再生石墨增强水泥基复合材料的力学性能和电学性能研究

水泥的水化过程复杂,生成的产物也较复杂,因此其微观结构难以控制,水泥基复合材料的力学性能和电学性能较差。为了改善水泥基复合材料的力学性能和电学性能,采用搅拌的方式将再生石墨粉加入到水泥砂浆中,最终制得再生石墨-水泥基复合材料。通过对再生石墨-水泥基复合材料的抗折强度、抗压强度以及电阻率的测试,发现掺入适当的再生石墨,可以增强水泥基复合材料的力学性能和电学性能。     

废旧锂离子电池负极材料石墨的再生工艺研究

用柠檬酸对废旧锂离子电池的负极材料石墨进行包覆再生,通过X-射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、拉曼光谱仪对包覆效果进行了评价,分析比较了不同包覆比(柠檬酸与石墨废料的质量比)对充放电性能、倍率性能、阻抗性能、循环伏安性能的影响.结果表明,柠檬酸包覆可有效修复负极材料石墨的表面结构,并大幅提高电化学性能;当包覆比为1:1...     

废旧锂离子电池负极石墨循环再生的研究进展

锂离子电池使用6～8年后,其容量会出现一定程度的衰减,从而产生大量废弃物。负极石墨在电池中质量分数占比为12%～21%,对其回收利用有利于保护环境和发展经济。针对废旧锂离子电池负极石墨再生为电池级石墨的方法展开综述,主要介绍了浸出煅烧组合、石墨表面涂覆、制备复合材料和杂原子掺杂的方法,并在能耗、电化学性能等方面做了简要比较。目前,在众多再循环方向中,将废旧石墨再生为电池级石墨是最合适的路径,而且能从根源上解决负极材料的再生问题。在此基础上,未来应开发更加高效环保的浸出剂,寻求多路径的低温煅烧方法,尝试其他高容量负极材料与废旧石墨复合或者石墨表面的低成本涂层,加强杂原子在石墨中掺杂机理的研究。     

球磨法制备SnO_2/石墨复合材料及其电化学性能

利用球磨法制备了氧化锡（SnO2）/石墨复合材料,采用场发射扫面电镜、X射线衍射和比表面积对样品进行表征,结果显示,SnO2颗粒包裹在石墨片层上,SnO2/石墨复合材料的比表面积为83.90 m2/g。电化学测试结果表明,球磨法制备的SnO2/石墨复合材料首次放、充电容量分别为1 749mA h/g和1 346 mA h/g,在50 mA/g,100 mA/g和500 mA/g电流密度下,循环40次后,该电极可逆放电容量仍然高达432 mA h/g。     

表面氧化石墨的嵌锂性能研究

分别将石墨在550℃的空气中气相氧化和在1mol／1H2SO4的(NH4)2S2O8饱和溶液中液相氧化，后者进一步用LiOH处理。将其作为锂离子电池的负极材料，考核了各自的充放电性能。结果表明：气相氯化石墨首次锂径容量增加到335mAh／g；液相氧化的效果则不明显；而液相氯化再经LiOH处理的石墨首次容量增至349mAh／g，充放电效率也有一定程度的提高。     

铁氧体、石墨及碳纤维水泥基复合材料的电磁屏蔽性能研究

通过设计正交实验的方式研究了复掺铁氧体、石墨和碳纤维水泥基复合材料材料的电磁屏蔽效能.结果表明:在30～1500 MHz频率范围内,影响电磁屏蔽效能的主次因素分别为碳纤维、铁氧体和石墨.铁氧体、石墨和碳纤维最佳掺量为占水泥质量比34.4％、25％和1.9％,其平均电磁屏蔽效能达到33.51 dB,且电磁屏蔽效能随着试样厚度的增加而线性增大.在200～1500 MHz范围内,掺入铁氧体和碳纤维的平均屏蔽效能在37 dB左右,而掺入石墨和碳纤维的平均屏蔽效能在31 dB左右,复掺铁氧体和碳纤维试样的电磁屏蔽效能要比复掺石墨和碳纤维的屏蔽效果好.     

石墨掺杂装配式结构水泥基复合材料的制备与性能研究

以石墨为掺料、水泥砂浆为基体材料制备了石墨掺杂装配式结构水泥基复合材料,考察了石墨掺量和石墨掺入方式对复合材料抗折强度、抗压强度和导热性能的影响.结果表明,无论是普通搅拌工艺试块还是超高速搅拌工艺试块,随着石墨掺量从0％增加至12％,试块的7 d抗折强度都呈现逐渐减小的趋势,试块的28 d抗折强度都呈现先增加后减小的特征;随着石墨掺量的增加,试块的7 d和28 d抗压强度都呈现逐渐减小的趋势.无论是普通搅拌工艺试块还是超高速搅拌工艺试块,随着石墨掺量从0％增加至12％,试块的28 d导热系数都呈现逐渐升高的趋势;石墨掺量为7％的石墨掺杂水泥基复合材料具有最佳的抗折强度、抗压强度与导热系数组合.     

