高能量密度锂离子电池层状锰基正极材料研究进展

层状锰基材料Li[Li_x（MnM）_1-x]O₂（M=Ni,Co,Cr,…）以高比容量成为最具应用前景的正极体系之一,近年来成为研究热点而倍受关注,尤其借助原位测试分析等先进表征手段,对Li[Li_x（MnM）_1-x]O₂的结构及其高容量获取机理的研究取得显著进展.本文概括介绍了高能量密度层状正极材料的结构与充放电机理,重点针对其目前依然存在的问题,详细归纳了Li[Li_x（MnM）_1-x]O₂正极材料充放电循环过程中电压衰减机理、界面/表面特征以及性能改善的研究新进展,而且对高能量密度层状正极材料的未来研究方向也进行了探讨.      

中科院在高性能锂离子电池电极材料研究中取得进展

正能量密度的提升是锂离子电池领域的研究重点,而正极材料是决定锂离子电池能量密度的关键。镍锰酸锂材料是一种高电压的正极材料,具有高能量密度和良好的倍率性能;然而,其自身的高工作电压会显著加速电极材料表面的副反应,严重损害电极材料的结构稳定性和长循环性能,限制了它在高比能动力电池中的应用。在国家自然科学基金和中国科学院先导项目等     

铁基粉末冶金烧结材料的疲劳与失效行为研究进展

铁基粉末冶金结构零件以其独特的优点和巨大的竞争力已在汽车等行业获得广泛的应用.材料疲劳性能的研究目前仍然是应用和科学研究中的一个重要领域.综述了近年来国内外铁基粉末冶金材料的疲劳与失效行为的研究成果,包括成分、组织和制备工艺等因素对铁基粉末冶金材料的疲劳性能、疲劳裂纹萌生与扩展机制的影响,以及铁基粉末冶金材料的疲劳裂纹扩展速率等方面的研究成果.指出了加强国内相关领域研究,有利于促进粉末冶金学科发展和提升国内的粉末冶金技术水平,对拓展铁基粉末冶金零件的应用具有重要的现实意义.     

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。      

铁基非晶合金涂层的研究进展

铁基非晶合金涂层以其良好的力学性能、 优异的耐磨耐蚀性以及较低的经济成本已成为较有前景的非晶涂层材料之一。 本文综述了铁基非晶涂层材料的设计准则与材料体系, 介绍了激光熔覆技术和热喷涂技术制备铁基非晶涂层的进展和发展趋势, 结合铁基非晶涂层的性能特点介绍了其工程应用概况。 指出了目前铁基非晶涂层研 究领域存在的问题并展望了发展方向。     

不同前驱体制备工艺对高镍三元正极材料LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2的影响研究

高镍三元正极材料LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2因具有较高的能量密度及较低的成本等优势,逐渐成为电动汽车的主流发展趋势.但是随镍含量的升高,材料电化学性能及热稳定性等越来越差,电池的安全性能面临较大隐患.本文选取不同工艺合成的前驱体为原料制备正极材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量...     

世界首次 我科学家制备出单层石墨烯纳米带

<正>2019年3月27日,记者从天津大学了解到,该校封伟教授团队通过含氟自由基切割单壁碳纳米管,在世界范围内首次制备出单层石墨烯纳米带,所申请的国际专利也于近日获得授权。这是中国科学家首次通过一步法获得单层石墨烯纳米带,其作为原电池正极材料,其能量密度较进口产品可提升30%。氟化碳是目前世界上理论能量密度最高的原电池固态正极材料,西方发达国家一直将高能量     

Cu掺杂在钠离子电池正极中的研究进展

钠离子电池（SIBs）由于其原料丰富以及成本较低,被认为是最有前途的锂离子电池（LIBs）替代品之一,在过去的几年中吸引了人们的广泛关注。正极作为钠离子电池中不可分割的一部分,其性能对电池的稳定性以及使用寿命起着非常重要的作用。目前,常见的SIBs正极材料主要包括层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、聚阴离子化合物等,这些电极材料容量较高、成本较低、对环境友好,但普遍存在导电性差、循环稳定性差、电池寿命短等缺点。为了改善SIBs性能,人们采用元素掺杂的方法来改变正极材料的晶格结构,增强SIBs的循环稳定性,延长电池寿命。Cu因具有良好的导电性且结构稳定而被人们广泛应用于元素掺杂研究。讨论了Cu掺杂对以上3种SIBs正极材料性能的影响,并总结了近年来Cu掺杂正极材料的设计制备及研究进展。     

