电解二氧化锰预处理对制备锰酸锂性能的影响(英文)

分别采用酸洗、预烧、浸渍掺铬的方式对电解二氧化锰(EMD)进行预处理,研究EMD预处理对制备锰酸锂性能的影响。采用XRD、ICP等手段对预处理的EMD及制备的锰酸锂进行表征,并通过Li/LiMn2O4电池的充放电测试对其电化学性能进行评估。结果表明,酸洗后EMD中的钠、硫等无机杂质含量显著降低;预烧能够有效去除EMD吸附的水分和有机杂质,扩大孔径,增多反应活性位点;对EMD进行浸渍掺铬的预处理,能够得到更加均质的掺铬锰酸锂材料LiCr0.05Mn1.95O4,并表现出较好的结构稳定性及容量保持率。     

锂离子电池正极材料锰酸锂派生物LiMn1.75Me0.25O4(Me=Ti, Fe, Ni)的制备与表征

在合成纯相尖晶石型锰酸锂的基础上 ,采用固相分段法制备了锰酸锂派生物LiMn1.75Ti0 .2 5O4 ,LiMn1.75Fe0 .2 5O4 和LiMn1.75Ni0 .2 5O4 。用XRD ,SEM和粒度测试仪分别对试样进行了表征。电化学检测表明 ,Fe和Ni元素能够提高锰酸锂的放电平台电压 ,Ti元素不能改善锰酸锂的电化学性能。从结构化学角度初步探讨了Fe ,Ni和Ti元素对纯相尖晶石型锰酸锂结构的影响。     

Li-Mn-H2O系热力学分析

绘制了25.℃时Mn-H2O与Li-Mn-H2O系的ε-pH图, 并对锂离子电池用正极材料锰酸锂的湿化学制备以及溶液中锂的回收问题从热力学上进行了分析, 指出了可能的技术途径和对策; 计算发现, LiMn2O4完全或部分地占据了各种价态锰离子化合物的稳定区域, 在水溶液中的稳定性很好. 这对湿法制备LiMn2O4十分有利; 而LiMnO2的稳定性较差, 仅在溶液中维持较高锂离子浓度时才可存在. 湿法制备LiMnO2的条件较为苛刻; 对于从溶液中回收锂, 锰的固体氧化物如MnO2无疑是极佳的吸附剂, 理论上有很高的回收率. 吸附的锂宜采用提高溶液电势的方法进行氧化性解吸.     

稀土镧掺杂层状锰酸锂正极材料的制备与性能

采用溶胶凝胶法制备层状LiMnO2,并掺杂不同比例的稀土元素进行改性.XRD分析结果表明,掺杂镧元素的层状锰酸锂呈斜方晶系,纯度较高.SEM照片显示这种产物为层状结构,且粒度大小分布较为均匀.用循环充放电测试考察了产物的电化学性能,结果显示掺杂6%La的层状锰酸锂正极材料的初次放电比容量为128 mAh/g,但循环稳定性较差;而掺杂了4%La的层状锰酸锂则表现了良好的循环稳定性,首次放电比容量达到了102 mAh/g,多次充放电之后容量基本没有衰减,仍然能保持较高的比容量.从交流阻抗数据分析,掺镧量为4%的样品扩散阻抗较小,充放电可逆性较好.     

聚丙烯酸络合法制备掺铝锰酸锂纳米粉体

采用溶胶-凝胶法并结合热处理工艺制备掺铝锰酸锂粉体,利用热重-差热分析、X射线衍射、透射电镜等方法对前驱体的热分解行为、粉体的结构及形貌进行表征.结果表明:直接以聚丙烯酸(PAA)为螫合剂合成了稳定的溶胶和凝胶,经750℃热处理后获得了粒径分布均匀、无团聚的尖晶石LiAlgMn2-xO4纳米粉体.随热处理温度升高,LiAl2Mn2-xO4纳米粉体的品粒尺寸不断增大,尖晶石型结构愈趋完整.掺杂少量铝并没有改变锰酸锂的尖晶石结构,但明显增强了结构稳定性,有助于改善电化学性能.     

