炭包覆LiFePO4纳米片的制备及电化学性能研究

为改善磷酸铁锂正极材料的倍率性能, 以乙二醇为溶剂, 采用一步溶剂热法制备磷酸铁锂纳米片。再以葡萄糖为碳前驱体, 对磷酸铁锂纳米片进行炭包覆。通过X射线衍射, N₂吸脱附曲线、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和循环伏安法等测试方法考察了炭包覆量对磷酸铁锂纳米片结构与电化学性能的影响。结果表明, 制备的磷酸铁锂为具有较短b轴的纳米片状结构, 尺寸约为150 nm×100 nm×60 nm。磷酸铁锂纳米片的倍率性能随炭包覆量的增加而增强, 当炭包覆量为6.4wt%时具有最佳的倍率性能, 在0.2C和10C的电流密度下放电容量分别为157.3和132.6 mAh/g。同时循环稳定性良好, 在5C电流密度下循环500次后容量保持率达到了80.2%。     

碳纳米管复合磷酸铁锂材料的制备及性能(英文)

结合磷酸铁锂纳米化,并利用碳纳米管良好的导电性和大长径比等优良特性,采用喷雾干燥方法制备出碳纳米管原位复合磷酸铁锂正极材料。碳纳米管在材料合成过程中均匀分散在活性物质中,形成连续贯通的三维导电网络,这种结构可显著提高磷酸铁锂正极材料的电子导电性和锂离子的扩散速率。所得材料具有良好的大电流放电特性,在50 C充放电时,比容量达到99mAh/g;同时该材料也具有优异的循环性能,在10 C大电流充放电的情况下,450次循环后容量保持率仍大于90%。     

三维结构磷酸铁锂纳米线阵列的制备及其电化学性能

采用阳极氧化铝模板(AAO),通过溶胶-凝胶法制备出磷酸铁锂(LiFePO_4)纳米线阵列。场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)表征均说明制得的LiFePO_4阵列是分散均匀且相互平行的。X射线衍射(XRD)和能谱图(EDS)表征均说明LiFePO_4纳米线是纯相橄榄石型结构。电化学性能测试表明纳米线阵列具有较好的循环稳定性,1C电流密度下循环100次后容量几乎不衰减,容量保持率为99.1%,10C电流密度下循环350次后容量保持率为91.6%。纳米线阵列的倍率性能较同等条件下制备的纳米粉体有较大提升,0.1C、10C电流密度下容量可分别达156.4mAh/g、106.9mAh/g。     

磷酸铁锂微球制备及其电化学性能研究

采用两步法合成磷酸铁锂,第一步先以氯化铁、磷酸二氢铵和磷酸为原料,用水热法合成球状磷酸铁,并研究了温度、不同铁源对其形貌的影响;第二步将制得的磷酸铁与氢氧化锂、PEG-10000混合,在氮气气氛保护下,750℃高温烧制成磷酸铁锂。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征了磷酸铁及磷酸铁锂的纯度和形貌。制得的磷酸铁锂微球在0.1C充放电时,比容量达到143.5mAh/g。     

纳米Al2O3包覆LiFePO4/C正极材料的结构和电化学性能（英文）

主要研究了纳米氧化铝包覆对LiFePO4/C复合正极材料结构和电化学特性的影响。采用溶胶凝胶方法把纳米氧化铝包覆在商业LiFePO4/C颗粒表面。研究了Al2O3包覆层的量对LiFePO4电极在室温和高温充放电性能的影响。结果显示:2wt%Al2O3包覆层能有效增加电池的循环容量,能延缓电池在高温条件下充放电的容量衰减,减小电极的界面阻抗。这归因于氧化铝包覆层对磷酸铁锂晶粒的表面起保护作用,减少电解液对磷酸铁锂晶粒表面的腐蚀,从而改善循环过程中磷酸铁锂的表面结构的完整和稳定,确保锂离子扩散通道的畅通。     

