醚溶剂种类及组成对锂硫电池电化学性能的影响

选择4种结构相似但链长不同的链状醚(Gn,n=1~4)和环状醚1,3-二氧戊环(DOL)作为锂硫电池的电解液溶剂,研究不同的醚种类及组成对锂硫电池电化学性能的影响规律,探讨溶剂性质与锂硫电池性能之间可能存在的内部联系。结果表明:高黏性溶剂会降低锂硫电池的低电位放电平台;使用纯链状醚作溶剂时,溶剂的施主数(DN值)与锂硫电池性能密切相关,锂硫电池在高DN值溶剂中虽易发生过充、库仑效率低,但若控制DN小于19时,锂硫电池循环期间放电容量更高。因此,在合理范围内,增加多硫化物在电解液中的溶解性有利于提高活性材料的利用率;而当引入DOL与链状醚混合使用时,金属锂/电解液的界面性质一定程度上决定锂硫电池的性能水平,DOL由于成膜作用可以降低界面阻抗、改善锂硫电池的循环性能,且锂硫电池容量与库仑效率均随混合溶剂中DOL含量的增加而逐步提高,但DOL含量不宜过高,锂硫电池在适中的混合溶剂配比下才具有较好的循环稳定性。     

第一性原理在锂硫电池正极材料中的应用

锂硫电池被广泛认为最具潜力的下一代储能体系,但是锂硫电池的技术瓶颈使其实用化过程遇到诸多困难。全球"材料基因组"计划的开展促进第一性原理在储能材料领域的广泛应用。综述近年来第一性原理在锂硫电池正极材料中的应用,从4个方面分析多硫化物的吸附作用、充放电机理、锂离子的扩散及电子结构对锂硫电池的穿梭效应、容量、循环稳定性等问题的影响。通过第一性原理计算将宏观性能与微观本质相关联,展望其在锂硫电池中的应用前景,为进一步设计硫正极材料提供参考。     

过渡金属硒化物在锂硫电池中的应用

锂硫电池因较高的理论比容量(1675 mAh g_^-1)和能量密度(2600 Wh kg_^-1)成为研究的热点。硫资源丰富,无毒和环境友好等优势也使锂硫电池成为最有前途的储能体系之一。然而,仍然有硫的导电性差、多硫化物在电极之间来回“穿梭”和硫与其还原产物密度差异等问题制约其应用化发展。相关研究表明,过渡金属硒化物具有良好的导电性。基于其极性特征,过渡金属硒化物可以加速氧化还原反应动力学,抑制穿梭效应,改善锂硫电池的电化学性能。本文主要综述了过渡金属硒化物在锂硫电池正极材料以及隔膜等方面的应用,并且对过渡金属硒化物在锂硫电池应用的未来研究方向和发展趋势提出展望。     

预锂化硅-硫全电池的构建及电化学性能

以模板法合成介孔碳并作为载硫基底制备硫/介孔碳复合材料。采用电化学方法对硅碳负极预锂化,并与硫/介孔碳正极匹配构建高性能预锂化硅-硫全电池。结果表明:当全电池的负极锂容量过量正极约20%时,预锂化硅-硫全电池初始容量为1069 mA·h/g,能量密度为590 Wh/kg。循环100圈后,电池容量为603 mA·h/g,对应容量保持率为56.4%。同时,硅碳极片的引入对电池阻抗影响较小,正负极极片结构在循环后依然保持稳定。通过改变硅碳负极锂容量研究其对全电池性能的影响,全电池循环性能在负极容量过量系数约为50%时最佳,循环100圈后放电比容量达到650 mA·h/g。     

TiO_2改性层参数对高比能锂硫电池负极材料耐腐蚀性能的影响

对高比能锂硫电池负极材料进行了TiO2层表面改性处理,研究了改性层层数、热处理温度和TiO2溶胶质量分数对改性膜层耐腐蚀性能的影响。结果表明,在3种影响因素中,对高比能锂硫电池负极材料耐腐蚀性能影响最大的是热处理温度,其次为TiO2薄膜改性层层数,最后为TiO2溶胶的质量分数。高比能锂硫电池负极材料的最佳改性工艺参数为:膜层层数为3、热处理温度为100℃、TiO2溶胶质量分数为0.5%。     

锂的新用途与展望

<正> 锂在工业上是最重要的稀有碱金属,它在金属中的比重最轻,添加在其他金属中形成合金,使合金机械强度提高,所以金属锂及其化合物具有许多特殊的物化性质,这促使锂在生产及其应用方面取得很大进展。特别是在原子能、冶金、电子、玻璃陶瓷、化工、电池和飞机制造等许多领     

锂离子二次电池正极材料晶体结构与电化学性能

对比分析了锂离子电池的正极材料锂钻氧系、锂锰氧系、锂镍氧系材料以及目前颇具潜力的正极替代材料：含铁的聚阴离子化合物和高分子聚合物的微观晶体结构特征，讨论了由于材料晶体结构的差异产生的不同电化学性能提出了锂离子二次电池正极材料在结构上所必须具备的特征。     

(LiFePO_4-AC)/Li_4Ti_5O_(12)混合电池的系统优化

以磷酸铁锂和活性炭为复合正极、以钛酸锂为负极的混合电池,其充放电性能受正极活性物质配比的影响.考察了正极中不同的活性炭和磷酸铁锂含量配比对混合电池能量密度和功率密度的影响.对LiFePO_4-AC/Li_4Ti_5O_(12)混合电池主要采用恒流充放电测试方法.对混合电池正极活性物质的含量配比进行优化可以改善混合电池的比容量和比功率.结果表明,当正极活性物质磷酸铁锂的含量为70%时,混合电池的充放电性能最好.     