报废动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料高温氢还原-湿法冶金联用回收有价金属

通过高温氢还原和湿法冶金联用的方法回收报废动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料中的镍、钴、锰以及锂金属,并对其回收机理及工艺进行研究。结果表明:报废三元正极材料经过高温氢气还原后,在层状镍钴锰酸锂结构中的锂迁移到表面,变成LiOH、LiOH?H_2O和少量的Li2_CO_3;镍钴锰由之前的Co~(2+)、Ni~(3+)和Mn~(4+)分别还原成了Co~0、Ni~0和MnO,其在还原水洗后物料的表面相分别为Ni(OH)_2和Co(OH)_2及MnO;还原后的LiOH、LiOH?H_2O和少量的Li_2CO_3经过水浸、酸洗、沉淀后,可得纯度为99.5%的Li_2CO_3,实现了锂与镍、钴、锰的分离;还原后的镍、钴和MnO经过硫酸酸浸后,镍、钴和锰浸出率分别为96.88%、97.23%和99.78%。浸出后溶液经氧化沉淀及萃取分离,锰沉淀分离率为98.46%,萃取分离后氯化钴和氯化镍溶液杂质含量低于10 mg/L。     

二步煅烧法合成Li4Ti5O12材料的性能

采用超声活化对原材料Li2CO3和TiO2进行预处理,并采用二步煅烧方法制备Li4Ti5O12材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜和电池充放电测试仪研究二步煅烧条件对材料结构、形貌及电化学性能的影响,并得到二步煅烧的最佳工艺。结果表明:采用600℃预烧温度制备的材料具有较高的纯度和结晶度;800℃高温煅烧温度下制备的Li4Ti5O12材料具有均一分散的颗粒结构;超声活化制备Li4Ti5O12的最佳煅烧工艺是600℃预烧8 h后800℃高温煅烧10 h,制备的材料在0.1C倍率下首次放电容量达170.6 mA.h/g,0.2C倍率下20次循环后的放电比容量由152 mA.h/g降至150 mA.h/g,容量保持率为98.7%。     

高电压正极材料LiCr0.2Ni0.4Mn1.4O4合成与性能研究

5V尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4以其高能量密度、价格低廉、无环境污染等特点而被视为最具发展潜力的锂离子电池正极材料之一。分别采用蔗糖、葡萄糖两种不同碳源,通过液相混合、掺铬、高温煅烧制备出镍铬锰酸锂。对样品的结构、形貌、粒度、粒度分布及电性能等用XRD、SEM、粒度测量和电池充放电性能测试进行了分析。结果表明,加葡萄糖可制得粒子更细、粒度分布更窄的亚微米级的尖晶石型LiCr0.2Ni0.4Mn1.4O4,且具有更好的电化学性能,在3.4～5.2V范围、1C放电比容量可达143mAh/g,循环100次后容量保持率为99.3%。     

复合锰源前驱体制备的尖晶石锰酸锂的结构与性能

以复合锰氧化物为锰源前驱体,采用多段高温热处理工艺合成了尖晶石锰酸锂(LiMn2O4),采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)和充放电测试等研究了其晶体结构、微观形貌和电化学性能.结果表明:随着类球形Mn3O4组分在复合锰源前驱体中的占比提高,合成的尖晶石锰酸锂的晶格常数增大,晶胞体积变大...     

