五氧化二钒空心球：性能优异的锂离子电池正极材料

锂离子电池作为一种高效环保的电化学储能器件被广泛地应用于各种移动电子产品,并且在电动汽车和智能电网等新兴领域有巨大的应用前景。层状结构的五氧化二钒可作为锂离子电池的正极材料,具有高容量、价格低、易于合成等优点,长期以来受到广泛的关注和研究。然而,较低的电子、离子传导速率和较差的结构稳定性严重限制了五氧化二钒正极材料的倍率性能和循环性能。近期新加坡南洋理工大学楼雄文教授及其课题组通过模板法合成了具有多层复杂结构的五氧化二钒空心球。该材料作为锂电正极材料表现出优秀的电化学性能。     

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。     

锂锰氧化物制备方法的研究与进展

综合论述了锂离子电池正极材料尖晶石锂锰氧化物的制备方法，并对一些制备方法进行了简略分析，为锂离子电池正极材料的研究提供技术信息，为锂离子电池正极材料的规模化生产提供工艺参考。     

稀土掺杂在锂离子电池中的应用进展

阐述了锂离子电池技术发展的重要性,综述了稀土掺杂在锂离子电池正极材料、负极材料及固体电解质中的应用.重点介绍了稀土掺杂在锂离子电池正极材料中的应用,并提出稀土掺杂有利于电池比容量的提高,从而有利于进一步提高锂离子电池的比能量和循环性能.展望了稀土掺杂在锂离子电池中的发展前景,并认为这些技术将是未来锂离子电池研究的重要方向.     

高密度锂离子电池正极材料前驱体Ni1/3CO1/3Mn1/3OOH的制备

采用二次干燥的化学共沉积法制备出了振实密度β-Ni1/3CO1/3Mn1/3OOH作为锂离子电池正极材料的前驱体.研究了反应物浓度、聚沉剂、烘干方式和加料方式等对产物晶体结构和振实密度的影响,得到了制备高密度锂离子电池正极材料前躯体的最佳条件.X射线衍射分析表明:制备的Ni1/3CO1/3Mn1/3OOH为β型六方层状结构,粒子细小,局部存在大量的晶格缺陷,反应活性较高.以此为前驱体制备的锂离子电池正极材料Li(Ni1/3CO1/3Mn1/3)O2振实密度为2.67g/cm3,晶体结构属于六方晶系,与α-NaFeO2结构类似,(003)/(104)峰强比值高达2.2,(108)峰和(110)峰分开明显,表明该前驱体制各的正极材料层状结构发育好,振实密度高,预示着优良的电化学活性和高的体积比容量.     

废旧LiCoO2材料再生LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料及性能研究

针对废旧锂离子电池数量不断增加的现状,对废旧LiCoO2电池的回收和再生流程进行探究。以废旧LiCoO2电池为原料,通过预处理,酸浸,共沉淀步骤,实现了LiNi0.8Co0.1Mn.1O2正极材料的再生。ICP-OES分析浸出液中的元素含量,SEM和XRD表征材料形貌和结构,扣式电池的电化学测试定量分析材料的电化学性能。研究表明,利用浸出液可以再生形貌和层状结构良好的正极材料,在0.2C,2.8~4.3V电压范围内进行充放电循环测试,首周放电比容量可达到210.8 mAh/g,经过50周充放电循环后的容量保持率为87%,表现出良好的循环稳定性,为废旧锂离子电池的再生提供支撑和发展方向。     

一种新型的锂离子电池正极材料——LiFePO4

介绍了1种新型的锂离子电池正极活性材料LiFePO4并解释了材料的结构特征和电化学过程。LiFePO4具有较高的比容量和良好的循环稳定性等优良的电化学性能,但是目前还存在着制约容量释放的锂离子扩散系数小以及材料导电性能不太好等问题。在回顾该材料研究状态的基础上,说明了只要通过选取适当的制备工艺和进行合适的表面改性可以制备出具有优良电化学性能的LiFePO4粉体。这种粉体具有环境相容性、便宜以及资源丰富等诸多优点,是1种颇具潜力的锂离子电池正极替代材料。     

LiFePO_4正极材料存在的问题及改进方法

具有橄榄石结构的LiFePO4作为锂离子动力电池的正极材料,具有成本低、无毒、原材料来源丰富和良好的高温电化学能力而成为当前研究的热点之一,但自身也存在缺陷。本文综述锂离子电池正极材料LiFePO4的发展情况,从物质结构和电性能方面指出其存在的问题以及所采取的改进途径。     

