爆燃法制备纳米LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料

以Ni(NO<,3>)<,2>·6H<,2>O、Co(NO<,3>)<,2>·6H<,2>O、Mn(NO<,3>)<,2>和LiNO<,3>为金属原料,以柠檬酸为鳌合剂和燃料制备出均一的前驱体.前驱体经干燥后在氧弹中快速爆燃制备出纳米LiNi<,1/3>Co<,1/3>Mn<,1/3>O<,2>粉体,并生成了高结晶度的LiNi<,1/3>Co<,1/3>Mn<1/3>O<,2>材料,其平均粒径约为200nm.将其分别在2.8～4.6V和2.8～4.3V电压范围内以0.05C速率恒流充放电,首次放电比容量分别为208.0mAh·g<'-1>和173.6mAh·g<'-1>;以0.1C速率分别在2.8～4.6V和2.8～4.3V电压范围内循环20周后,容量保持率分别为89.3%和93.4%.     

双掺杂策略助力单晶LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2材料

锂离子电池中，由超高镍LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂组成的层状正极材料是实现高能量密度的关键。高镍含量正极材料具有高能量密度、长寿命、低成本优势，商业化需求量很大。高压运行是提高锂离子电池能量密度的有效途径。然而，高压循环下不可逆的容量衰减使正极材料难获得高效的容量保持率。以Al₂O₃和TiO₂为掺杂物质，经高温固相烧结合成Al/Ti共掺杂的单晶正极材料LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂。用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电镜对Al/Ti共掺杂的调节机制进行表征和分析。结果表明：Al/Ti共掺杂可有效抑制不可逆相变，促进Li⁺的传输，稳定材料的层状结构。这项工作揭示共掺杂的关键作用，说明Al/Ti掺杂如何调控正极材料的晶体结构，为开发高性能层状正极提供新思路。     

CoO1+x/SiO2表面包复对尖晶石正极材料电化学性能的影响

用CoO1 x/SiO2对尖晶石正极材料LiMn2O4表面进行了包复处理,并对处理后的正极材料的电化学性能进行了研究.CoO1 x/SiO2包复处理后的尖晶石正极材料在3.0～4.4 V之间呈现良好的循环稳定性,处理后的材料具有低的电化学阻抗、较小的容量衰减和较小的表面极化作用,并且由这种材料组成的电池具有更好的大电流放电性能.     

凝胶模板法制备RDX/B/Fe_2O_3纳米复合含能材料

采用溶胶凝胶法制备Fe2O3凝胶模板,加入黑索今(RDX)和硼(B)粉,制得RDX/B/Fe2O3复合湿凝胶,利用超临界CO2流体干燥工艺对其进行干燥,得到RDX/B/Fe2O3纳米复合含能材料。讨论了湿凝胶制备和超临界CO2流体干燥工艺中对凝胶结构和粒子大小的影响因素,获得了最佳制备工艺条件:Fe3+浓度0.20mol·L-1,n(Fe3+)∶n(C3H6O)=1∶15,超临界流体的温度40℃和压力10 MPa,干燥釜升压时CO2流入的速率15L·h-1,干燥釜平衡换气时CO2流体的流速2L·h-1。在此条件下制备得到纳米复合含能材料RDX/B/Fe2O3(质量比为90∶2∶8),利用扫描电镜,差示扫描量热分析了样品的微观形貌和热分解特性,测试了机械感度。结果表明,所得纳米含能材料粒度为30~50nm;RDX/B/Fe2O3分解放热起始温度比原料RDX提前了7℃,放热量提高了885J·g-1,机械感度H50=40.8cm。     

葡萄糖对共沉淀法制备Li_2FeSiO_4正极材料的影响

采用两步沉淀工艺制备了锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4,通过加入不同含量的葡萄糖,研究了不同碳含量对Li_2FeSiO_4的结构及形貌的影响。结果表明:所有样品都是纯相的Li_2FeSiO_4;碳包覆后的颗粒粒径明显减小,尺寸在300~500nm之间;碳包覆可以有效提高锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4的电子电导率;6wt%碳含量下的样品0.1C下首次放电容量可达152.3m Ah/g,0.5C下循环50次容量保持率为87.7%,具有良好的电化学性能。     