磷酸铁锂/石墨烯复合材料的合成及电化学性能

采用研磨、超声分散与搅拌干燥的工艺方法制备磷酸铁锂/石墨烯复合材料。利用TEM,SEM,XRD和Raman对材料组织结构进行表征,并组装成扣式电池进行电化学性能测试。SEM图像表明,在该工艺所制备的磷酸铁锂/石墨烯复合材料中,石墨烯贴附在磷酸铁锂颗粒表面,并且均匀地分散在复合材料中形成良好的导电网络。电化学测试结果显示,添加2%(质量分数)石墨烯后,磷酸铁锂的倍率性能和循环性能都得到明显提高。具体表现为:倍率性能方面,在5C充放电条件下,放电比容量提高到94.2mAh·g~(-1),是添加前的2.53倍;循环性能方面,100次循环(1C充放电)后容量衰减由添加前的43.5%下降到添加后的9.6%。这种简便的工艺能够实现石墨烯在电极材料中的均匀分散,充分发挥石墨烯优异的导电性,进而提升磷酸铁锂正极材料电化学性能。     

以FeCl3蚀刻废液为铁源制备锂离子电池正极材料LiFePO4

以模拟三氯化铁蚀刻废液为铁源制备了锂离子电池正极材料-磷酸铁锂,并对磷酸铁锂的结构和形貌进行了表征,对其电化学性能进行了测试。结果表明制得的磷酸铁锂产物结晶度较高,且无杂相,基本是球形颗粒,颗粒粒径为0.3～3μm;并且具有较好的电化学性能,0.5C的倍率下循环100圈后容量保持率为97.8%。     

铜掺杂的磷酸铁锂复合正极材料的制备和电性能研究

利用共沉淀法制备了铜掺杂的磷酸铁锂正极材料。对产物进行了XRD、SEM、FT-IR、DSC表征分析。结果表明Cu掺杂的LiFePO4具有与LiFePO4相同的单一橄榄石型晶体结构,样品粒径在0.4～20μm左右,形貌规整,粒径分布均匀。0.2C倍率下LiFePO4/C的充放电比容量达到142和144mAh/g,而LiCuxFe1-xPO4/C在充放电的比容量分别为150.1和151mAh/g。LiCuFePO4/C循环40圈后比容量保持率为97.8%,而LiFePO4/C的保持率仅为82.1%。     

制备温度对热解炭包覆磷酸铁锂/气相生长炭纤维复合正极材料的影响

采用微波化学气相沉积法一步合成了热解炭包覆磷酸铁锂/气相生长炭纤维复合正极材料. 借助X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电镜和电化学测试仪等测试手段研究了不同制备温度对材料晶体结构、显微形貌和电化学性能的影响. 结果表明, 当制备温度由500℃升至600℃时, 磷酸铁锂主晶相的颗粒尺寸没有发生明显变化, 而原位VGCF的网络程度却明显增加, 材料的放电比容量随之提高; 当制备温度进一步升高到700℃时, 磷酸铁锂颗粒异常生长现象加剧, VGCF直径较大且粗细不均, 材料的电化学性能变差. 研究发现, 当温度为600℃时, 材料表现出较优的电化学性能, 25℃在0.2C、0.5C、1C和3C倍率下的放电比容量分别可达163、159、153和143mAh/g.     

节省锂资源的磷酸铁锂水热合成路径

水热晶化工艺可以显著减轻产物颗粒团聚的不利影响。以硫酸亚铁为铁源的磷酸铁锂水热合成法,所耗氢氧化锂达到化学计量的3倍,严重浪费锂资源。研究发现以碳酸亚铁为铁源,在合适的酸度条件下,可以通过水热晶化工艺制备出颗粒团聚轻微的磷酸铁锂正极材料,与硫酸亚铁水热法相比能有效节省2/3的锂源,在0.1C条件下,包覆3%(wt,质量分数)碳制得的磷酸铁锂正极材料具有较高的放电比容量,达到161mAh/g。     