钠离子电池层状氧化物正极材料研究进展

钠离子电池凭借资源和成本优势在大规模储能和低速电动车领域展现出极大应用前景。层状氧化物理论容量较高且易于合成，是目前最具应用潜力的钠离子电池正极材料之一。如何改善层状氧化物正极材料的循环稳定性并提升其能量密度是当前的科学前沿问题。首先，综述了层状氧化物正极材料的几种典型改性方法，从组分设计的角度，探讨了不同掺杂元素、不同掺杂位点对材料容量和循环寿命的影响，阐述了利用阴离子反应提供额外容量的基本原理，概述了提高阴离子氧化还原可逆性的掺杂策略；从结构设计的角度，介绍了复合相材料的制备、微观结构的设计和调控等方向的最新进展；从表面设计的角度，讨论了金属氧化物、磷酸盐等作为包覆层对改善材料稳定性和倍率性能的作用机制。最后，总结了层状氧化物储钠正极材料现阶段面临的挑战，并对其未来的发展方向进行了展望，提出了新的研究思路。      

CuO及其他过渡金属氧化物纳米结构材料在锂离子电池中的研究进展

锂离子电池（LIBs）因其能量密度高、体积小、质量轻等优点在便携式储能设备中广受欢迎。然而,传统商用LIBs存在可逆容量低、循环性能差、成本高、安全性差等问题,需要进一步提高其功率密度、能量密度、寿命和安全性。过渡金属氧化物负极材料提供的可逆容量与传统石墨材料相比高2～3倍,且具有更高的嵌锂电位和更高的安全性。同时,纳米结构电极材料由于其高比容量、快速的电子/离子转移速率,以及具有可减轻体积膨胀的自由空间等优点,成为电池电极的理想材料。本文综述了氧化铜（CuO）纳米结构材料用于LIBs的研究进展,包括球状、线状、片状等纳米结构,还阐述了它们的优势;还介绍了其他过渡金属氧化物纳米结构材料在LIBs中的应用;最后,讨论了CuO及其他过渡金属氧化物纳米结构材料未来在LIBs中应用的机遇和挑战。     

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。     

直八型多用直升机旋翼刹车材料的研制

阐述了直八型直升机旋翼刹车材料的研究工艺;探讨了非金属基、铜基和铁基在相同条件下的摩擦性能;研究了润滑组元MoS_2、BN以及摩擦组元Sic对铁基摩擦材料性能的影响,并分析了其影响机理;指出非金属成分含量可以控制摩擦材料制动过程中摩擦力矩的峰比值,提高力矩的稳定性;同时也指出细片状珠光体组织的铁基材料耐磨性最好,并研制成功国内首次应用于直升机旋翼刹车装置的9—9铁基摩擦材料。     

铁基超导薄膜和涂层导体的研究进展

铁基超导体是当前物理学和材料学领域的前沿课题,铁基超导材料的研究不仅对基础科学研究有重要作用,也对应用研究意义重大。铁基超导体有一系列突出优点,例如超过100 T的上临界场、较小的各向异性、相对较高的转变温度等,预示着铁基超导材料有重要应用潜力。高性能薄膜是铁基超导材料强电和弱电应用的关键基础,涂层导体是实用化超导材料的重要研究课题。以单晶基底上外延生长的薄膜和铁基超导涂层导体为重点,综述了国内外铁基超导薄膜的最新研究进展。简述了不同体系铁基超导薄膜和涂层导体的发展历程,对比了其性能,详细分析了122,11,1111三个体系外延薄膜和涂层导体的制备工艺和优化方法。在此基础上,分析当前研究的不足和改进方向,提出了提高临界电流密度的方法,并对铁基超导薄膜和涂层导体的发展潜力进行了展望。     

用复合沉淀法去除氢氧化钡中的锶和钙

锶、钙的存在严重影响氢氧化钡的质量。研究了用复合沉淀法去除八水氢氧化钡中的锶和钙。以氟化铵为主沉淀剂,考察了反应温度、氟化铵用量和搅拌时间对锶、钙去除率的影响。结果表明：当反应温度为75℃、氟化铵过量系数为2．5、搅拌时间100min时,Sr^2＋和Ca^2＋的去除率分别为85．7％和100％,Ba^2＋损失率仅为4．7％。复合沉淀剂（NH4CO3-NH4F）可改变氟化物的结晶行为,提高沉淀物的分离性能。     