锂掺杂对石墨电化学性能的影响

研究了掺杂锂元素对用作锂离子电池负极的石墨材料的结构与性能的影响. XRD及元素分析结果表明 锂以化合物的形式存在于石墨材料中, 由于缺陷结构的增加, 掺杂后石墨材料的BET比表面积略有增大. 电化学测试结果表明 预先掺锂能够有效减少首次充放电过程中的不可逆容量, 使石墨电极的可逆容量增加. 与未掺杂的热处理石墨比较, 可逆嵌锂容量由304.5 mA*h/g增加到312.2 mA*h/g, 首次充放电不可逆容量由66.4 mA*h/g减少到52.9 mA*h/g. 以掺锂改性石墨为负极制作成063448型锂离子电池后, 电池的容量和循环稳定性均得到改善, 以1C倍率充放电时, 放电容量可达845 mA*h, 循环200次后的容量保持率为91.65%.     

稀土掺杂在锂离子电池中的应用进展

阐述了锂离子电池技术发展的重要性,综述了稀土掺杂在锂离子电池正极材料、负极材料及固体电解质中的应用.重点介绍了稀土掺杂在锂离子电池正极材料中的应用,并提出稀土掺杂有利于电池比容量的提高,从而有利于进一步提高锂离子电池的比能量和循环性能.展望了稀土掺杂在锂离子电池中的发展前景,并认为这些技术将是未来锂离子电池研究的重要方向.     

Review on Comprehensive Recovery of Valuable Metals from Spent Electrode Materials of Nickel-Hydrogen Batteries

在废电池中含有大量有价金属,如镍、钴、稀土元素等。从废电池材料中回收有价金属不仅能保护环境,还能利用资源并能降低电池生产成本。与其他电池类似,任意丢弃废镍氢电池将导致严重污染,因而从废弃镍氢电池中回收有价金属的意义重大。本文综述了废弃镍氢电池回收问题,并详细介绍了几种回收技术。此外,展望了从镍氢电池废弃电极材料中综合回收有价金属的前景。     

稀土银合金显微组织观察与分析

对稀土银合金材料进行了金相观察和电子探针扫描分析以及显微硬度测定。实验结果表明,添加两种性质差交大的稀土元素可以充分发挥互补作用,改善银合金的组织与性能。含有稀土钇的银合金有较强的加工硬化效果和较好的抗高温氧化作用。稀土钇与轻稀土元素组合添加将有助于改善银合金的综合性能。     

稀土镁球墨铸铁的起源及其早期发展--纪念稀土镁球墨铸铁投产40周年

上世纪60年代初，为了充分开发和应用我国丰富的稀土资源，包钢、锡柴、上海内研所和一机部系统的一些生产和科研单位曾各自或协同进行稀土球墨铸铁试验研究。结果发现稀土的球化作用较弱，稀土球铁的球化率不如镁球铁，但夹渣、缩松明显少于镁球铁。这种结果引起了用稀土和镁进行球化处理的设想，导致了稀土镁球铁的诞生，解决了当时国内球铁生产由于原材料和技术两方面原因引起的质量问题，对我国球墨铸铁的发展起了重要作用。研究表明，与镁球铁曲轴相比，稀土镁球铁曲轴的夹渣、缩松缺陷大幅度减少，疲劳性能和耐磨性能也明显提高，因而很快在全国范围内推广。在这之后，锡柴又试验成功稀土镁硅铁合金球化剂冲入球化处理法，取代比较不安全而且温降较大的压力包处理法，并将稀土镁球铁用于柴油机连杆、大断面曲轴以及重量达20t的16V300型气缸体，此外，1965年还研制成功等温淬火稀土镁球铁凸轮轴并投入大批量生产。稀土能中和微量元素及铁液中某些气体的反球化作用，而稀土使球墨畸变的作用也需要微量元素中和。稀土镁球铁发生石墨漂浮的临界碳当量是4．55％，与镁球铁基本相同。稀土在球铁中的应用要注意用量恰当，才能达到“扬长避短”，充分发挥其有利作用和免除其不利影响。     

