锂离子电池石墨负极放热反应研究

采用差示扫描量热仪(DSC)对满嵌锂态石墨负极在50～400℃之间出现的放热反应进行了研究.对不同荷电状态(SOC)的负极进行DSC、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析以研究放热反应发生的过程.对负极中各物质之间可能发生的反应也均使用DSC进行分析.最终得出石墨负极各放热反应归属:100～120℃为SEI膜分解.200～270℃为锂与电解液的反应,270～300℃为锂与羧甲基纤维素钠(CMC)的反应以及电解液的分解反应,300℃以上放热尖峰为锂与石墨的反应.     

Mn在2297铝锂合金中的微合金化作用

利用金相显微镜、拉伸测试、SEM、TEM、STEM-HAADF等手段研究了微量Mn的添加对2297铝锂合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,Mn在2297铝锂合金中主要以AlCuMn棒状弥散粒子和Al(CuMnFe)粗大相形式存在,并且相比Mn-free合金,2297合金中粗大相尺寸较小、分布均匀,因而合金的抗拉强度得到提高。研究表明,Mn的添加没有影响Al_3Zr粒子的析出行为,尽管析出了AlCuMn棒状弥散相,但整体上没有改变2297合金的再结晶程度。     

时效工艺对纳米结构2297铝锂合金力学性能与微观组织的影响

采用535 ℃×2 h固溶制度,将热锻态2297铝锂合金固溶水淬后冷轧,冷轧压下量为95%,然后将轧制样品在不同温度(120~190 ℃)和时间(0~80 h)范围内进行时效处理。采用拉伸、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试方法,分析时效温度和时间对铝锂合金组织与性能的影响。结果表明:时效前的大塑性变形能获得纳米结构组织,能促进T₁相均匀细小地析出,缩短合金达到峰时效的时间,最终成功制备了高强高塑性铝锂合金。在120~140 ℃温区内时效时,时效温度越高,达到峰时效的时间越短、强度越高。140 ℃达到峰时效时间缩短为40 h,此时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为525 MPa、478 MPa和7.7%,主要强化相为细小的T₁相。在170~190 ℃温区内时效时,时效温度越高,达到峰时效的时间越短,但抗拉强度与屈服强度迅速下降。170 ℃时效8 h达到峰时效状态,此时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别是503 MPa、462 MPa和5.0%,主要强化相仍为T₁相,但已经明显粗化。     

激光冲击喷丸对2195铝锂合金组织结构及抗应力腐蚀性能的影响

研究了激光冲击喷丸(LSP)对2195铝锂合金组织结构及抗应力腐蚀性能的影响。研究结果表明激光冲击处理后,2195铝锂合金表层晶粒细化到纳米量级,多次冲击能使表层晶粒进一步细化。残余应力测试结果表明激光冲击喷丸能够引入残余压应力,多次冲击后残余压应力数值更大。此外,应力腐蚀实验结果表明激光冲击喷丸能够有效提升2195铝锂合金的抗应力腐蚀性能。在应力腐蚀环境中,激光冲击喷丸诱生的表层残余压应力和晶粒细化层能够阻碍裂纹的萌生和扩展,防止应力腐蚀断裂。     

正极材料LiFePO4倍率性能提升方法研究进展

橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO_4)因其容量大、循环寿命长、成本低和安全等优点,被认为是一种很有前途的高能量密度正极材料。然而,磷酸铁锂的自身晶体结构导致该材料存在电子电导率差、离子扩散系数小和振实密度低等问题,制约了其在锂离子动力电池中的应用。综述了近些年来国内外提高LiFePO_4正极材料倍率性能的方法,其中包括碳包覆和元素掺杂,同时对上述方法的优缺点进行了讨论。     

Nd对Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金组织、力学性能及腐蚀行为的影响

研究稀土Nd对均匀化态Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金组织、力学性能及腐蚀行为的影响.通过真空感应熔炼制备镁锂合金铸锭, 经均匀化处理(280 ℃, 24 h)得到均匀化态Mg-11Li-3Al-2Zn-xNd-0.2Zr(x=0, 0.5, 1.0, 1.5)合金.采用XRD和SEM分析合金的显微组织, 并对合金进行拉伸试验和断口分析.采用电化学法和析氢失重法研究合金在3.5 %NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金主要含有β-Li、AlLi、MgLi₂Al相, Nd的加入使合金中形成NdAl3相.随着Nd含量的增加, 合金的强度和塑性呈先增大后降低的趋势. Mg-11Li-3Al-2Zn-1Nd-0.2Zr合金表现出较优的力学性能, 其抗拉强度和延伸率相对于Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金分别提高了28.8 %和51.3 %.稀土Nd的添加使合金的耐蚀性能提高.      

不同导电剂对锂离子电池正极材料磷酸钒锂电化学性能的影响

研究了导电剂种类和导电剂含量对磷酸钒锂电化学性能的影响。以Li_3V_2(PO_4)_3为正极材料,研究了石墨烯、乙炔黑和Super P Li三种导电剂对磷酸钒锂电化学性能的影响。恒电流充放电和电化学阻抗测试结果表明,不同的导电剂对电极的电化学性能有显著的影响。以Super P Li为导电剂的磷酸钒锂正极材料表现出最高的放电比容量和最优异的倍率性能,交流阻抗值小。在此基础上探究了Super P Li含量对磷酸钒锂电化学性能的影响,结果表明添加质量分数10%Super P Li的电池具有较小的阻抗和较高的放电比容量、循环性能和倍率性能。