富钠普鲁士蓝的制备及其储钠性能研究

普鲁士蓝基正极材料在钠离子电池中具有重要的应用前景,富钠结构的制备是实现全电池应用的关键.本工作通过提高共沉淀法的合成温度提高了铁基普鲁士蓝材料的初始钠含量并降低了缺陷(空位和水)含量.100℃下合成的材料具有高的钠含量和低的缺陷含量,从而具有较多的Na+可逆嵌入位点,100 mA·g-1下比容量可达137 mAh·-...     

铝掺杂磷酸钒锂的制备及电化学性能研究

针对磷酸钒锂电导率低的问题,以硝酸锂、偏钒酸铵、磷酸二氢铵为原料,甘氨酸为络合剂和燃料,葡萄糖为碳源,硝酸铝为铝源,采用溶液燃烧合成法制备铝掺杂的Li_3V_2(PO_4)_3/C粉末,以改善其电化学性能。将制备得到的铝掺杂的Li_3V_2(PO_4)_3/C粉末作为锂离子电池正极材组装成电池进行了恒电流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)等电化学性能测试。结果表明:铝掺杂能有效提高磷酸钒锂电导率,不同的铝掺杂比例的磷酸钒锂具有不同的的电子电导率和锂离子扩散速率,从而具有不同的放电比容量、循环性能和倍率性能;当铝掺杂含量为1%时,磷酸钒锂具有最优的电化学性能,在充放电速度为10C循环500次后放电容量为104.6 mAh/g。     

碳含量对磷酸钒锂电化学性能的影响

以LiOH·H2O、NH4VO3、NH4H2PO4和葡萄糖为原料,采用水热法制备碳包覆的磷酸钒锂化合物,利用XRD、SEM、TEM、恒流充放电测试、交流阻抗测试等手段,对产物的结构、形貌和电化学性能进行表征,研究了碳含量对材料电化学性能的影响。结果表明,在750℃焙烧的样品为单一纯相的单斜晶体结构,颗粒大小约1μm,分散性良好,且在颗粒表面包覆了一层无定形碳。在倍率0.1 C的电流密度下,在3.0~4.8 V电压范围内,碳含量为10.63%的样品首次放电容量达到163.6 m Ah/g;循环50次后,放电容量仍为156.5 m Ah/g,容量保持率为95.7%。     

V2O5/石墨烯纳米复合材料的合成及储钠性能研究

五氧化二钒(V₂O₅)因其具有层状结构、高容量、低成本、资源丰富、高的Na⁺离子电导率、Na⁺嵌入/脱嵌时体积变化小、中等电位平台等优点而受到广泛关注。以V₂O₅和草酸为原料,采用水热法成功制备了V₂O₅/石墨烯纳米复合材料(V₂O₅/rGO)。结果表明：石墨烯与V₂O₅纳米线相互紧密交织,形成连续的V₂O₅-石墨烯网络结构;V₂O₅-石墨烯网络结构提供了快速的电子转移速度,扩展了电极材料与电解液的有效接触面积,提高了材料的导电性,缓冲了钠离子嵌入引起的体积变化,从而使V₂O₅/rGO纳米复合材料的储钠性能得到有效地改善(100 mA/g时,100次循环后,放电比容量为154 mAh/g)。     

不同导电剂对锂离子电池正极材料磷酸钒锂电化学性能的影响

研究了导电剂种类和导电剂含量对磷酸钒锂电化学性能的影响。以Li_3V_2(PO_4)_3为正极材料,研究了石墨烯、乙炔黑和Super P Li三种导电剂对磷酸钒锂电化学性能的影响。恒电流充放电和电化学阻抗测试结果表明,不同的导电剂对电极的电化学性能有显著的影响。以Super P Li为导电剂的磷酸钒锂正极材料表现出最高的放电比容量和最优异的倍率性能,交流阻抗值小。在此基础上探究了Super P Li含量对磷酸钒锂电化学性能的影响,结果表明添加质量分数10%Super P Li的电池具有较小的阻抗和较高的放电比容量、循环性能和倍率性能。     

溶液燃烧合成法制备钒酸锂及其电化学性能

以硝酸铵、偏钒酸铵、硝酸锂、葡萄糖、柠檬酸、甘氨酸为原料,采用溶液燃烧合成法成功制备了锂离子电池正极材料LiVO₃粉末,探究了煅烧温度和煅烧时间对LiVO₃制备的影响,并将制备得到的LiVO₃粉末作为活性物质进行电池组装,进一步探究了其作为锂离子电池正极材料时的电化学性能。结果表明：400℃煅烧1 h时制备的LiVO₃粉末具有最佳的电化学性能,0.1 A/g的充放电速率下,电池首次放电比容量为244.3 mAh/g,经过50次循环后放电比容量为193.6 mAh/g。     

