大洋多金属结核制备锂离子筛前驱体中锂脱出的影响因素

研究锂锰比、时间、温度、酸浓度、粒度、液固比及搅拌速率等因素对锂脱出率和锰溶损率的影响.获得了合理的脱锂工艺条件:酸洗时间210min、酸洗温度60℃、酸浓度1.0mol/L、粒度-38μm、液固比50:1、锂锰比0.7、搅拌速度350r/min.在此条件下锂的洗脱率为82.9%,锰的溶损率为5.7%.酸洗后的离子筛经XRD检测仍呈尖晶石结构,但晶格常数变小.     

铝碳质材料和镁铝尖晶石材料表面氧化铝附着的研究

利用中频感应炉在1550~1580℃的钢水中进行了铝碳质材料和镁铝尖晶石材料表面氧化铝的附着试验。采用扫描电镜和能谱分析研究了试验后材料的微观组织结构以及元素分布状况,并对镁铝尖晶石材料防止氧化铝附着的机理进行了探讨。研究结果表明,试验后铝碳质材料的结构较疏松,表面较粗糙,氧化铝颗粒粘附较多;而镁铝尖晶石材料的结构致密,表面平整光滑,氧化铝颗粒粘附很少,其具有良好的防止氧化铝附着能力。     

LiCr0．05Ni0．15Mn1．8O4的合成和电化学性能

通过溶胶-凝胶法合成尖晶石型锂离子电池正极材料LiCr0.05Ni0.15Mn1.8O4,并用XRD,SEM,FTIR,TGA表征其形貌和结构,采用电化学测试考察材料的电化学性能.结果表明,所合成的LiCr0.05Ni0.15Mn1.8O4具有与母体LiMn2O4同样完整的尖晶石结构,Cr3 (d3)和Ni2 (d8)部分取代了尖晶石结构八面体骨架中的Mn3 (d3).LiCrxNiyMn2-x-yO4(x=0.05,y=0.15)电极的良好容量归功于尖晶石结构中Cr和Ni对Mn位的掺杂而使主体结构得到了稳定.其首次充放电容量为120/100(mA·h·g-1,循环41次后容量保持率为98%.与单一LiMn2O4相比,在800℃合成的目标产物结构稳定性和循环可逆性好,循环伏安和充放电曲线表明该物种在充放电过程中Li 两步脱嵌过程有转变为一步的趋向.     

合成温度与时间对尖晶石LiMn2O4性能的影响

采用高温固相合成法制备尖晶石LiMn2O4锂离子电池正极材料,研究合成温度与合成时间对尖晶石LiMn2O4晶体结构和电化学性能的影响。结果表明,尖晶石LiMn2O4晶体结构和电化学性能随合成温度和时间的增加而提高,但合成时间超过24h后对材料结构与性能的影响不大。     

钙化焙烧钒渣过程中钒尖晶石的矿物学特征

通过偏光显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子探针的分析手段,对攀钢钒工业生产钒渣中钒尖晶石的结构与构造、化学组成及变化规律等进行详细的矿物学特征研究。结果表明,焙烧过程中氧化的钒尖晶石结构逐渐变的疏松多孔,构造上由单一的钒尖晶石向铁板钛矿固溶体、氧化铁固溶体和钒酸锰固溶体转变;钒尖晶石的化学成分主要有镁、铝、钛、钒、锰、铁等元素组成。随着氧化程度的深入,Fe O的含量在逐渐增加,V2O3的含量在逐渐减少,其他元素含量的变化不大。     

磁控溅射法制备铝薄膜锂离子电池负极材料

本论文通过磁控溅射技术使用高纯铝靶材在铜箔上沉积制备了铝薄膜,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对其组成和结构进行了表征,然后作为锂离子电池负极材料对其电化学性能进行了测试。结果表明铝薄膜由晶体的纳米颗粒组成,并且均匀的覆盖在铜箔表面。作为锂离子电池负极材料表现出2184 mAh/g的初始放电比容量,充放电10次后,可以维持80%的初始比容量。容量的衰减是由于在锂离子嵌入和脱出过程中,铝薄膜会发生大的体积膨胀和收缩,导致铝负极发生破裂粉化及结构崩塌。可以利用磁控溅射技术对铝薄膜厚度和结构进行调控,从而进一步提高锂离子电池铝薄膜负极的循环稳定性。     

