锂离子电池富锂正极材料的包覆改性研究进展

随着新能源汽车及储能行业的快速发展,传统正极材料难以满足人们对电池高能量、高密度锂电池的要求。富含Li和Mn的层状氧化物xLi₂MnO₃·(1–x)LiMO₂ (M=Ni,Mn,Co),其高比容量可超过250 mA·h·g–1,有希望成为下一代锂离子电池最理想的正极材料。但是,富锂材料仍存在首次循环不可逆容量高、循环性能差和倍率容量低等问题,为解决这些问题,本文阐述了富锂正极材料的结构和电化学反应之间的构效关系,讨论了金属氧化物、金属氟化物、碳、导电聚合物和锂离子导体等涂层材料对富锂正极材料电化学性能的影响规律及作用机理,同时还对以上涂层在富锂正极材料中应用的优缺点进行了总结。最后,对锂离子电池富锂正极材料的包覆改性的未来发展发现作出展望。      

钠离子电池层状过渡金属氧化物正极材料的研究进展

钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,却有着更低的成本和更高的安全性,因此被认为是可以替代锂离子电池的下一代储能体系。在钠离子电池中,由于正极起到提供钠离子以及决定电池能量密度的关键作用,因此对正极材料的开发和研究尤为重要。在已报道的钠离子电池正极材料中,层状过渡金属氧化物材料(Na_xTMO₂)因其结构简单、工作电位高和易于合成,被认为最具商业潜力。本综述以过渡金属氧化物为主线,主要集中在对O3型、P2型、P3型和双相/多相等各种层状正极氧化物材料的结构特点、改性方法、电化学性能等最新研究进展进行了总结,并根据目前存在的问题提出了该材料未来的发展方向。     

锂离子电池富锂锰基正极材料的研究进展

富锂锰基正极材料x Li2Mn O3-(1-x)Li MO2(M=Ni,Co,Mn,0x1)具有放电比容量高(250 m Ah·g-1)、成本低、对环境友好等特点,是有潜力的下一代锂离子电池用正极材料。但是该材料的首次不可逆容量高、循环和倍率性能较差,尤其是充放电循环过程中放电中压不断降低,阻碍了其实际应用。研究者通过采用表面包覆、表面处理、元素掺杂以及制备特殊的形貌等方法,极大地提升了富锂锰基正极材料的电化学性能。然而,对该材料是固溶体还是两相纳米复合的结构存在争议。另外,对材料中的O元素和Mn元素是否可逆地参与电化学反应尚无定论。本文主要从材料结构、脱嵌锂机制和材料改性(表面包覆、表面处理、掺杂以及特殊形貌的材料制备)等几个方面综述了锂离子电池富锂锰基正极材料的研究进展,并提出了下一步的研究方向。     

碳酸盐共沉淀法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其电化学性能

以碳酸盐共沉淀法合成了Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3前驱体,然后以Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3和LiOH·H2O为原料,合成出了层状锂离子电池正极材料Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2.通过XRD,SEM和电化学测试对Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2材料的结构、形貌及电化学性能进行了测试和表征.结果表明,800℃烧结12 h所合成的样品粒度大小分布比较均匀,以0.2 C充放电,其首次放电容量为153 mAh·g-1,循环30次后容量为140 mAh·g-1.     

Li·Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3O_2及相关材料安全性研究

锂离子电池的安全性一般从耐过充性、高温稳定性、短路和穿钉实验进行检测。本文对其研究现状进行了阐述，并对新型正极材料Li·Ni1／3Co1／3Mn1／3O218650型电池的安全性能进行了研究。     

水热法制备V2O5作为高性能锂离子电池正极材料

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大等优点。目前,主流的正极材料如LiFePO4等存在理论容量低等问题,难以满足需求。V2O5具有层状结构,能够有效嵌锂,是一类新型的锂离子电池正极材料。但V2O5作为锂离子电池正极材料时循环稳定性较差,限制了其应用。采用水热法制备二维结构的V2O5纳米片材料,将其作为锂离子电池的正极材料,并与商业V2O5进行对比。测试表明,V2O5纳米片呈现片层状结构,粒径大小在130~280 nm,在循环伏安测试中有三对比较明显的氧化还原峰,经50次循环后V2O5纳米片可逆容量达到227 mAh/g,与第二圈的放电容量相比,容量保持率为89%,证明V2O5纳米片的储锂性能良好。     