磷酸钒盐在水系锌离子电池中的应用

锂离子电池因锂资源储量有限、分布不均及一定的安全问题,导致其在大型储能领域的应用受限.水系锌离子电池因其资源丰富、安全环保、易于组装以及价格低廉等优势在大规模储能领域具有极大前景.但是由于锌离子与正极材料基体具有较强的静电吸附作用,导致其动力学缓慢以及部分正极材料在水系电解液中存在溶解等问题,限制了水系锌离子电池的发展.在目前的正极材料中,磷酸钒盐因其结构稳定、电压平台高、功率密度高等特点受到研究者的关注.然而,磷酸钒盐作为水系锌离子电池正极材料时,较差的电子电导率和溶解问题,制约其循环稳定性和倍率容量.本文综述各类磷酸钒盐及其衍生物的物相结构、合成方法、储锌性能和储锌机制,归纳提高电化学性能的方法如构建纳米结构、调节电子结构、包覆导电材料、调控电解液等.最后,总结了磷酸钒盐储锌正极材料现阶段存在的挑战,并对其未来的发展方向提出了展望.     

高浓度钠化钒液制备多钒酸铵的研究

为解决高浓度钠化钒液采用酸性铵盐工艺沉淀多钒酸铵困难的问题,以高浓度钠化钒液为研究对象,采用滴加法沉钒工艺进行酸性铵盐沉钒。试验结果表明:采用滴加沉钒工艺,控制反应p H为2.30、反应温度T为90℃、加铵系数K为1.0、A晶种加入量为10%时,沉钒率达到99%以上,多钒酸铵中TV含量为50.51%,Na2O为0.089%,S为0.074%,煅烧后,五氧化二钒产品质量符合YB/T5304—2011要求。此沉钒新方法可实现产能提高、能耗降低、废水处理量减少与生产成本大幅降低等效益。     

磷酸钒锂/碳复合材料在锂离子电池中的电化学性能及电极反应动力学研究

相比于溶胶-凝胶法制备的Li₃V₂(PO₄)₃/C(LVP/C-S),采用水热超声辅助流变相法结合溶液沉积法制备的Li₃V₂(PO₄)₃/C(LVP/C-R)复合正极材料具有更优异的电化学性能。通过XRD、SEM和Raman光谱仪等对合成材料进行表征。将合成材料作为锂离子电池正极组装半电池进行倍率和循环性能测试,同时通过循环伏安法、电化学阻抗以及恒流间歇滴定技术分析电极反应动力学。结果表明,水热超声辅助流变相法合成的Li₃V₂(PO₄)₃(LVP-R)通过溶液沉积法包覆碳层后,晶面间距增大,粒径更小,导电性、振实密度增大,分散性明显提升。这有利于Li⁺在正极材料中嵌入/脱出,以及缩短Li⁺的扩散路径,从而促使锂离子电池的倍率性能、库仑效率和循环稳定性提高。LVP/C-R作为锂离子电池...     

电池正极材料纳米氢氧化镍的制备新进展

综述了电池正极材料纳米氢氧化镍的几种制备方法及其工艺条件和主要特点，描述了纳米氢氧化镍的结构特征及电化学性能，探讨了转化温度、表面活性剂、反应物浓度以及硝酸根离子对形成纳米氢氧化镍颗粒尺寸与形貌的影响，指出纳米氢氧化镍作为电池正极材料具有光明的前景，但对生产技术还需进一步研究。     

攀钢转炉钒渣钠化焙烧实验室研究

在实验室条件下,研究了转炉钒渣在焙烧过程中的碱比、返渣比、焙烧温度、焙烧时间等对钒转浸率的影响。试验结果表明,控制碱比为3.4,返渣比为2∶3,焙烧温度820℃,焙烧时间120 min,可以使钒转浸率达到90%,残渣中的TV含量达到0.6%左右,浸出液澄清透明。     

一种低温制备锂离子电池正极材料磷酸钒锂的方法

本发明公开了一种低温制备锂离子电池正极材料磷酸钒锂的方法。其具体方法是：①将五氧化二钒粉末加热到600～900℃，并恒温1～4h使其熔融后迅速倒入装有水的容器中形成棕红色溶液，该溶液静置4～16h即可形成V2O5·nH2O湿凝胶。将湿凝胶洗涤后除去大部分水分，然后在70～100℃下真空干燥4—16h，研磨得到五氧化二钒凝胶粉末。     

