高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的合成与电化学性能研究

采用高温固相法在不同条件下合成了一系列球形LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料,并通过XRD、SEM、TEM、EDS等表征手段对其物相结构、形貌以及电化学性能进行了研究.结果表明,Li/Me(摩尔比)为1.07时合成的正极材料结晶良好,结构稳定,以0.2 C倍率在2.8～4.3 V电压范围内的首次放电比容量为200.4 mAh/g,首次充放电效率为86.7％,1 C放电比容量为189.5 mAh/g,50次循环之后的放电比容量为178.3 mAh/g,此时容量保持率高达94.1％.继续循环至100次比容量还有145.7 mAh/g,容量保持率为76.9％.     

预歧化处理的高性能锂离子电池SiO/C负极材料

以SiO和蔗糖为原料,SiO经高温歧化反应处理后,通过机械球磨、喷雾干燥、高温热解工艺制备出具有优异电化学性能的锂离子电池SiO/C负极材料。经XRD、FTIR、XPS、SEM、TEM结构分析表明,歧化反应处理的片状SiO包含非晶态SiO和纳米晶相Si、SiO_2,蔗糖热解形成的无定形碳包覆在细片状SiO的表面,组成球形SiO/C颗粒。电化学测试结果表明,预歧化处理的SiO/C复合材料的首次放电容量为1 314.6mAh/g,首次库伦效率达到71%;100周循环后的放电容量为851.2mAh/g,容量保持率达到78.5%,循环稳定性远高于未经歧化处理的SiO/C复合材料。电化学性能的提高归因于SiO预歧化反应及热解碳包覆。     

硫酸体系中Cyanex272的萃镓性能研究

开展了硫酸体系中Cyanex272的萃镓性能研究,详细考察了萃取与反萃过程条件参数对镓萃取与反萃的影响,绘制了萃取与反萃等温线,并模拟了多级逆流试验。结果表明,含290 mg/L Ga~(3+),pH=2.0的硫酸镓溶液,采用有机相体积分数为15%Cyanex272+85%磺化煤油,控制O/A=1∶4,萃取温度25℃,萃取时间10min,经4级逆流萃取,镓萃取率为99.50%;负载镓有机相,用100g/L H_2SO_4溶液反萃,控制O/A=10∶1,反萃温度25℃,反萃时间10min,经4级逆流反萃,镓反萃率为98.11%,镓富集于反萃液中,富集倍数近40倍。经中和沉淀、焙烧后,可得到氧化镓产品。     

CaLu2Al4SiO12:Eu3+荧光粉的制备和发光性能研究

现代农业如植物工厂的快速发展对植物照明的需求不断扩大,发光强度高、热稳定性良好的深红色荧光粉是LED人工植物照明光源的关键材料。为研究Eu³⁺在CaLu_2-xAl₄SiO₁₂基质中的发光性能,采用高温固相法合成了新型CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xEu³⁺（x=0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1）荧光粉,通过多种表征测试技术,系统地研究了荧光粉的晶体结构、微观形貌、荧光性质及热稳定性能,并初步探究了CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xEu³⁺在植物照明领域应用的可能性。通过XRD、Rietveld结构精修、EDS能谱和元素分布分析发现, Eu³⁺成功进入了CaLu₂Al₄SiO₁₂基质中。荧光光谱测试结果表明：在711 nm光的监测下,样品在280—500 nm范围出现了Eu³⁺的特征f-f跃迁吸收峰;在394 nm光的激发下,样品在550—750 nm范围出现了Eu³⁺的⁵D₀-⁷F_J （J=0、1、2、3、4）跃迁发射,其最强发射峰位于711 nm（⁵D₀-⁷F₄）处,Eu³⁺的最佳掺杂量x=0.5;Eu³⁺的荧光寿命衰减曲线和荧光发射光谱,证明了Eu³⁺在CaLu₂Al₄SiO₁₂基质中只占据一个晶体学格位;CaLu_1.5Al₄SiO₁₂:0.5Eu³⁺荧光粉在423 K下的发射峰积分强度为室温下的91.75%,表明了该荧光粉具有良好的热稳定性;CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xEu³⁺的深红色强发射峰位于711 nm处,与植物的光敏色素（P_FR）吸收波段相吻合,表明CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xEu³⁺是一种潜在的可用于LED植物照明的荧光粉。     

高铁磷复杂稀有金属矿中回收铁磷合金的探索实验?

探索了采用“高温还原-磁选分离-熔分”工艺从高铁磷复杂稀有金属矿中回收铁磷合金的影响因素.研究结果表明：在温度1450℃、保温时间4 h、m(碳酸钙)︰m(活性碳)︰m(原矿)=10︰12︰100的条件下将矿石还原,然后破碎至-0.178mm,在磁场强度0.1 T 下磁选,获得磁性产品和尾矿(稀有金属富集物).其中磁性产品中铁回收率为82.78%、磷回收率为64.49%,尾矿(稀有金属富集物)中稀土回收率为93.4%,铌回收率为45%,钛回收率达92.08%.磁性产品熔分后得到铁磷合金的主要指标达到 GB3210-82 FeP16牌号.     

沥青包覆Si/G/C复合材料的制备与性能研究

以沥青为包覆剂,通过喷雾干燥和高温热解工艺制备了一系列Si/G/C复合负极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及恒电流充放电测试(CC)等手段研究了沥青热解温度对Si/G/C复合负极材料结构、形貌以及电化学性能的影响。测试结果表明,前驱体分别在900、1 000、1 050、1 100、1 150、1 200℃分解,1 050℃分解得到的复合负极材料综合电化学性能更加优异,在100 mA/g的充放电电流下,其首次放电比容量为714.9 mAh/g,首次库仑效率为84.0%,循环30周后的容量保持率为84.9%。     

硅碳复合负极材料的制备及电化学性能研究

采用机械球磨和喷雾干燥-热解法制备Si/C复合负极材料。通过XRD、SEM和恒流充放电测试对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征。结果表明:具有碳包覆结构的Si/C复合材料颗粒形貌近似球形。在100 m A/g的电流密度下充放电,首次放电比容量达到648.1 m Ah/g,首次充放电效率为77.2%,循环30周后,可逆比容量为528 m Ah/g。     

高镍系Li[(Ni0.88Co0.12)0.90(Ni0.80Co0.15Al0.05)0.10]O2正极材料的制备研究

采用共沉淀法合成Li[(Ni0.88Co0.12)0.90(Ni0.80Co0.15Al0.05)0.10]O2正极材料,通过调控Ni、Co、Al元素在材料内部形成梯度分布来提升材料的稳定性,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)及电化学测试等方法对材料性能进行表征。结果表明:三元正极材料具有良好的层状结构,Ni、Co和Al元素呈梯度分布。以0.2 C进行充放电,首次放电比容量为191.2 mAh/g,以0.2 C充1 C放电循环100次,电池比容量由174.4 mAh/g下降到111.1 mAh/g,容量保持率为63.7%。