镍氨复盐, 其形貌为纤维状; 氨与镍离子配合并生成草酸镍氨复盐是纤维状形貌形成的内在机制。通过在空气中热分解该种前驱体即可得到比表面积为5.944 m²/g、轴径比大于50的纤维状氧化亚镍粉末。     

TiCl4水溶液强水解合成Li4Ti5O12的研究

在高LiOH浓度下,以TiCl4和LiOH.H2O为原料,水解并合成Ti(OH)62-,控制条件,让Li+嵌入Ti-O八面体中,直接合成了Li4Ti5O12前躯体。对粉体进行了DSC-TGA、XRD分析,结果表明,热处理温度和时间对合成材料的组成和性能影响较大,在700~800℃热处理前驱体即可得到纯尖晶石相Li4Ti5O12。SEM分析及电性能检测表明,经过800℃热处理6 h的样品结晶度好,颗粒分布较均匀,平均粒径约为1μm;在0.1 C充放电倍率下,首次可逆比容量达158.8 mA.h/g,11次循环后,仍有133.8 mA.h/g。     

富锂锰基材料Li_(1.35)[Ni_(0.35)Mn_(0.65)]O_(2+y)的合成与电化学性能研究

将化学计量比的前驱体Ni0.35Mn0.65(OH)2与Li2CO3均匀混合,采用不同高温段温度合成Li1.35[Ni0.35Mn0.65]O2+y富锂锰基正极材料。对合成的材料进行表征,结果表明:所合成的Li1.35[Ni0.35Mn0.65]O2+y正极材料为均匀的类球形,单颗粒大小均匀;XRD图谱显示材料为层状的α-Na Fe O2结构。将材料组装成CR2016扣式电池,采用蓝电测试仪以12.5 m A/g的电流密度进行充放电测试,2.0~4.8 V之间,最高初始放电比容量为198.0 m Ah/g,首次放电效率为69.7%。     

共沉淀法合成镍锰酸锂正极材料前驱体

通过共沉淀法合成了类球形镍锰酸锂正极材料前驱体, 研究了反应温度、溶液pH值、溶剂组成和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)添加量对前驱体镍锰碳酸盐形貌、粒径及物相组成的影响。结果表明, 适宜的合成条件为:pH=9.0, 反应温度80 ℃, 乙醇与水体积比1∶3, 表面活性剂CTAB添加量为1.5倍临界胶束浓度(CMC)。在该条件下制备的前驱体镍锰碳酸盐具有层片状堆垛的类球形结构; 煅烧后得到的镍锰酸锂材料为无序型的尖晶石结构, 属于Fd-3m空间群, 结晶度高, 粒径约150 nm。对镍锰酸锂进行电化学性能测试, 结果显示, LiNi_0.5Mn_1.5O₄在0.5C下的最大放电比容量为124.8 mAh/g, 20次循环后容量保持率为62.3%, 在大倍率下放电后再次回到0.5C, 放电比容量为73.8 mAh/g。     

不同制备方法对正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2结构、形貌、电化学性能的影响

分别采用氢氧化物共沉淀、碳酸盐共沉淀、喷雾干燥的方法合成了层状α-Na Fe O2结构的富锂正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对不同合成方法所得的样品进行了表征。实验结果表明:氢氧化物共沉淀合成的前驱体所制备的正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2具有良好的电化学性能,0.05C倍率下首次放电容量可达247.1 m A·h/g,0.2C倍率条件下经过50次循环,容量保持率为98.7%。     

超细球形钴粉制备

以氯化钴溶液为原料,以碳酸氢铵为沉淀剂,用液相法制备前驱体碳酸钴,考察碳酸钴合成过程中氯化钴溶液浓度、反应温度、加料速度、络合剂加入量及酸碱度等因素对碳酸钴松装密度和中粒径的影响,考察煅烧温度、氢还原温度、还原时间对钴粉松装密度、粒度和氧含量的影响。当反应终点pH值为6.8⁷.0,n(NH_3):n(Co)为(1.47.0,n(NH_3):n(Co)为(1.4¹.5):1,反应时间为1201.5):1,反应时间为120¹50 min时合成理想的碳酸钴晶体,碳酸钴微观形貌为球形或类球形,D_(50)≤5.0μm,前驱体经洗涤、过滤、烘干,在600150 min时合成理想的碳酸钴晶体,碳酸钴微观形貌为球形或类球形,D_(50)≤5.0μm,前驱体经洗涤、过滤、烘干,在600⁷00℃煅烧成氧化钴,用氢气在470700℃煅烧成氧化钴,用氢气在470⁵00℃将氧化钴还原4500℃将氧化钴还原4⁶ h后制备成钴粉,钴粉费氏粒度小于1.0μm,松装密度大干0.8g/cm6 h后制备成钴粉,钴粉费氏粒度小于1.0μm,松装密度大干0.8g/cm³,氧含量小于0.5%,微观形貌为球形或类球形。     