5V锂离子电池尖晶石正极材料LiM0.5Mn1.5O4的研究评述

评述了锂离子电池锰酸锂正极材料的重要性，介绍了3d．过渡金属离子（Cr^3＋，Ni^2＋，Cu^2＋，Fe^3＋）掺杂在锰酸锂正极材料中的应用。研究了3d-过渡金属离子掺杂对锰酸锂正极材料结构和电化学性能的影响，并提出了其影响锂离子电池充放电和循环性能的机制。展望了3d-过渡金属离子掺杂在锂离子电池锰酸锂正极材料中的发展前景，并指出LiM0.5Mn1.5O4是非常有应用前景的5V锂离子电池正极材料。     

用氢-氧取代氧-乙炔作焊接切割的必要性及可行性

阐述了用氢代乙炔的必要性．通过时HGQU2000／315火焰电孤焊割机的考察和试用证实了用氢代乙炔的可行性，比较了两种气体的性质并提出了使用特性差异和注意事项．提出了进一步探索的问题。     

IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极制备及性能

通过热分解法制备了含IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极,采用SEM、EDX、XRD、CV等检测方法对中间层进行表征,同时采用强化加速寿命试验对电极电化学稳定性进行表征。结果表明:450℃时前躯体完全氧化并形成固溶体,制备的中间层晶粒细小,表面结构致密,电化学孔隙率小。添加中间层使Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极强化寿命由未加中间层的7.5h提高到995.8h,远高于国家标准20h。     

H2O2在TiO2可见光催化反应中的作用机理

以锐钛矿、金红石及混晶TiO2作光催化剂,研究了H2O2在TiO2可见光催化反应过程中的作用机理.结果表明,H2O2在TiO2表面活性位吸附后可拓宽TiO2的光吸收范围至可见光区;通过对反应体系的荧光光谱分析显示,金红石型TiO2在H2O2存在条件下,经可见光激发可持续稳定产生羟基自由基-OH.光催化实验表明,往反应体系中加入H2O2后,3种光催化剂均能可见光催化降解苯酚,且金红石型TiO2显示出最高的催化活性,反应120 min对苯酚的降解率达80%;在TiO2可见光催化反应过程中,由锐钛矿型TiO2经一系列复杂反应产生H2O2,生成的H2O2虽只是一中间产物,但对污染物的可见光催化降解起决定性作用.     

SiO_2-Al_2O_3-MgO-F-ZrO_2系微晶玻璃的析晶

为了研究ZrO_2含量对SiO_2-Al_2O_3-MgO-F-ZrO_2系微晶玻璃析晶特征的影响,采用传统的熔融-冷淬法制备了不同ZrO_2含量的玻璃试样.结果表明:在所研究的玻璃中,ZrO_2的最大溶解量在5.0%(质量分数,下同)左右,超过其饱和溶解度后将析出氧化锆相.玻璃样品在700 ℃处理发生非晶态的分相现象,分相区主要是氟元素的偏聚,而没有形成锆元素的偏聚.在不同氧化锆含量的玻璃中析出的晶体有氟云母和少量ZrO_2与莫来石相.ZrO_2加入量的提高有助于在低温下析晶,但ZrO_2含量的提高抑制了氟云母晶体的析出.随着玻璃中ZrO_2含量的提高,析出晶体从玫瑰花形向团簇状转变.     

Ti基RuO2-CeO2-SnO2涂层阳极的电催化性能

利用热分解法制备了不同CeO2含量的Ti基RuO2-CeO2-SnO2涂层阳极, 通过循环伏安曲线和电化学阻抗谱测试了所制备的涂层阳极的电催化性能, 并用扫描电镜对涂层阳极的表面形貌进行了观察. 结果表明 制备温度对涂层阳极的性能有很大影响, 在涂层阳极中引入CeO2可以增加RuO2-CeO2- SnO2涂层的有效活性表面积, 从而提高涂层阳极的电催化活性, 且CeO2含量的最佳摩尔分数为0.4.     

镁合金表面SiO2-ZrO2溶胶凝胶膜的耐蚀性

采用溶胶-凝胶法在AZ91D镁合金表面制备SiO2-ZrO2复合溶胶凝胶膜.研究膜层制备工艺中的干燥、固化过程对膜层耐腐蚀性能的影响,从而确定了SiO2-ZrO2复合溶胶凝胶膜在镁合金表面的最佳沉积工艺.通过全浸腐蚀试验和电化学测试方法评价了膜层的耐腐蚀性能.试验确定最佳沉积工艺参数:干燥温度为80℃、干燥时间为9 h、固化温度为250℃、固化时间为1 h.在优化工艺条件下制备的溶胶凝胶膜层对镁合金基体有一定的防护作用,提高了镁合金的耐蚀性.     