MIC材料Fe2O3/Al对AP的热分解影响研究

为了改善高氯酸铵(AP)的热分解性能,采用溶胶凝胶法将MIC材料(w Fe₂O₃:w Al=3:1)与AP进行复合,采用SEM、XRD、红外光谱对其形貌进行表征,并通过DSC研究MIC材料(Fe2O3/Al)对AP热分解的催化性能。结果表明：MIC(Fe₂O₃/Al)粒子复合在AP表面,且粒子尺寸大部分为纳米级别;与原料AP相比,加入MIC材料(Fe₂O₃/Al)后,AP的低温分解峰与高温分解峰重合,使AP热分解过程只出现1个分解峰,表明复合MIC材料(Fe2O3/Al)对AP的热分解有明显的催化作用,且复合样品的放热比原料AP更加集中。与原料AP的高温分解峰温相比,加入质量比5%、10%、15%、20%MIC材料(Fe₂O₃/Al)的复合样品分解峰温分别降低了65.7℃、75.9℃、78℃、79.7℃。     

Y对铝空气电池阳极电化学活性及自腐蚀的影响

用中频感应熔炼炉制备Al-0.5Mg-0.1Sn-0.1Ga-xY(x=0、0.05、0.10、0.30、0.50)(质量分数,下同)铝空气电池用阳极五元合金.用金相分析、电化学测试、电池放电测试及表面形貌分析研究在4 mol/LNaOH溶液中稀土元素Y对铝空气电池阳极电化学性能和放电性能的影响规律.结果表明:当Y的质量分数为0.1％时,合金晶粒尺寸最小,第二相颗粒均匀分布.Y的加入降低析氢反应速率,合金有最佳的电化学性能和最低的自腐蚀速率,均匀化腐蚀明显.Y在提高阳极活性同时,可有效提升阳极的能量密度,当放电密度为0.02 A/cm2时,阳极能量密度高达2777.778 mA·h/g.     

掺杂La2O3的Al/CuO铝热剂的反应特性

为了研究La₂O₃对Al/CuO铝热剂反应特性的影响,采用机械混合法制备了不同氧平衡状态,即当量比(φ)分别为1.0,1.4和1.8下的Al/CuO铝热剂,并分别掺杂2%,5%,10%,20%和30%的La₂O₃。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、X-射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)分别对未掺杂和掺杂La₂O₃的Al/CuO铝热剂的微观形貌、元素种类、物相以及放热过程进行了研究,采用燃烧管实验、T-jump快速升温点火实验和密闭爆发器实验对其燃烧特性和产气性能进行了对比分析。结果表明,零氧平衡状态(φ=1.4)下,掺杂La₂O₃的Al/CuO铝热剂发生铝热反应的起始温度和峰值温度明显低于未掺杂La₂O₃的Al/CuO铝热剂;掺杂2%La₂O₃的Al/CuO铝热剂放热量为1772 J·g     

Li在单层TiSe2吸附与扩散的第一性原理研究

通过密度泛函理论计算方法，研究Li在单层二硒化钛(TiSe₂)的吸附与扩散行为，评估其用作锂离子电池电极材料的潜能。结果表明：Li吸附在单层TiSe₂具有适宜的吸附能，且在T位点的吸附更稳定。Li在单层TiSe₂的吸附过程使体系导电性提升，显示金属特性。差分电荷密度分析证明Li与TiSe₂间主要是离子键。最后，计算得出Li在单层TiSe₂的扩散能垒较低(0.23 eV)，具有较高的速率性能。证明单层TiSe₂有作为高性能锂离子电池负极材料的潜能。     

形稳阳极Ti/IrO_2-Ta_2O_5电Fenton法催化降解含酚废水

针对电芬顿(Fenton)降解含酚废水时,铁阳极Fe易溶解从而影响降解效率的问题,采用形稳阳极Ti/IrO_2-Ta_2O_5进行电Fenton降解含酚废水的研究。采用高效液相去谱法推测了Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极和Fe阳极电Fenton降解苯酚的中间产物和降解过程。结果表明,FeSO_4·7H_2O投加量0.1 g·L~(-1),H_2O_2投加量2.94 mmol·L~(-1),初始pH值3.5,电压5.0 V,降解时间2 min,苯酚和化学需氧量(COD)去除率分别达94.14%和40.74%。在相同初始pH值、电压和降解时间下,使用铁阳极,苯酚和COD的去除率分别为40.74%和26.41%。相比Fe阳极电Fenton过程,Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极电Fenton过程降解废水时具有H_2O_2投加量少、降解时间短、电解电压低,并且耗酸量少、处理效果好、电极不易溶解的优点。Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极和Fe阳极电Fenton降解苯酚的过程是相同的,但在相同降解时间内,Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极电Fenton法降解含酚废水效率较高,这是由于Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极电催化反应与Fenton反应形成协同效应,协同降解废水的效率大于单独Fe阳极Fenton反应降解废水的效率。     