水热法以磷铁制备电池级磷酸铁的研究

采用水热法,以磷铁、磷酸、硝酸为原料制备电池级磷酸铁,并利用扫描电镜(SEM)、XRD、红外光谱(FTIR)、TG-DSC以及电化学测试等手段,表征产品的形貌、晶体结构、分子结构和电化学性能,研究了反应过程中硝酸浓度、反应温度、时间及体系浓度对产品性能的影响。实验结果表明:以磷铁为原料,用水热法在一定实验条件下制备的FePO_4·2H_2O产品为正磷酸铁,且产品中含有多种微量金属元素,这有效利用了磷铁中的微量元素,改善了磷酸铁及后续制备的磷酸铁锂的电化学性能。以此为原料通过高温固相法合成的LiFePO_4/C的首次放电容量为148.9mAh/g,具有良好的电化学性能。     

氧化还原比对钠铁磷熔体电阻率的影响

用电导率电池测量了钠铁磷熔体的电阻率 ,并分析了相应玻璃的穆斯堡尔谱 ,计算了铁离子的价态和氧化还原比 ,分析了温度、时间和氧化钠含量对熔体电阻率和玻璃氧化还原比的影响。发现在Na2 O含量低的熔体中 ,升温和降温过程的电阻率的变化是不可逆的 ,随着Na2 O含量增加 ,不可逆性消失 ,熔体的电阻率随时间轻微下降。同时发现Na2 O含量低的铁磷熔体的导电机理是电子性的 ,并用氧化还原比解释了其电阻率 -温度曲线的不可逆性     

Cr2O3对高放核废料磷酸盐玻璃固化体的影响

在含高放核废料的玻璃固化体中添加了不同含量的Cr2O3，以考察其对玻璃固化体的结构和性质的影响．对添加Cr2O3的玻璃固化体进行了各种方法(溶出速率法，蒸汽水化侵蚀和试样坚固性法)的化学稳定性的测试．测试结果表明，Cr2O3的引入不会对玻璃固化体的化学稳定性产生不良的影响．与此相反，Cr2O3能抑制各种离子自玻璃固化体中沥析出来，改善玻璃固化体的化学耐蚀性．XRD内标法测定，Cr2O3在铁磷酸盐玻璃中的溶解度可达4．1％，是其在硼硅酸盐玻璃的3倍．FTIR和DTA的结果表明，不同含量的Cr2O3的引入，不会对玻璃固化体的网络结构造成显著的变化．Mossbauer谱表明，Fe^2 ／Fe^3 的比值随着Cr2O3的含量的增加而增大，说明Cr离子和Fe离子在玻璃熔制过程中发生氧化还原反应，形成的Cr^ 6有利于提高玻璃固化体的化学耐蚀性．     

铁磷和硼硅酸盐熔体对耐火材料的腐蚀性能

耐火材料的选择对放射性核废料的玻璃化过程是至关重要的 ,本文采用动态耐火材料腐蚀速度技术比较了铁磷模拟放射性核废料熔体和硼硅酸盐熔体DWPF的腐蚀性质 ,测量在10 0 0至 130 0℃之间进行。在铁磷熔体中 ,致密氧化铝和氧化铬耐火材料有最低的熔线腐蚀速度 ,二氧化硅、锆英石和AZS耐火材料的腐蚀速度比较高。同时 ,氧化铝和氧化铬耐火材料在铁磷熔体中的腐蚀速度小于它们在硼硅酸盐熔体DWPF中的腐蚀速度。对氧化铬耐火材料来说 ,其在三种含有模拟HLW废料的铁磷熔体中的熔线腐蚀速度小于 0 1mm day。按照DWPF熔化器的设计标准 ,Alumina和Zircon商品耐火材料可以用来熔化多种HLW废料。     

料浆法磷铵生产工艺发展与五大磷肥工程改造

针对引进磷酸浓缩工艺生产磷铵的技术不适应我国矿产资源具体情况的难题，开发了料浆法磷铵生产工艺技术，已在21个省区布点推广建设了87套装置，形成生产能力279×104 t/a的规模，占全国磷铵生产能力的60%。最近在贵州瓮福实施料浆法磷铵与引进的传统磷酸浓缩工艺联产的成功，为五大磷肥工程的改造提供了一条新的途径。     