太西煤的石墨化改性及其锂离子电池负极性能

采用石墨化炉对太西煤进行石墨化处理。以沥青为前躯体采用液相包覆的方法实现表面包覆并经高温（1 000 ℃）炭化处理,制备具有核壳结构的炭石墨复合材料。经过电化学表征,首次可逆比容量为330.4 mAh/g,首次库伦效率为90%,50个循环后容量仍保持在90%。通过对石墨化处理后太西煤的微观结构和包覆炭层的表征分析,认为石墨化太西煤具有类似微晶石墨的微观结构,有利于锂离子的嵌入脱出,包覆炭层减少了比表面积,减少了表面不可逆反应以及固体电解质中间相膜（SEI膜）的生成,同时在循环过程中起到缓冲作用,保证了石墨化太西煤结构的稳定。     

钒渣钠化焙烧过程中钒尖晶石和铁橄榄石的变化规律表征

为了提高钠化提钒中钒的回收率,采用矿相显微镜、扫描电子显微镜和矿物自动解理系统(MLA)对钒铬渣和碳酸钠混合后的熟料在焙烧过程中的物相变化进行了详细研究,重点研究了混合料中钒尖晶石和铁橄榄石的形貌、结构变化规律。结果表明:钒渣氧化开始于铁橄榄石的氧化分解,随着焙烧时间的增加,铁橄榄石逐渐转变化为钠长石和钛辉石,后又形成硅酸钠和钠长石的包裹体;铁橄榄石结构的破裂导致钒尖晶石的暴露,钒尖晶石的氧化主要包括前期Fe2+的快速向外迁移和后期晶体内部铁板钛矿和钒酸锰晶体的缓慢形成、长大两个阶段。     

氧化铈对低品位菱镁矿制备镁铝尖晶石材料的影响

以低品位菱镁矿与工业氧化铝为原料制备镁铝尖晶石材料,分析研究氧化铈对以低品位菱镁矿为原料制备的镁铝尖晶石材料中结晶相组成、结晶度、晶胞常数、微观结构的影响.用XRD法和SEM法对烧后试样的相组成和显微结构进行研究.利用X'pert plus软件对试样中结晶相的相对结晶度进行计算,并对镁铝尖晶石相的晶胞常数进行分析.结果...     

基于M3数据的月球澄海区域的铝尖晶石提取及分布探究

尖晶石是岩石成因及条件的一种重要标志,通过对尖晶石来源、成因、结晶以及与共生矿物的关系等的分析,研究相关矿物岩石的成因和起源,对于研究月壳岩石成因与岩浆演化具有重要意义。本文将Mg-Al、Fe-Al尖晶石统称为Al尖晶石,在前人研究基础上,以月球澄海为研究区,讨论澄海区域地形、构造等地质背景,深入对比分析月球尖晶石的遥感光谱特征,采用数理统计的研究方法拟合Al尖晶石的波谱曲线,最终制定了M3数据提取Al尖晶石的流程。以此为依据,分析了澄海区域M3数据提取的该区域Al尖晶石分布情况,认为月球中含粉色尖晶石岩石的形成不仅是简单的机械混合,更关键的是产生有着恰好结晶尖晶石的化学组成的岩浆。     

多金属结核氨浸渣合成的锂离子筛吸附性能研究

针对以LiOH和多金属结核还原氨浸渣为原料合成的正尖晶石结构的锂离子筛的吸附性能展开研究。交换动力学曲线表明,锂的交换速度较快;锂离子筛具有较佳的吸附效果,其饱和吸附容量与国内外用纯锰化合物制备的离子筛吸附容量接近;离子分配系数的大小顺序为Li+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+,锂镁、锂钙的分离因数分别达到16756和35483。     

共沉淀法合成镍锰酸锂正极材料前驱体

通过共沉淀法合成了类球形镍锰酸锂正极材料前驱体, 研究了反应温度、溶液pH值、溶剂组成和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)添加量对前驱体镍锰碳酸盐形貌、粒径及物相组成的影响。结果表明, 适宜的合成条件为:pH=9.0, 反应温度80 ℃, 乙醇与水体积比1∶3, 表面活性剂CTAB添加量为1.5倍临界胶束浓度(CMC)。在该条件下制备的前驱体镍锰碳酸盐具有层片状堆垛的类球形结构; 煅烧后得到的镍锰酸锂材料为无序型的尖晶石结构, 属于Fd-3m空间群, 结晶度高, 粒径约150 nm。对镍锰酸锂进行电化学性能测试, 结果显示, LiNi_0.5Mn_1.5O₄在0.5C下的最大放电比容量为124.8 mAh/g, 20次循环后容量保持率为62.3%, 在大倍率下放电后再次回到0.5C, 放电比容量为73.8 mAh/g。     