锂离子电池新型正极材料LiFePO4的研究进展

橄榄石结构的LiFePO_4作为锂离子电池的一种新型正极材料,具有原料来源广泛、价格低廉、对环境友好、能量密度和理论容量高、放电电压稳定、热稳定性和循环性好等优点,是下一代锂离子电池正极材料有力的竞争者.本文介绍LiFePO_4正极材料的结构与性能以及存在的问题:综述制备LiFePO_4的各种方法,即固相合成和液相合成两类,比较各种方法的优缺点;探讨近年来国内外对于改善LiFePO_4电化学性能所进行的研究工作,并对其发展前景进行了展望.     

锂离子电池LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2废料直接回收及材料再生性能

通过直接热处理以及补充锂元素二次烧结的方法对锂离子电池三元镍钴锰废料进行回收,并将其重新作为锂离子电池正极材料进行应用。采用扫描电镜、红外光谱、热重、电感耦合等离子体以及电化学测试等方法对材料性能进行检测。结果表明:温度高于700℃时可以有效去除报废材料中的PVDF,高温烧结可以一定程度上修复材料容量,而通过补充锂元素进行二次烧结的方法可以有效恢复废料性能,具有商业应用价值。此方法工艺简单,可以为锂离子电池正极层状材料的回收提供参考。     

电极对准干式电火花表面强化TC4强化层组织与性能影响

以石墨、紫铜、钨为强化电极,分别在正极性和负极性条件下对TC4钛合金进行混粉准干式电火花表面强化,分析了强化层微观组织结构及性能。结果表明:石墨电极负极性加工得到细长枝状组织及花瓣状,铜电极、钨电极负极性加工得到饼状组织结构且叠加层明显;3种电极正极性加工均得到质地均匀茂盛的花瓣状组织。强化层硬度较基体材料均有大幅提升,其中石墨电极和钨电极负极性加工、铜电极正极性加工时的强化硬度均超过HV1 000,最高约为基体的3.4倍。     

Nanostructuring a steel surface by electrospark treatment with new electrode materials based on tungsten carbide

The effect of the physical and chemical properties of the material of a carbide VK8 alloying electrode with 1–5 wt % Al₂O₃ nanopowder was studied based on the composition, structure, and properties in the modified surface layer upon the electromechanized hardening of steel 35 with varying the frequency and duration of the electrical pulse repetition. The data obtained can serve as a basis for creating devices of a new generation, special electrode materials, and for developing the technologies for nanostructuring the surface layers of metal materials.     

Development of electrode materials for electrospark hardening and reconditioning of worn-out surfaces: The structure and properties of the coatings

The relations between the erosion properties of the developed electrode materials (the alloys of the systems Ni-Cr-Al, Fe-Cr-Al, Fe-Cr-Ni, and AlN-MoSi₂) and the phase structure and manufacturing conditions are studied. The regularities of the formation of the protective coatings and their structure and properties are established, which makes it possible to develop new highly efficient electrode materials. The composition of the electrode materials and the manufacturing processes have been optimized considering the rate of the mass transfer in the course of the electrospark hardening and the main properties (wear resistance and heat resistance). The developed materials are used to increase the service life of various parts.     

合金溜槽堆焊焊条的研制

研究了一种新型合金溜槽堆焊焊条,用堆焊的方法修复已经磨损的溜槽以及在低碳钢槽体表面堆焊耐磨层。制造出新型高耐磨性的合金槽体。经反复试验筑得了较为理想的焊条药皮配方,所设计的新焊条不但具有较佳的工艺性能。而且堆焊层中合金元素的含量达到了设计要求,试验结果表明,在冲蚀磨损和磨料磨损的条件下,堆焊层具有良好的耐磨性能。     

Tuning the electronic structure of solids by means of nanometer-sized microstructures