锂离子电池正极材料钴酸锂近期研制进展

以钴酸锂(LiCoO2)为正极活性材料的锂离子二次电池是军事装备的重要能源。介绍了国内外锂离子二次电池的生产现状,列举了正极材料LiCoO2高温合成的原料和工艺步骤,比较了各厂家产品的性能差别。通过总结近年文献,探讨了原料的种类、混匀程度、反应温度、热处理时间以及冷却速度等工艺因素对LiCoO2的结晶度和颗粒形态的影响,进而对LiCoO2的充放电性能和热稳定性的影响。介绍了近期为提高LiCoO2的性能而研制LiCoO2合成工艺的新成果及发展动态,提出了LiCoO2性能优化的必要性和可能的主要途径。     

锂离子电池SOC估计方法的比较

新一代混合动力特种车辆直流母线电压高达900 V,由多个单体电池串联或并联组成电池组,由于电池单体之间存在着不一致性,往往使得电池组寿命要低于电池单体寿命几倍甚至几十倍.因此需要对整个电池组进行均衡管理,而均衡管理最关键的因素是检测每个电池单体的荷电状态(SOC).对现有的9种SOC估计方法进行了分析比较,提出了将安培积分法和开路电压法相结合来估算SOC,同时考虑温度、电池老化和充放电效率的影响.此方法简单、可靠,可以在线实时观测,符合特种车辆的要求.     

军用热电池钛合金壳体材料应用试验研究

介绍了军用热电池的基本结构和工作原理,用钛合金材料制备了某型热电池的壳体,在不同条件下进行了放电试验.研究了相同条件下采用钛合金壳体和传统不锈钢壳体的2种热电池在质量、寿命以及比能量等方面的差别.采用钛合金作为热电池的壳体材料可明显提高热电池的比能量和寿命,钛合金是弹栽热电池理想的壳体材料.     

喷雾干燥法制备亚微米鞣酸铁/硝胺炸药复合微球及其催化性能

为了研究鞣酸铁催化剂对固体推进剂中常见组分热分解性能的影响,采用超声喷雾干燥法制得三种亚微米复合微球(鞣酸铁(Ta-Fe)/六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、鞣酸铁/黑索今(RDX)、鞣酸铁/奥克托今(HMX))。利用扫描电镜(SEM)和粒度分析等方法分别对复合微球的形貌、粒度和组分进行表征。采用差示扫描量热法(DSC)研究复合微球中鞣酸铁对CL-20、RDX、HMX热分解的催化过程及动力学参数的影响。结果表明,鞣酸铁分布均匀,样品均呈球状颗粒,且流散性好,粒度为500~1000 nm;鞣酸铁能有效促进CL-20、RDX、HMX的热分解,使得CL-20、RDX、HMX的热分解峰温分别提前了17.2,8.2,11.5℃,其中鞣酸铁对CL-20的热分解催化效果最佳,Ta-Fe/CL-20复合微球的活化能与原料CL-20相比降低了9.6 kJ·mol……-1。     

动力电池功率密度性能测试评价方法的比较研究

动力电池功率密度是辅助车辆系统和电池包设计的基本数据。本文采用日本JEVS和美国FreedomCAR项目中的功率密度测试方法,以8.5 Ah／12 V（美国）和5.5 Ah／3.6 V（日本）等动力电池作为研究对象,对影响功率密度测试结果的因素进行比较分析。研究表明：在不同的测试评价方法中,由于内阻确定方法不同,导致计算得到的动力电池功率密度存在较大差异;JEVS法采用0～10C“系列”充电或放电电流下的电压响应特性表征电池功率能力,可避免单一电流造成的结果偏差,但没有考虑高倍率充电或放电电流下电池功率能力变化;HPPC法兼顾中低倍率及高倍率充电或放电电流下的电压响应特性,但采用某一电流表征电池功率能力会有单一电流造成的结果偏差问题。     