天然石墨锂离子电池负极材料和循环性能研究

研究了两种提纯天然石墨的方法：热的浓ＮａＯＨ溶液和浓ＨＮＯ３溶液处理。并研究测试了这两类样品及核纯石墨的循环性能,结果表明,经过处理后的天然石墨的循环性能得到很大提高,因此提高天然石墨的纯度可能是提高天然石墨循环性能的重要因素之一。     

废旧锂电池再生过程中铜资源回收工艺研究

研究了在废旧锂离子电池回收技术中的除铜工艺,对比了置换法、硫化沉淀法、溶剂萃取法的除铜效果,得出采用溶剂萃取法能较好的除去和回收铜。采用20%的N902,经四级逆流萃取、两级逆流洗涤,控制萃余液pH为2.5左右,能将铜除到0.005 g/L。     

混合石墨负极锂离子电池性能的研究

通过改变负极的配方,制作633048 s锂离子电池,分析了各种配方下,电池内阻随不同放电电压的变化情况;比较了不同负极配方电池容量与平台的保持率。当LCG含量小于10%时电池内阻较小,约小于60 mΩ,然而其循环性能和平台保持率小于20%。随着LCG含量的增加,约为15%时,100次循环容量保持率为91%左右,平台保持率为78%左右,内阻约为58mΩ,电池综合性能达到较好的水平。     

加入造粒石墨对低水泥氧化铝基浇注料性能的影响

分别采用成型后造粒(A l2O3-C造粒Ⅰ)以及直接造粒(A l2O3-C造粒Ⅱ)两种不同的方法对天然鳞片石墨进行处理。研究了这两种造粒石墨的加入对低水泥氧化铝基浇注料物理性能、抗氧化性能以及抗渣性能的影响。结果表明:1)石墨含量较低、热处理温度较低(110℃)时,含A l2O3-C造粒Ⅰ的试样的常温抗折强度、耐压强度均优于含A l2O3-C造粒Ⅱ的试样的;2)石墨含量较高、热处理温度较高(1 500℃)时,含A l2O3-C造粒Ⅰ的试样的常温抗折强度、耐压强度则不如含A l2O3-C造粒Ⅱ的试样的;3)含同种造粒石墨的试样,其石墨含量越低,抗氧化性能越好;4)石墨含量对含A l2O3-C造粒Ⅱ试样的抗渣侵蚀性影响较大,浇注料中引入A l2O3-C造粒Ⅱ比引入A l2O3-C造粒Ⅰ更有利于改善试样抗渣侵蚀性。     

硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复配性能研究

基于硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥各自的特点,研究了二者复配后的标准稠度用水量、凝结时间、水化热效应、胶砂强度、膨胀性、水化产物的物相及微观形貌。结果表明,复配水泥的标准稠度用水量因复配比例不同而变化,凝结时间相对于占主导地位的单组分水泥明显缩短;复配水泥的早期水化速率得到提高,1d、7d的水化放热量均低于占主导地位的单组分水泥;28d抗压、抗折强度低于任何单组分水泥;膨胀性的大小取决于两种水泥的复配比例;硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥的复配使二者的水化相互促进,随着硫铝酸盐水泥掺量的增加,Ca(OH)2相的衍射峰减弱,AFt相的衍射峰增强;纯硅酸盐水泥水化后的微观形貌是致密的,而与硫铝酸盐水泥复配后则出现微观裂纹。     

石墨烯增强水泥基复合材料的多功能性研究

由于石墨烯及其衍生物具有良好的物理和机械性能,在高性能和多功能水泥基复合材料研发方面引起了广泛关注。本文针对石墨烯增强水泥基复合材料的相关研究成果进行了综合概述,总结了三种石墨烯分散方法,分析石墨烯填料对水泥复合材料流动性能、力学性能和水化行为的影响,并依据石墨烯为水泥基复合材料带来的导电性,导热性和电磁干扰性进行了分析,为将来智能水泥基复合材料提供了建设性的想法和指导。最后讨论了石墨烯增强水泥复合材料的未来前景和挑战,从而有助于未来的相关研究,建造智能和多功能的建筑材料。     

Investigating the effect of the degree of cross-linking in styrene butadiene rubber on the performance of graphite anodes for the use in lithium-ion batteries

Carboxymethyl cellulose/styrene butadiene rubber (CMC/SBR) has been proven to be an effective binder system for the use of graphite anodes within the lithium-ion battery industry. However, often when this system is employed, there is no acknowledgement regarding the specific chemistry of the SBR used. This is an important omission because properties such as glass transition temperatures and tensile strengths are heavily dependent on the ratio of styrene to butadiene content and the degree of cross-linking within the SBR. In this study, we investigate the impact of using styrene butadiene rubbers (SBRs) with different degrees of cross-linking on the performance of graphite anodes. We demonstrate that SBRs with a higher degree of cross-linking provide longer and more stable capacity retentions, than SBRs with a lower degree of cross-linking. This was found to correlate with the adhesion and cohesion strengths of the electrode coatings, and the degree of electrolyte swelling the SBRs systems undertook. Overall, the findings from this study indicate that the degree of cross-linking within the SBR impacts the overall performance of the battery.     

