Nb掺杂改性LiNiO2正极材料的制备及电化学性能研究

高镍层状氧化物LiNiO₂具有高理论比容量和相对低廉价格,被认为是下一代锂离子动力电池的正极材料之一。当LiNiO₂正极材料应用于锂离子电池时,其循环稳定性无法满足要求,需经改性后才能得以应用。采用固相法合成了Nb掺杂的层状LiNi_1-xNb_xO₂（x=0.005、0.01、0.015）正极材料,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线能谱等测试手段,分析了Nb掺杂量（摩尔百分比）对其晶体结构、微观形貌及元素分布的影响,并通过恒电流间歇滴定和交流阻抗测试研究了其电化学性能。结果表明,随着Nb元素掺杂量的提高,LiNi_1-xNb_xO₂材料的晶格晶面间距逐渐扩大,一次颗粒尺寸逐渐减小。在LiNiO₂材料中引入Nb⁵⁺离子,提高了LiNi_1-xNb_xO₂材料的锂离子扩散系数,并通过稳定晶体结构,抑制了Nb掺杂材料在充放电过程中的相变,有利于其电化学性能的提升。当Nb掺杂量为1%时,LiNi_1-xNb_xO₂材料表现出较好的倍率性能,在10 C大电流密度下的放电比容量高达134.1 mAh?g^-1;随着Nb掺杂量的增加,LiNi_1-xNb_xO₂材料循环稳定性同步提升,当Nb掺杂量为1.5%时,LiNi_1-xNb_xO₂材料经150次循环后的容量保持率为73.3%,远高于未掺杂LiNiO₂样品的36.2%。表明,Nb掺杂可改善LiNiO₂正极材料的晶体结构和电化学性能,为其在下一代锂离子动力电池的应用提供了理论依据。     

广东有色金属学报第14卷2004年总目次

第1期粉末冶金温压技术的研究及其应用··················,·······················……李元元,肖志瑜,倪东惠,等(1)从ICTp看塑性技术的发展···················································……孙友松,章争荣,刘明俊,等(9)中铬合金耐磨钢的研发与应用··,···············,································……李卫,林怀涛,袁军平(15)抓住机遇,迎接挑战,加速广东钢铁工业发展···…     

喷印金属双液滴撞击固体形成气泡的模拟研究

喷墨打印镓金属液滴撞击固体表面时会产生空气夹带,造成气泡沉积出现喷墨打印导线不互联现象,深入理解气泡形成的影响因素是解决此问题的关键。为消除气泡,提高打印导线互联性,本研究使用Ansys Fluent软件,采用VOF耦合水平集方法,建立了二维镓金属双液滴撞击固体铜基板过程的仿真模型,研究了水平壁面温度、双液滴间距、倾斜壁面角度、倾斜壁面温度等参数对金属双液滴撞击固体壁面形成气泡过程的影响规律。研究结果表明,对于水平基板,在不同基板温度下气泡的大小呈现双向变化,金属双液滴间距的增加更有利于液滴铺展。当金属双液滴间距S=D₀-2.38D₀时,有气泡形成;当S=2.38D₀-2.5 D₀时,液滴铺展出现断裂,且气泡随温度的增加没有明显变化;当金属双液滴间距S=2.6 D₀时,随着温度的增加不再产生气泡,此时喷墨打印液滴表现出最佳精度,提高了打印导线的互联性。对于倾斜基板,使用参数韦伯数（We_⊥ )和参数（K_⊥ )表征金属双液滴形成的气泡,当撞击倾斜壁面韦伯数We_⊥>15、K_⊥>0. 035时,液滴会在固体表面上形成气泡;当We_⊥>16、K_⊥>0.04时,形成的气泡直径随壁面温度的增加而减小;当15<We_⊥<16、0.035<K_⊥< 0.04 时,液滴出现铺展断裂,并且气泡直径随着壁面温度的增加而减小;当5<We_⊥<15、0.015<K_⊥<0.035时,液滴铺展断裂且气泡直径变大;当We_⊥<5、K_⊥<0.01时,液滴在基板形成的气泡消失,此时为喷墨打印液滴的最佳精度,可提高打印导线的互联性。该研究为优化喷墨打印金属液滴的工艺提供了重要理论依据,有望在实际应用中消除气泡,进一步提高喷墨打印导线的互联性。     