含钒铁精矿钠化焙烧及离子交换法提钒工艺研究

以白马钒钛磁铁精矿为原料,在实验室进行了钠化焙烧和离子交换工艺研究。重点研究了钠化剂种类、配比、焙烧温度、冷却制度等对钒钛磁铁精矿焙烧转浸率的影响,并进行了8轮焙烧熟料浸出和离子交换水循环试验。研究结果表明,以3%～4%Na2CO3为添加剂,在焙烧温度1 150℃、焙烧时间30 min的条件下进行焙烧,钒转浸率可达85%～90%;在水循环过程中,溶液中的磷出现富集现象,当富集到一定程度时进行除磷处理,可实现水的循环利用。     

石煤钠化焙烧,酸浸,离子交换提钒新工艺的试验研究

研究采用石煤钠化焙烧、水浸渣常温稀酸（或塔酸）浸出,901树脂常温离子交换提钒新工艺。V_2O_5的总回收率达76.56％。与传统的加温水浸-加温酸沉粗钒工艺相比,钒的总回收率提高25个百分点以上;吨钒成本降低25％左右;产品质量优于国标GB3283-87冶金99级V_2O_5的标准。     

锂离子电池正极材料Li_3V_(2-2x)/3Mg_x(PO_4)_3/C的制备及电性能研究

本文主要通过水热法制备了锂离子电池正极材料Li3V2-2x/3Mgx(PO4)3/C,并研究了掺杂金属元素Mg对Li3V2(PO4)3晶体结构和电性能的影响。结果表明,当Mg含量x=0.45(质量分数,下同)时,且在温度为750℃焙烧6 h的条件下所制备的样品具有较好的晶体结构、微观形貌和电化学性能。镁掺杂量在一定范围内变化不会影响磷酸钒锂本身的单斜结构。在3.0~4.8 V、0.1 C倍率下,Li3V1.70Mg0.45(PO4)3/C复合材料首次放电比容量高达154.4 mAh·g-1,首次库伦效率为94.32%,在不同倍率下循环25次之后的容量依然可以达到112.8 mAh·g-1。掺杂镁的样品与未掺杂的样品相比,容量和循环倍率性能均有了很大程度的提高。     

钒酸铋颜料的制备研究

本文阐述了钒酸铋颜料的基本原理与制备方法，列出了颜料性能检测结果，并讨论了温度，pH值对产品性能的影响。     

钠化焙烧钒渣时氯化挥发镓的实验研究

本研究在２００～１０００℃范围内对单独加ＮａＣｌ以及同时添加ＮａＣＯ３和ＮａＣｌ焙烧钒渣时镓的氯化挥发规律进行了探索。只添加ＮａＣｌ与钒渣混合焙烧，镓挥发率（ηＧａ）随ＮａＣｌ添加量增加而提高，但提高趋势不大，且钒转化为水溶性的比率很小。同时添加Ｎａ２ＣＯ３和ＮａＣ１与钒渣混合焙烧，在配料比Ｗ钒渣／（ＷＮａ２ＣＯ３＋ＷＮａＣｌ）＝８／２，ＷＮａ２ＣＯ３／ＷＮａＣｌ＝２时，８００℃下焙烧１小时，钒转     

钠化焙烧钒渣时氯化挥发镓的实验研究

本研究在200～1000℃范围内对单独添加NaCl以及同时添加Na_2CO_3和NaCl焙烧钒渣时镓的氯化挥发规律进行了探索。只添加NaCl与钒渣混合焙烧,镓挥发率(ηGa)随NaCl添加量增加而提高,但提高趋势不大,且钒转化为水溶性的比率很小。同时添加Na_2CO_3和NaCl与钒渣混合焙烧,在配料比W钒渣/(W_(Na_2CO_3)+W_(NaCl)))=8/2,W_(Na2CO_3)/W_(NaCl)=2时,800℃下焙烧1h,钒转化率为85％,ηGa=30％,效果较好;ηGa随焙烧温度升高而增加,但为保证钒转化率,焙烧温度应控制在800～900℃之间。     

淅川钒矿以NaCl和MnO2为添加剂的钠化焙烧过程研究

通过正交试验法研究了淅川钒矿以ＮａＣｌ和ＭｎＯ＿２为添加剂的钠化焙烧过程。得出了ＮａＣｌ添加量８％～１０％，ＭｎＯ＿２添加量１．４％、焙烧温度８００℃、焙烧时间３ｈ的最佳焙烧工艺条件。在该条件下钒的焙烧转浸率为７９％～８０％（酸浸）。还通过差热热重分析研究了该矿在钠化焙烧过程中的热学性质及ＭｎＯ＿２对ＮａＣｌ分解速率的影响。结果表明，在钒矿钠化焙烧过程中添加ＭｎＯ＿２能加速ＮａＣｌ分解，改善体系的焙烧性能。