碳纳米管水泥基复合机敏材料的研究进展

具有机敏特性的功能性水泥材料能够用于监测水泥路面质量和通过车辆的载荷,有良好的应用前景。碳纳米管材料拥有优异的导电性能,作为水泥的添加剂提高其复合材料的机敏性能。对碳纳米管水泥基复合材料的机敏特性进行了系统考察,分析了CNT水泥复合材料机敏特性机理,对影响机敏性能的因素进行了分析。通过CNT水泥基复合材料在公路监测上的实际应用试验,展示了其作为一种新型智能道路监测技术所具有的良好应用前景。     

凹凸棒土/石墨复合材料电极的制备及性质

以酸化处理的凹凸棒土粉和膨胀处理的石墨粉为原料、环氧树脂为粘合剂,制得凹凸棒土/石墨复合材料电极。采用扫描电镜、红外光谱等对其形貌和结构进行表征。探讨了电极材料类型、富集时间、平行测定次数对模拟苯酚废水峰电流的影响。研究结果表明,凹凸棒土/石墨复合材料电极比普通石墨电极对峰电流的响应更明显,且稳定性好,无二次污染。     

废旧三元锂离子电池回收技术研究新进展

随着锂离子电池产业的发展,退役三元锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题日益严重。数量庞大的废旧三元锂电池材料蕴含丰富的锂、镍、钴等有价元素,潜在资源量巨大,回收经济价值高,系统地开展废旧三元锂电池材料的回收及再生技术,将有助于防治废旧电池污染、缓解镍钴锂资源短缺压力,促进我国锂电池产业的良性发展。本文介绍了废旧三元锂离子电池中正极、负极材料、电解液回收的研究现状,主要包括正极材料的预处理、酸浸、碱浸出与材料再生、石墨和铜箔回收、电解液回收,着重介绍现阶段材料的制备方法和工艺,简要比较了各种工艺路线的优缺点,探讨了当前废旧三元锂离子电池回收存在的关键共性问题,并提出绿色环保、短流程、低成本、自动化的废旧三元锂离子电池回收利用发展思路。     

以淀粉为碳源制备锂离子电池负极用Sn/C复合材料的研究

以玉米淀粉为碳源,锡酸钠为锡源,通过碳热还原的方法制备了Sn/C复合材料。采用XRD,SEM,TEM等手段对材料的结构和形貌进行表征。结果表明,以玉米淀粉为碳源,锡酸钠为锡源制备的Sn/C复合材料碳基体能对金属锡形成很好的分散和包覆,在结构上具有良好的稳定性;600℃处理得到的样品具有最佳的比容量和循环性能,其首次脱锂比容量为583 mA.h/g,循环10次后其充放电效率达95%。     

湿法冶金回收废旧锂电池正极材料的研究进展

全球电动汽车和智能手机市场的逐年扩大,直接促进了全球锂离子电池市场规模的增加,锂离子电池的回收与再利用具有重要的经济和社会价值。本文综述了废旧锂离子电池正极材料的主要回收方法,包括梯次利用法、火法冶金法、湿法冶金法和直接回收法,重点综述了湿法冶金法的工艺流程和重要步骤,介绍了机械处理与正极材料浸出、浸出液的回收利用、有价值金属产物的再生合成的研究进展,最后对湿法冶金综合回收废旧锂电池正极材料的未来发展进行了展望。     

汽车外饰用再生聚丙烯材料性能研究

本研究在原生聚丙烯（VPP）中加入不同比例的消费后回收聚丙烯（PCR⁃PP）,制得一系列不同再生含量（0、10 %、30 %、50 %）的再生聚丙烯（RPP）材料,进而研究再生材料添加比例对RPP材料的拉伸、弯曲、压缩、冲击等力学性能的影响规律,并以差示扫描量热（DSC）、熔体流动速率等热学性能检测方法及扫描电子显微镜显微分析手段探索RPP材料性能衰减的内在机理。结果表明,随着PCR⁃PP含量的提升,RPP材料的抗老化性能变差,结晶性能和加工性能逐步降低,造成产品各项强度性能及塑性表现出不同程度的下降趋势。当PCR⁃PP含量≤30 %时,RPP材料的各项强度及塑性保持率均维持在90 %以上,此时如果在产品中针对性地辅以补强剂,RPP材料的物理性能可以满足车规级使用要求。此研究结果为RPP材料在汽车行业的广泛应用提供了重要数据支撑。