超细球形钴粉的制备工艺研究

本文以氯化钴溶液为原料,以碳酸氢铵为沉淀剂,用液相法制备前驱体碳酸钴,着重考查了碳酸钴合成过程中氯化钴溶液浓度、反应温度、加料速度、络合剂加入量及酸碱度等因素对碳酸钴的成核、生长的影响,煅烧温度、氢还原温度、还原时间对钴粉松比、粒度、氧含量等性能的影响。通过以上条件的优化选择,当反应终点pH值为6.8-7.0,NH3:Co(摩尔比)为(1.4-1.5):1,反应时间为120-150min时合成理想的碳酸钴晶体,碳酸钴微观形貌为球形或类球形,粒度(D50)≤5.0μm,前驱体经洗涤、过滤、烘干、在600-700℃煅烧成氧化钴,用氢气在470-500℃将氧化钴还原4-6h后制备成钴粉,钴粉Fsss粒度小于1.0μm,松装比重大于0.8g/cm3,氧含量小于0.5%,微观形貌为球形或类球形。     

均匀沉淀法制备超细α-Al_2O_3陶瓷粉体的形貌控制研究

以AI2(SO4)3·18H2O和CO(NH2)2 为原料,通过均匀沉淀法制备前驱物AI(OH)3,并煅烧得到超细α-AI2P3 陶瓷粉体.采用激光粒度分析仪、SEM、XRD、DSC 等对产物进行了检测.研究表明,溶液中阴离子种类、AI3 的初始摩尔浓度、反应温度、反应时间等对所合成产物的颗粒形貌影响显著.通过优化反应条件,实现了对产物形貌的有效控制,获得了分散性好、粒径为2 μm 左右且粒度分布均匀的球形超细α-AI2O3,陶瓷粉体.     

共沉淀法合成高镍三元Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体的可控制备

影响高镍三元材料性能的关键步骤在前驱体的制备,利用共沉淀法制备前驱体,底液氨水浓度作为三元前驱体制备的重要控制条件,可以对前驱体的形貌产生非常大的影响,从而影响成品正极材料的电化学性能。通过控制共沉淀制不同氨水底液浓度制备了三组样品材料。利用SEM、XRD考察了对结构的影响,并进一步探究了材料的电化学性能。结果表明,底液氨水浓度对合成组分均一、形貌均匀的前躯体十分重要,且直接影响烧结后的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料的电化学性能。利用相同的共沉淀反应条件,底液氨水浓度0.5mol/L条件下合成得到的前躯体材料表现出更为优异的倍率和循环性能,在0.1 C、0.2C、0.5C、1C、2C、5C和10C下的放电比容量分别为168.8 mAh/g、161.6 mAh/g、153.2 mAh/g、144.4 mAh/g、133.2 mAh/g、88.5 mAh/g和5.7mAh/g。     

配位沉淀-直接还原法制备球形超细镍粉

以碳酸氢铵为沉淀剂、氯化镍为原料、氨为配位剂, 用配位沉淀法制备球形镍粉前驱体沉淀, 再于氢还原气氛中直接还原前驱体制备球形超细镍粉。系统地研究了前驱体制备过程中反应物浓度、pH值、添加剂、温度和直接还原过程中反应温度、还原气氛对镍粉形貌及粒度的影响。实验结果表明: 在Ni²⁺浓度为0.8 mol/L, pH值为7.5, 反应温度为室温, 添加剂PVP添加量为1%的条件下可制备出类球形、形状较规则、分散性好的镍粉前驱体; 将球形的、分散性好的前驱体粉末在350～400 ℃的N₂和H₂混合气氛中进行还原即可得到分散性好、纯度高的超细金属镍粉。     

微波辅助回收废旧三元锂电池中锰、钴、镍、锂试验研究

以混合酸抗坏血酸和葡萄糖酸作为浸出体系，辅以微波加热技术从废旧三元锂电池正极材料中浸出有价金属。采用N-N,二甲基吡咯烷酮(NMP)对废旧三元锂电池正极材料进行预处理，单因素试验确定了最佳条件为微波温度90℃、微波反应时间6 min、抗坏血酸浓度0.5 mol/L、葡萄糖酸浓度1 mol/L以及固液比20 g/L，获得对应Mn、Co、Ni、Li的最佳浸出率分别是99.5%、98.7%、99.7%、97.8%，并利用XRD、SEM和XPS对正极材料和不同条件下浸出后固体残留物进行表征分析。通过传统浸出与微波辅助浸出方法的对照，发现微波辅助浸出的效率更高。     