以废旧锌锰电池为锰源制备锂离子电池正极材料LiMn_2O_4

采用湿法回收技术从废旧锌锰干电池中回收锰,并以此为锰源制备锂离子电池正极材料锰酸锂。用XRD、SEM对产物的结构和微观形貌进行表征,并对其电化学性能进行测试。结果表明,该工艺合成的产物为尖晶石型LiMn2O4,纯度高,粒径分布均匀,初始比容量可达119mAh/g,适合用作锂离子电池正极材料。     

溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li1+xV3O8及性能研究

钒酸锂(Li1+xV3O8)具有比容量大的优点,锂离子电池正极材料的重要选材。采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li1+xV3O8,通过实验分析方法研究Li1+xV3O8的恒流充放电性能和电化学性能,对锂离子电池正极材料Li1+xV3O8的放电比容量进行定量分析,从结构与充放电机理、合成方法等方面出发进行性能测试和比较。实验分析得出,该材料能的电化学性能优于传统产品,充放电的容量较高,性能优越,为优化锂离子电池正极材料Li1+xV3O8制备提供指导。     

高功率锂离子电池研究进展

高功率快放型锂离子电池是目前锂离子电池领域研究的重点方向之一。为了获得具有高功率密度的锂离子电池,正极材料须具有较高的电压和较高的电子与离子导电率,正极材料主要包括高电压钴酸锂、镍锰酸锂和高电压三元材料,负极材料包括碳系材料、钛基材料和金属氧化物材料,以及为提高首效和降低负极电位而采用的预嵌锂方法,并对锂离子电池电解液用锂盐、溶剂和添加剂进行了综述。最终总结了功率密度测试方法,并对高功率锂离子电池的研究进行展望。      

LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2正极材料的合成与性能

采用共沉淀-高温固相法制备LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2锂离子正极材料,并使用X 射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）技术分别表征其结构和形貌.然后将所得LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2正极材料组装成扣式电池,并表征其电化学性能,探讨烧结温度和锂配量对其电化学性能的影响.结果表明：所得LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2正极材料的放电比容量随烧结温度的升高而增大,且在900℃时表现出最佳的电化学性能.室温下,1C倍率下,锂配量(n(Li)/n(Ni+ Co+ Mn)=1.09)时,正极材料的首次放电容量为143.7 mAh/g,50次循环后,正极材料的放电比容量仍有141.3 mAh/g,容量保持率为98.3%.     

稀土在硬质合金烧结体表面富集现象的开发前景

主要介绍了稀土在硬质合金烧结体表面的富集现象以及这一新发现在开发功能硬面材料、磨料、炉内清洁材料、高性能硬质合金工具新材料以及高性能双相结构功能梯度硬质合金中的应用前景。     

Investigation on Rapidly Solidified T15 High Speed SteelPowder and Its Bulk Microcrystalline Material

ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎＲａｐｉｄｌｙＳｏｌｉｄｉｆｉｅｄＴ１５ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＳｔｅｅｌＰｏｗｄｅｒａｎｄＩｔｓＢｕｌｋＭｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＭａｔｅｒｉａｌＹｕＨｕｉ；ＤｉｎｇＦｕｃｈａｎｇ；ＷａｎｇＥｎｋｅ；Ｖ．Ｎ．ＤｉＧｉａ...     

Effect of high pressure on the structure and properties of materials based on boron carbide

The effect of high pressure on the structure and properties of B₄C-SiC and B₄C-Al ceramics is studied. The effect of high pressure on micromechanical properties and crack resistance factor K_Ic of composite materials is investigated. High isostatic pressure treatment at 1300–1400°C leads to improvement of material mechanical properties and structure.     