金属储氢材料研究概况

综述了氢存储研究的重要性和国内外当前金属储氢材料的研究状况，对稀土系、Laves相系、镁系和钛系4大系列及金属配位氢化物系储氢材料当前的研究热点和存在问题进行了详细的介绍，并对未来金属储氢材料的研究工作进行了展望。金属储氢材料可用于电能、机械能、热能和化学能的转换和储存，具有广阔的应用前景。然而到目前为止，那些在室温下容易释放氢的金属氢化物，其可逆吸氢量不超过2％，无法满足实际要求。因此，新型储氢材料的开发任重而道远。     

Recovery of valuable metals from anode material of hydrogen-nickel battery

Simultaneous recovery of rare earth, nickel and cobalt resources from the anode material of hydrogen-nickel battery was performed through a hydrometallurgical process. Most of rare earth elements are separated from nickel and cobalt in the form of sulfates when the anode material is firstly leached with sulfuric acid. Then, the precipitated rare earth sulfates are dissolved with sodium hydroxide to form rare earth hydroxides. The rare earth element, zinc and manganese ions in the lixivium are also separated from nickel and cobalt by using PC-88A extractant system, and the organic phase loaded rare earth is stripped with hydrochloric acid. By neutralizing the stripping solution with rare earth hydroxide, the rare earth chloride is obtained. Under the suitable leaching conditions of sulfuric acid 3 mol/L, leaching time 4 h and temperature 95 ℃, 94.5% of rare earth in the anode material is transformed into the sulfate precipitates, and the leaching ratios of nickel and cobalt can approach 99.5%. When the pH value of the extractive system is controlled in the range of 3.0-3.5, the rare earth elements in the lixivium can be extracted completely into the organic phase, and the stripping recovery of the rare earth can reach 98% in the extraction stage. The total recoveries of rare earth, nickel and cobalt are 98.9%, 98.4% and 98.5%, respectively.     

基于单体锂离子的电池安全技术在新能源汽车中的应用研究

锂离子电池在储能、电动能源等领域应用广泛,但锂离子电池在所应用的新能源汽车领域存在某些方面的安全问题,制约着商业化运用。提出通过单电池组生产和严格的质量控制提高汽车锂离子电池安全系数的具体措施,进一步研究了单体锂离子电池的正极材料、负极材料、隔膜、电解液以及电池壳体等方面的安全保护措施。结果表明：通过合理的系统设计以及克服电池本身的技术缺陷,能使新能源汽车的使用更加安全。     

Recent developments on anode materials for magnesium-ion batteries:a review

In recent years,there has been significant growth in the demand for secondary batteries,and researchers are increasingly taking an interest in the development of nextgeneration battery systems.Magnesium-ion batteries(MIBs) have been recognized as the optimal alternative to lithium-ion batteries(LIBs) due to their low cost,superior safety,and environment-friendliness.However,research and development on rechargeable MIBs are still underway as some serious problems need to be resolved.One of the most serious obstacles is the generation of an irreversible passivation layer on the surface of the Mg anode during cycling.In addition to exploring new electrolytes for MIBs,alternative anode materials for MIBs might be an effective solution to this issue.In this review,the composition and working principle of MIBs have been discussed.In addition,recent advances in the area of anode materials(metals and their alloys,metal oxides,and two-dimensional materials) available for MIBs and the corresponding Mg-storage mechanisms have also been summarized.Further,feasible strategies,including structural design,dimension reduction,and introduction of the second phase,have been employed to design high-performance MIB anodes.     

新能源汽车电池技术发展瓶颈分析及对策研究

通过对新能源汽车发展现状、趋势及显现特征的调查,以及对2019年新能源汽车动力电池配套行业数据进行调查,研究梳理电池技术在新能源汽车发展过程中出现问题瓶颈,并归纳分析产生车辆安全事故的根本原因,进而从电池系统研发设计、电芯生产制造、生产质量管控等方面,提出对动力电池系统在安全性防护方面的技术要求和管理要求,期望为未来新...     

动力电池激光焊接技术的应用现状与展望

在大规模工业生产中,动力电池零部件的激光焊接容易产生气孔、成形不良、炸孔等缺陷,大大降低车辆运行的安全性与可靠性。文中分析了动力电池中激光焊接应用的具体位置,依据不同的焊接部位分类介绍了缺陷种类,讨论了未焊透、气孔、下塌、炸孔、裂纹等缺陷的产生原因。针对电池壳体与盖板连接、电池防爆阀密封、电池注液孔密封、电池极柱焊接及极耳与汇流排连接等具体的应用场景,总结了减少缺陷、提高焊接质量的手段,主要包括工艺改进、光源特性调控、焊接顺序优化等。在此基础上,进一步介绍了智能化制造技术在动力电池激光加工中的应用,并对动力电池领域未来激光焊接技术的发展进行了展望。 创新点： (1)以焊接位置分类介绍了动力电池部件在激光焊接过程中的缺陷种类和产生原因。 (2)按照工艺、光源和焊接顺序等分类总结了减少动力电池激光焊接缺陷的主要方法。 (3)归纳了智能化激光焊接技术在动力电池中的应用,并展望了其发展前景。