MoSi2和WSi2的价电子结构及性能分析

根据固体与分子经验电子理论，对MoSi2和wSi2的价电子结构进行了定量的分析，通过键距差方法计算了MoSi2和WSi2晶体中各键上的共价电子数．结果表明：在MoSi2和WSi2晶体中，沿（331）位向分布的Mo-Si和W-Si原子键最强，这些键上的共价电子数和键能分别影响化合物的硬度和熔点．晶体中晶格电子数影响其导电性和塑性，MoSi2晶体中含有较高密度的晶格电子，因此MoSi2的导电性和塑性比WSi2好．并从键络分布的不均匀性解释了MoSi2和WSi2脆性产生的原因．     

添加SnO2组元对RuO2+SnO2+TiO2/Ti钛阳极组织形貌的影响

通过溶胶凝胶(Sol—gel)法经涂刷、烧结、退火等工艺制备了添加不同含量Sn02的Ru02＋Sn02 Ti02／Ti三元涂层钛阳极。并通过X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)、透射电子显微(TEM)分析了Sn02组元对Ru02 Ti02 Sn02／Ti阳极涂层组织、晶粒尺寸和外观形貌的影响。结果表明，所获三元涂层颗粒尺寸细小，均为纳米结构，且添加Sn02组元后有显著细化涂层晶粒的效果。在不同退火温度下，随Sn02含量的增加，涂层晶粒均能发生一定程度的细化。所获三元阳极涂层主要组成物相为金红石(Ru，Sn,1)O2固溶体，Sn02组元含量较高的涂层出现不同成分金红石相共存的现象；当涂层退火温度由450℃升高至600℃后，SnO2组元不能阻止（Ru,Sn,Ti)O2固溶体脱溶分解，并析出六方晶系Ru单质；添加SnO2组元的Ru02＋Sn02 TiO2涂层晶料外观呈较理想等轴状特征。     

RuO2含量对Ti／SnO2＋Sb2O3／RuO2＋PbO2阳极性台皂的影响

采用热分解法制备了以钛为基体、SnO2＋Sb2O3为中间层、RuO2＋PbO2为活性层的Ti／SnO2＋Sb2O3／RuO2＋PbO2电极。应用极化曲线法和循环伏安法测定不同RuO2含量下电极在25℃，0．5mol／LH2SO4溶液中的电催化活性。实验结果表明，随着RuO2含量的增加，相同电极电位下的电流密度增大；相同的扫描速率下，RuO2含量增加，电极的伏安电荷值增加，即电极的电催化活性随着RuO2含量的增加而增加。在1．0mol／LH2SO4溶液中，60℃、电流密度为2．0A／cm^2条件下，电极寿命快速检测结果表明，Ti／SnO2＋Sb2O3／RuO2＋PbO2电极的寿命随RuO2含量的增加而下降；但与不加有SnO2＋Sb2O3中间层的Ti／RuO2＋PbO2电极相比，电极寿命则显著增加。RuO2的含量还对电极的表面形貌有明显的影响。     

ZrO_2、La_2Zr_2O_7梯度涂层的显微结构研究

采用微弧等离子喷涂设备在1Cr18Ni9上制备了ZrO_2、La_2Zr_2O_7梯度热障涂层;利用扫描电镜研究了涂层的显微结构.结果表明:梯度涂层呈典型的层状结构,涂层较为致密,空隙均匀,同时分布有各向的微裂纹.涂层中分布有未完全融化的La_2Zr_2O_7颗粒,保留了其喷涂前的纳米结构.ZrO_2、La_2Zr_2O_7两种材料在涂层中的熔合较好,结合较为紧密,这对提高涂层的结合强度是非常有益的.