锌-空气电池用树枝状锌粉电沉积制备研究

树枝状锌粉目前被大量用于制备新型锌-空气电池的负极材料。通过对比实验, 确定了在Zn²⁺-NH₄⁺-SO₄^2--H₂O体系中电沉积制备树枝状锌粉的试验方案。针对该体系进行了热力学平衡分析, 绘制了基本的热力学曲线, 从理论上证明了pH值、铵离子的总浓度等对电解体系配合离子浓度的影响。实验探索了电流密度、主盐浓度、温度、pH值等因素对电解过程以及制取粉末形貌、粒径的影响, 确定了最佳工艺条件为: 锌离子浓度15 g/L, 电解液pH值4.5～5.45, 电解温度25 ℃, (NH₄)₂SO₄浓度30～40 g/L。经X射线衍射分析确定沉积产物为结晶性能良好的锌粉, 物相纯净, 成分单一。扫描电镜分析表明, 所得锌粉呈树枝状, 粒度分布较为均匀。     

Study on LiCoO2 cathode materials with well performance for lithium ion batteries

One new preparation method of Well-property LiCoO2, which is synthesized by caclining a good precursor obtained from aqueous solution at lower temperature for shorter time, is studied in this paper. The experimental results indicate that LiCoO2 is pure phase layer structure with high crystallization, and excellent electrochemical properties are also proved owing to its initial charge and discharge specific capacity of 205mAh/g , 169mAh/g at the current of 0.2C respectivly.     

Study on LiCoO2 cathode materials with well performance for lithium ion batteries

One new preparation method of Well-property LiCoO2, which is synthesized by caclining a good precursor obtained from aqueous solution at lower temperature for shorter time, is studied in this paper. The experimental results indicate that LiCoO2 is pure phase layer structure with high crystallization, and excellent electrochemical properties are also proved owing to its initial charge and discharge specific capacity of 205mAh/g , 169mAh/g at the current of 0.2C respectivly.     

废旧磷酸铁锂正极片中铁、锂的浸出

废旧磷酸铁锂正极片主要成分是LiFePO4，针对废旧磷酸铁锂正极片中有价金属的回收，以粉碎后的废旧磷酸铁锂正极片作为研究对象，研究硫酸作用下的浸出行为。考察了初始硫酸浓度、液固比、反应时间、反应温度对浸出效果的影响。实验结果表明，在最佳反应条件，Li、Fe的浸出率能达到98%，有价金属Li进入浸出液中，实现了废旧磷酸铁锂正极片中有价金属的回收。     

硅胶-聚合胺树脂在模拟硫酸镍电解液中深度净化除铜

用离子交换柱在Ni2+70g/L,Cu2+0.5～2.0g/L,pH=1～4,温度20℃～60℃的模拟硫酸镍电解液中研究硅胶-聚合胺树脂从硫酸镍电解液中深度净化除铜的过程.用H2SO4浓度分别为1.0,1.5,2.0mol/L的解析液考察树脂的解析性能.结果表明,随料液pH增大以及温度升高,树脂对铜的交换容量增大,料液Cu2+浓度对交换容量影响不大.最佳吸附条件为料液pH=4,吸附接触时间30min,温度60℃.最佳解析条件为H2SO42mol/L,解析接触时间40min.最佳工艺条件下,树脂的铜穿漏及饱和交换容量分别为0.378和0.496 mmol/mL-湿树脂,铜解析液峰值浓度可达38g/L以上.     

由钙钠基膨润土合成Ti-PILCs 的研究

以湖南某地钙钠基膨润土为原料, 经提纯钠化处理后, 直接以TiCl₄ 为钛源, 采取水解法制备了钛交联蒙脱石纳米复合材料(Ti-PILCs);并对蒙脱石悬浮液浓度、Ti 土比、交联反应温度和交联剂老化时间等合成条件进行了讨论;XRD 检测表明:采用水解法可以将层间距为1.57 nm 的钙钠基蒙脱石制备成为大孔结构的钛交联蒙脱石纳米复合材料, 当蒙脱石悬浮液质量浓度为0.5%, 交联温度为20 ℃, 交联剂老化时间为4 h, Ti/土=15 mmol/g, pH =1.10 时, 可得到d₀₀₁值为2.92 nm 大孔结构的Ti-PILC, 且比表面可达266 m²/g 。     

粉煤灰负载Fe2+/Cu2+非均相催化H2O2降解甲基橙研究

通过溶液浸渍法成功制备粉煤灰负载Fe2+/Cu2+催化剂,利用XRD、XRF和FTIR等对组成和结构进行表征,研究pH值、反应温度、H2O2质量浓度及催化剂用量等对甲基橙降解效果的影响。结果表明：粉煤灰负载型催化剂的活性组分由粉煤灰本身所含铁,以及浸渍过程中吸附和表面残留的铜、亚铁离子组成。负载型催化剂对甲基橙降解具有较宽的pH值范围,良好的降解效果,对于1 g/L的甲基橙溶液,当催化剂用量为1 g/L,pH值为4,反应温度为50℃,H2O2质量浓度为33.3 g/L,搅拌时间为20 min,甲基橙的降解率接近100%。