稀土铁基自熔基合金抗硫化氢腐蚀性能的实验研究

近年来关于稀土在热喷涂（焊）材料中的应用研究正日益受到人们的重视。铁基自熔合金末作为一种广泛使用的热喷涂（焊）材料具有价格低廉，喷涂（焊）层的耐磨性较好等优点，但其耐蚀性较差。为此，本研究引入稀土对其改性。通过熔炼－雾化工艺制备了稀土铁基自熔合金粉末，并考察了稀土对铁基自熔合金喷焊层在硫化氢介质中气蚀和在含硫化氢的中性氯化钠溶液中浸蚀的影响。结果表明，铁基自熔合金（含稀土和不含稀土）喷焊层试样表现出较强的抗硫化氢能力。铁基合金喷焊层试样在含硫化氢的4Wt%NaCl溶液中的腐蚀速率随稀土的添加量增加量增加而逐渐降低，且稀土添加量有最佳值0.2Wt%。     

锂离子电池双层四元无钴镍基单晶正极材料的制备及其性能

无钴镍基正极材料因其具有成本低、比容量高等优点而备受市场瞩目,但也存在倍率性能差、循环寿命短、高压循环稳定性差、表面残留锂、阳离子混排等问题需要解决。基于此,本研究提出一种双层四元无钴镍基层状单晶正极材料,以无钴镍基和锰为基础二元材料,通过掺杂铁、铜两种金属元素制备成四元无钴高镍正极材料前驱体,将前驱体与锂源按合理配比混合制备成富锂微米级单晶基体,最后以高导电性材料氮化钛均匀包覆基体制备成锂离子电池双层四元无钴镍基单晶正极材料。性能测试结果显示,经500次循环后其容量保持率仍有98.2%,该结果验证了本试验所制备的正极材料成本低、易于产业化的特性;通过掺杂两种元素后进行微米级单晶改性处理、合理的富锂配比和高导电性材料表面包覆的协同作用,进一步提高了正极材料的高压循环稳定性和循环寿命,并具有极佳的容量和倍率性能。     

稀土掺杂锂离子电池正极材料的研究进展

锂离子电池具有较高的工作电压、能量密度、循环性能和较低的自放电性能,广泛应用于移动电子设备和新能源汽车等领域。随着各应用领域对移动电源需求的不断提升,如何进一步提高锂电池性能,成为当今全球科技研究者关注的热点之一。本文综述了近年来国内外通过稀土元素掺杂以提高锂电子正极材料性能的研究进展,并展望了其应用前景,有助于提高促进实际应用。     

铁基非晶合金的辐照性能

铁基非晶合金由于成本低较、易制备、较好的温度稳定性等优点,并具优异的机械性能、磁性能和耐腐蚀性能而被广泛研究.并且其固有的无序结构有助于抵抗辐照导致的损伤,使得铁基非晶合金可作为抗辐照材料使用.辐照既可以试验铁基非晶合金的性能也是优化铁基非晶合金结构和性能的有效方法.本文综述了铁基非晶合金中子辐照、离子辐照和电子辐照性能的研究进展,探讨了铁基非晶合金的结构和性能与非晶合金的成分以及辐照粒子的类型、能量、注量之间的关系,以及辐照晶化的机制,为进一步促进高性能铁基非晶合金的研究提供了有价值的参考.      

铁（Ⅲ）─三吡啶三嗪配合物的光还原研究及应用

本文对铁（Ⅱ）－三吡啶三嗪配合物在散射光下的光还原反应进行了研究。发现在铁（Ⅱ）、铁（Ⅲ）共存时加入氟化铵可阻止上述反应,此法用于测定铁矿中铁的价态比,结果满意。     

镍锰酸锂正极包覆材料研究进展

近年来，锂离子电池(LIB)成为了便携式电子产品和电动汽车(EV)中不可或缺的一部分。LiNi_0.5Mn_1.5O₄(镍锰酸锂简称LNMO)作为正极材料，由于其能量密度可观(650 W·h·kg^-1)、工作电压高(4.7 V)、原材料成本低和安全性能好受到广泛关注。然而，LNMO正极目前存在高温下循环性能差和容量下降的问题。表面包覆技术被认为是一种前景极佳的解决方案。本文从包覆材料以及包覆方法上总结了目前LNMO正极包覆领域的研究进展。