2，4-MDNI/DNTF二元低共熔物的制备与性能

为了改善熔铸炸药载体3,4?二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)感度高、熔点高的问题,使用高能钝感炸药1?甲基?2,4?二硝基咪唑(2,4?MDNI)制备了2,4?MDNI/DNTF低共熔物体系。通过差示扫描量热法(DSC)研究了不同比例2,4?MDNI/DNTF的熔融及液化过程,建立了T?x相图;研究了不同升温速率下2,4?MDNI、DNTF及2,4?MDNI/DNTF低共熔物的熔融和分解过程,分别使用Flynn?wall?ozawa方法、Doyle方法和Kissinger方法计算了2,4?MDNI、DNTF及其低共熔物的热反应动力学参数;对三种物质进行了XRD和SEM分析;通过感度测试研究了2,4?MDNI对DNTF的降感作用;使用EXPLO?5软件,计算了2,4?MDNI/DNTF低共熔物的爆轰性能。结果表明:2,4?MDNI/DNTF最低共熔物的物质的量组成为51:49,平均熔点为92.7℃;随着升温速率的升高,熔融及分解反应都将延迟,低共熔物热分解反应的活化能E_a、指前因子A分别为146.0 kJ·mol^-1和4.09×10¹³;XRD测试中,2,4?MDNI/PETN低共熔物在2θ=18.60°处产生新的衍射峰;且其凝固表面微观形貌比DNTF明显改善。2,4?MDNI的撞击和摩擦感度均为0%,低共熔物的撞击和摩擦感度分别为64%和52%;2,4?MDNI/DNTF低共熔物的理论密度1.844 g·cm^-3,计算爆速为8705 m·s^-1。2,4?MDNI与DNTF制备成低共熔物后熔点理想,热稳定性良好,同时可以显著降低DNTF的感度而又保持其较高能量水平。     

纳米Co0.5Mg0.5Al2O4复合钴蓝颜料的制备研究与表征

以金属盐为原料,将溶胶-凝胶和燃烧法相结合,制备Co0.5Mg0.5Al2O4复合钴蓝颜料。采用XRD,TG- DTA,UV-Vis,SEM和EDS等测试技术对粉体的形成、形貌、粒径及吸光度等进行表征。结果表明,得到的产物是明显的尖晶石晶体结构,粒度均匀、颜色鲜亮,粒径约为67 nm,较传统的钴蓝颜料成本低,具有更好的应用前景。     

3，5-二氨基-4-硝基吡唑五唑新型含能离子盐合成和性能

以五唑钠盐为原料,与3,5?二氨基?4?硝基吡唑盐酸盐进行复分解反应合成了一种新型五唑非金属盐——3,5?二氨基?4?硝基吡唑五唑盐(3),并采用核磁共振(NMR)、X?射线单晶衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱(IR)和元素分析(EA)等分析手段对化合物3进行结构表征;利用差示扫描量热(DSC)和热重(TG)方法研究了化合物3的热分解过程,其初始分解温度为119.5℃,优于DABTT₂⁺(N₅^-)₂、GU⁺N₅^-和AG⁺N₅^-等大部分的五唑非金属盐,并采用Kissinger和Ozawa方法计算其表观活化能;基于实测密度(1.71 g·cm^-3和计算生成焓(503.3 kJ·mol^-1),采用Explo5 V6.05.02软件计算化合物3的爆速和爆压分别为8483 m·s^-1和26.4 GPa;采用BAM法测得化合物3的撞击感度和摩擦感度分别为10 J和216 N。     

RDX/Al/SiO_2纳米复合含能材料的制备及性能

为了在降低黑索今(RDX)机械感度的同时提高其热分解性能,以四甲氧基硅烷为前驱物,氟硼酸为催化剂,用溶胶-凝胶法制备了RDX-Al质量分数分别为30%、50%、70%(RDX与Al质量比均为6∶1)的三种RDX/Al/SiO_2纳米复合含能材料。用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X-射线衍射(XRD)对其形貌及结构进行了表征;用热重分析(TG)、差示扫描量热(DSC)研究了样品的热性能;按GJB772A-1997的方法测试了样品的机械感度。结果表明:RDX/Al/SiO_2是以SiO_2为凝胶骨架,Al与RDX进入到凝胶骨架中形成的纳米复合含能材料;该复合材料中RDX的最小平均粒径为65.09 nm,且其粒径随RDX-Al含量的增加而增大;当RDX-Al的质量分数为30%时,与纯RDX相比,该复合材料中RDX的分解温度较纯RDX提前22.4℃,与原料RDX相比,样品的特性落高提高108.6 cm,爆炸百分数降低60%。