磷酸盐激光玻璃中杂质离子铁和铜对激光效率的影响

实验研究了Fe和Cu离子对N31型激光玻璃在激光波段1053 nm激光斜率效率的影响。研究发现, 随着Fe离子含量的增加, 激光斜率效率呈e指数快速下降, 激光阈值呈二次方程形式快速增加, 并得出Fe离子含量与斜率效率和激光阈值之间的经验关系式。同时发现, 在相同掺杂浓度条件下, Cu离子比Fe离子更加严重地降低钕玻璃的激光性能。研究结果对如何提高激光玻璃的增益性能和定量控制原材料的杂质含量具有一定指导意义。     

Properties of Calcium Phosphate Cements With Different Tetracalcium Phosphate and Dicalcium Phosphate Anhydrous Molar Ratios

Calcium phosphate cements (CPCs) were prepared using mixtures of tetracalcium phosphate (TTCP) and dicalcium phosphate anhydrous (DCPA), with TTCP/DCPA molar ratios of 1/1, 1/2, or 1/3, with the powder and water as the liquid. Diametral tensile strength (DTS), porosity, and phase composition (powder x-ray diffraction) were determined after the set specimens have been immersed in a physiological-like solution (PLS) for 1 d, 5 d, and 10 d. Cement dissolution rates in an acidified PLS were measured using a dual constant composition method. Setting times ((30 ± 1) min) were the same for all cements. DTS decreased with decreasing TTCP/DCPA ratio and, in some cases, also decreased with PLS immersion time. Porosity and hydroxyapatite (HA) formation increased with PLS immersion time. Cements with TTCP/DCPA ratios of 1/2 and 1/3, which formed calcium-deficient HA, dissolved more rapidly than the cement with a ratio of 1/1. In conclusion, cements may be prepared with a range of TTCP/DCPA ratios, and those with lower ratio had lower strengths but dissolved more rapidly in acidified PLS.     

超顺磁性磷酸钙复合支架的制备及性能研究

采用共混-真空烧结方法制备了一系列超顺磁性磷酸钙复合支架, 通过SEM、EDS、XRD和VSM等手段对所制备的材料性能进行表征, 并考察了其在水中的稳定性以及Ros17/2.8细胞在材料表面的黏附生长情况。结果表明: 该方法所制备的超顺磁性复合支架具有多级连通孔结构, 磁性纳米颗粒在基体中分布均匀, 结合牢固且复合量精确可控, 在水中具有良好的稳定性。真空烧结避免了磁性纳米颗粒在烧结过程中发生氧化和相变, 使复合支架继续保持超顺磁性并具有良好的磁性能, 且该磁性支架有利于细胞的黏附和生长, 具有较好的生物相容性, 在组织工程中有潜在的应用前景。     

Iron through the ages

A range of iron artifacts, covering an approximate time period from 1000 BCE to 1000 CE, have been metallographically examined. It is concluded that there was little change in iron manufacturing over this time span of 2000 years. It is also concluded that some artifacts, specifically tool and weapon blades, showed that knowledge existed, by at least 500 BCE, to increase hardness both by increasing carbon content and by rapid cooling from the austenite range. The study indicates that there was a considerable degree of sophistication on the part of these early ironworkers, although the processing is thought to have been empirical.     

可注射镁基磷酸钙骨水泥的研究

采用MgO、KH₂PO₄、β-TCP、葡萄糖作为骨水泥的固相, 磷酸溶液作为液相, 制备可注射镁基磷酸钙骨水泥(IMPC)。考察液固比(LPR)、MgO含量、葡萄糖含量变化对IMPC胶凝性能和力学性能的影响。实验结果显示: 液固比和缓凝剂葡萄糖含量增大均会导致凝结时间变长和抗压强度下降, 但有益于可注射性; 随MgO含量增大, 凝结时间缩短, 可注射率降低, 但抗压强度提高。采用正交实验法确定MgO含量26wt%, 液固比0.30 mL/g, 葡萄糖含量6wt%时得到的IMPC综合性能良好, 水化过程缓和, 放热量低。该IMPC有望成为一种新型骨粘结材料。