Compaction, structure formation, and properties of materials based on boron carbide

The effect of adding aluminum and titanium on the compactibility kinetics, structure, and properties of materials in the systems B₄C-Al and B₄C-(Ti-Al) is studied. The micromechanical properties (microhardness, microbrittleness, microstrength, and crack resistance factor (K_1c) of composite materials are determined. The influence of high pressure on the compactibility, structure, and properties of B₄C-based materials with additions of titanium and aluminum is investigated.     

铜及其合金梯度结构制备及性能研究进展

高性能铜及铜合金由于其高导电性、高导热性、高强度、高耐蚀及可镀性、易加工性等系列优良特性而成为多个领域开发中必不可少的材料。研究发现,梯度结构的存在可有效提高铜及铜合金的强度,同时保持原有的塑性。区别于传统铜及其合金,表面细晶到心部粗晶的逐渐过渡及位错缺陷等的相互作用使梯度结构铜表现出更好的强塑性协同效应,正是这种异质性促使材料性能进一步提升。然而,基于梯度结构材料的异质性,传统铜及其合金的变形机制、制备技术及仿真模拟等并不适用于梯度结构铜及其合金,这使得梯度结构铜及其合金的实际生产应用受到极大限制。鉴于此,本文从梯度结构的制备工艺其性能改善方面综述了现有梯度结构铜及其合金的研究进展,梳理了诸多领域内梯度结构铜及铜合金材料的发展及现状,并分析了梯度结构铜合金材料的研究趋势与应用需求。     

高强高导铝?石墨烯复合材料研究进展

石墨烯因其独特的二维结构和优异的导热、导电及力学性能，成为了最具潜力的增强体材料之一。本文综述了铝?石墨烯复合材料的制备工艺，着重介绍了影响铝?石墨烯复合材料力学性能和导电率的因素，总结了铝?石墨烯复合材料在高强高导材料领域的应用，讨论了产业化过程中在优质石墨烯粉制备、规模化混粉工艺、连续化加工等方面所面临的挑战，提出了铝?石墨烯复合材料可能的产业化工艺方案和研发方向。     

新一代新能源车驱动电机的高强硅钢应用技术研发

阐述了电驱动汽车所用电机的特点以及对硅钢的需求标准,并通过实验对比分析了高屈服强度无取向硅钢和传统无取向硅钢的电磁性能以及力学性能,通过有限元模型验证分析应用了高屈服强度硅钢的电机在高转速时可以达到低损耗、高机械强度等需求,为软磁材料的应用与电机结构的优化形成闭环模式提供了帮助。     

烧结温度对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2结构和电化学性能的影响

采用共沉淀法+高温固相法,首次在740~820℃制备了一系列LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂正极材料,探讨温度变化对材料结构性能的影响.通过X射线分析仪、扫描电镜、电化学工作站、电池充放电测试系统表征材料性能.结果显示在780℃烧结出的材料有纯的六方晶相、层状结构优异,在2.75~4.2 V、0.1 C倍率获得188.11 mAh/g,0.5 C循环100次后容量稳定率为88.55 %,高于其他温度制备的材料; 经过不同倍率放电后,780℃烧结出的材料不可逆容量损失远低于其他温度制备的材料.      

Research progress on Finemet- type alloy with high saturation magnetic induction

Finemet type alloys attract a large number of scholars at home and abroad to study them due to their excellent soft magnetic properties such as high magnetic permeability, low loss and small magnetostriction coefficient. The structure and magnetic properties of Finemet type alloys were introduced and compared with other typical soft magnetic materials. The research work on improving the soft magnetic high saturation magnetic induction intensity of Finemet type alloy at home and abroad was reviewed, and the suggestions for future research directions were put forward.     

Antifriction composite materials for friction joints of centrifugal equipment

Mechanical and antifriction properties of promising copper-based powder materials are examined. The metallographic structure of the new materials is studied. It is shown that copper-based composite materials can be successfully used instead of babbits for friction joints operating at high sliding speeds.