Most materials studied and/or used technologically today are electrically neutral, i.e the positive and negative electric charges are balanced. The properties of these materials are varied prodominantly by modifying the atomic structure (e.g. by alloying, introduction of lattice defects, etc.) Limited attention has been paid so far to the option of influencing the properties of materials by deviating from charge neutrality. In fact, solids with nanometer-sized microstructures may open the way to generate materials with an excess of a deficit of electrons or holes of up to 0.3 electrons/holes per atom. Such deviations from charge neutrality may be achieved either by means of an extremely applied voltage or by space charges at interfaces between materials with different chemical compositions (or combinations of both). As many properties of solid materials depend on their electronic structure, significant deviations from charge neutrality result in materials with new, yet mostly unexplored properties such as modified electric, ferromagnetic, optical etc. properties. In fact, two types of property variations may be distinguished: Variations that last as long as the external voltage is applied and subsequently vanish reversibly once the external voltage is removed. These properties may be tuned by tuning the applied voltage. The second type of property changes are the persistent ones. They remain even if the material returns to the electrically neutral state. New types of alloys or materials with new types of atomic structures seem to be examples of persistent variations. Existing and conceivable new technological applications of solids deviation from charge neutrality are discussed.     

合金溜槽堆焊焊条的正交设计

运用正变法确定了合金溜槽堆焊焊条的药皮组成，并研究了其工艺性能、冶金性能和堆焊层的机械性能；经反复试验获得了较为理想的焊条药皮配方，所设计的新焊条不但具有较佳的工艺性能，而且堆焊层中合金元素的含量达到了设计要求。     

高效高硬度低成本耐磨堆焊焊条的研制

研制了一种新型的高效高硬度低成本耐磨堆焊焊条.焊条中大量加入铁粉和适量的石墨而不加任何矿石粉,少加或不加价贵组分,系统调整焊条药皮配方以及筛选合适的合金组元,既提高了焊条的综合性能又降低了成本.结果表明,焊条的工艺性能良好,焊条的熔化效率达3kg/h,熔敷效率达226.9%,焊条收得率达80%,堆焊单层熔敷金属硬度达67 HRC,耐磨性为某高铬铸铁焊条的1.52倍,同时具有较好的抗裂性.     

Effects of electrical discharge surface modification of superalloy Haynes 230 with aluminum and molybdenum on oxidation behavior

The effects of the electrical discharge alloying (EDA) process on improving the high temperature oxidation resistance of the Ni-based superalloy Haynes 230 have been investigated. The 85 at.% Al and 15 at.% Mo composite electrode provided the surface alloying materials. An Al-rich layer is produced on the surface of the EDA specimen alloyed with positive electrode polarity, whereas, many discontinuous piled layers are attached to the surface of the EDA superalloy when negative electrode polarity is selected. The oxidation resistance of the specimen alloyed with positive electrode polarity is better than that of the unalloyed superalloy, and the effective temperature of oxidation resistance of the alloyed layer can be achieved to 1100 °C. Conversely, the oxidation resistance of the other EDA specimen alloyed with negative electrode polarity is even worse than that of the unalloyed superalloy.     

预处理对含钇奥氏体基焊条堆焊层组织与性能的影响

为了对在高温,磨损工作条件下失效的零件进行表面修复,我们在研制的奥氏体基沉淀强化型焊条基础上,加入稀土元素钇,改善其堆焊层性能,进而研究了预处理对堆焊层组织,性能的影响。     

表面纳米化对材料性能影响的研究进展与展望

工程零部件失效常源于表面,微组织结构显著影响甚至决定工程零部件使役性能,表面纳米化技术可诱导材料微组织结构变化产生纳米晶结构表面层,增大表层残余压应力,对材料性能有极其重要的影响。首先综述了表面纳米化诱导微组织结构变化的过程及机理,诱导材料产生晶粒细化、位错运动、残余压应力增大、相变等微观变化,诱因有塑性变形、温度变化、元素渗入等。其次归纳了表面纳米化对材料性能的影响及其机理,上述微观变化对材料疲劳强度、耐腐蚀性、摩擦磨损性能、生物学性能等产生显著影响。总结了各个典型表面纳米化工艺的特点,相比于其他表面纳米化技术,超声振动辅助加工具有不需引入其他元素、不污染环境、原理简单、高速高质量、成本低廉、可依托于各种传统加工工艺等优势,对材料摩擦磨损性能、疲劳性能、生物学性能、表面浸润性和耐腐蚀性等具有积极作用。最后对表面纳米化工艺的未来发展做了展望,其中针对性分析了超声振动辅助加工。针对纳米晶结构表面层的数字化仿真模拟极其匮乏这一现状,将模拟仿真与试验相结合,分析微组织结构与加工参数、微组织结构与材料性能的映射关系并建立模型直观反映尚需更全面系统的研究。材料的某些性能可能不会同时达到最优值,依...