铝掺杂对高电压镍钴锰酸锂性能的影响研究

采用高温固相法合成了不同铝含量的523镍钴锰酸锂,通过振实密度、粒度分布、pH值、电化学性能测试等手段,探究不同铝掺杂量、烧结时间、烧结温度对高电压镍钴锰酸锂性能的影响。研究结果表明,当铝掺杂量为0.7%、烧结时间为10 h、烧结温度为940 ℃时,高电压镍钴锰酸锂的性能最佳,此时,样品粒度D₅₀为7.83 μm,振实密度达到2.81 g/cm³,在3.0～4.4 V电压范围和1.0C倍率下,初始容量为174.17 mAh/g,50次循环容量保持率为97.18%。试验结果对改善高电压镍钴锰酸锂性能有一定的参考作用。     

准纳米晶钛酸锂的制备及其电化学性能

利用偏钛酸为钛源,多孔活性炭为模板剂,采用固相合成工艺制备准纳米晶钛酸锂材料.采用X射线衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDX)表征材料结构和形貌,用循环伏安(CV)和恒流充放电测试研究材料的电化学性能.结果显示,合成的钛酸锂其主要物相为尖晶石结构的Li_4Ti_5O_(12),添加多孔活性炭作为模板剂能明显提高材料的电化学性能.材料首次可逆嵌脱锂容量可达143mAh·s~(-1),嵌脱锂效率达到95.4%,而且循环性能稳定,30周循环后容量衰减仅为4.22%.     

Nb包覆对富锂锰基材料电化学性能的影响

研究了Nb包覆对富锂锰基材料结构及电化学性能的影响,发现Nb能够与材料表面的残存锂反应生成LiNbO3。当包覆量为0.2%时样品电化学性能最佳：0.1C下放电比容量为285.6 mAh/g,1C循环100次后的容量保持率为85.9%,且表现出较好的倍率性能和较低的电压衰减,优于未包覆样品。该性能提升可能归因于热处理过程中Nb扩散进入材料表层晶格,形成较强的Nb-O键,减缓了循环过程中晶格氧的流失,从而稳定结构;同时,表面生成的快离子导体LiNbO3不仅阻止了电解液对材料的侵蚀,降低了副反应的发生和过渡金属的溶解,而且促进了锂离子的扩散和电子的传导。     

乳化炸药燃烧法制备纳米锰酸锂

本文利用添加了硝酸锂和硝酸锰的乳化炸药燃烧合成纳米锰酸锂,用正交实验法分析了各参数对产品质量的影响,利用红外光谱对产物进行表征,结果证明生成了纳米锰酸锂。     

钙化焙烧-酸浸提钒过程中含钒物相结构及其演变规律研究

对钒渣、熟料和残渣中含钒物相微观结构、形貌以及钒元素走向进行了分析, 考察了钙化焙烧-酸浸提钒过程中含钒物相结构及其演变规律。结果表明: 钙化焙烧过程中钒尖晶石由初始光滑致密的多边形逐渐氧化成多孔状态, 直至最后生成凹凸不平的“圆粒状”氧化铁和“短柱状”铁板钛矿, 钒元素也由最初富集在钒尖晶石中逐渐向钒酸钙、氧化铁、铁板钛矿和硅酸盐中转移; 酸浸过程中熟料中凹凸不平的含钒氧化物(氧化铁、铁板钛矿和钒酸钙)逐渐变为“镂空状”铁板钛矿相, 大部分钒元素被硫酸浸出, 残留的钒元素主要赋存于氧化铁、铁板钛矿和硅酸钙中。     

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定镍钴锰酸锂中的金属铁

采用磁棒对镍钴锰酸锂中金属铁进行富集,再利用盐酸溶解金属铁,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定镍钴锰酸锂中金属铁含量。研究了仪器的最佳测量条件、元素测定的质量数以及酸度的影响。方法测定结果准确、可靠,样品加标回收率在98.9%~104.1%。