改性粉煤灰催化非均相Fenton法降解某选矿废水COD

广东某硫铁矿选矿废水COD偏高,达到220mg/L,采用酸改性粉煤灰作为非均相Fenton氧化法的催化剂对该废水进行处理,实验结果表明：在pH为4,改性粉煤灰投加量20g/L,Fe₂投加量1.57mmol/L,H₂O₂投加量9.43mmol/L,反应时间为40min时,废水中COD的去除率可达92%以上,取得了很好的降解效果。该法能够提高H₂O₂的利用率,且反应时间较短,是一种有效的选矿废水处理方法。     

NaCl-KCl-SmCl3熔盐体系中Sm3+在W电极上的电化学行为

钐(Sm)性能优越,使其在核电中有一定的应用,而使用熔盐电解方法制备钐合金具有实际意义。在温度750℃,使用三电极,以NaCl-KCl作为电解质,SmCl₃作为材料,运用循环伏安法,方波伏安法和计时电流法研究Sm^₃₊在NaCl-KCl-SmCl₃体系中的电化学行为。结果表明：Sm^₃₊在W电极上的电化学还原是得到1个电子的过程,其电子转移表达式为：Sm^₃₊+e^_-=Sm^₂₊,反应是准可逆反应,且没有发现其他电子转移行为;Sm^₃₊在W电极上的电化学还原是以扩散为控制步骤,且Sm^₃₊在NaCl-KCl-SmCl₃熔盐体系中的扩散系数为4.045×10^_-5cm^₂/s。     

基板表面粗糙度对电阻薄膜微观形貌及电学性能的影响

不同表面粗糙度的基板显著影响其溅射膜层的微观形貌、电阻以及残余应力,同时其本身的制备成本也相差甚远。选择表面粗糙度适合的基板,能够在保证产品性能良好、可靠性高的同时,兼顾生产成本的有效调控。基于实际生产考量,通过磁控溅射工艺制备两种Ti、TaN功能薄膜,系统性评估了表面粗糙度大范围梯度（R_a=20—1000 nm）变化的氧化铝基板对溅射膜层的影响,包括镀膜前后表面粗糙度、室温电阻率以及电阻温度系数（TCR）。结果表明：当基板表面粗糙度R_a<350 nm,镀膜后R_a无显著变化;当R_a>350 nm,随着基板R_a增加其镀膜后R_a显著降低;不同于R_a,镀膜后功能薄膜层R_z明显低于基板值;Ti、TaN薄膜电阻率,随基板R_a的增加而增大;TaN功能薄膜TCR随基板R_a值的增加先增大后减小,负偏明显并保持在-500×10^-6—-550×10^-6 ℃^-1 区间。     

SO2-空气法在处理氰化渣上的试验研究

本文对采用SO₂-空气法处理氰化渣进行了试验研究,主要考查了反应时间、初始pH、CuSO₄添加量及Na₂S₂O₅添加量对处理效果的影响。结果表明,在调浆浓度45%,初始反应pH≈10.5,CuSO₄添加量0.37kg/t渣,Na₂S₂O₅添加量0.5g/L,反应时间3h的条件下,可将调浆溶液中CN_-降至0.01 mg/L,具有较好的除氰效果。     

室温铁磁性四方超结构Sr3ErCo4O10.5+δ多晶的制备及电磁输运性能研究

采用固相反应法制备室温铁磁性四方超结构Sr₃ErCo₄O_10.5+δ多晶。用XRD、SEM表征1025-1200 ℃内7个不同烧结温度制备的多晶样品的结构及断面形貌, 1025 ℃时,Sr₃ErCo₄O_10.5多晶结晶完成,出现杂相Er₂O₃;随烧结温度提高, (103) (215)超结构峰强度增大,杂相逐渐减少,Sr₃ErCo₄O_10.5+δ晶粒长大、气孔减少、晶格完整性提高;1160 ℃时,超结构峰强度最高,杂相完全消失,有序化程度最好;随烧结温度继续提高,超结构峰强度降低,有序化程度减弱,颗粒表面出现Er₂O₃;TG-DSC表明多晶在1025-1200℃吸氧(δ)并逐步完成有序化,碘滴定进一步确定多晶氧化学计量比随烧结温度升高而增大。在1160℃制备多晶,300K电阻率～0.09 Ω.cm;多晶铁磁-顺磁转变温度(T_c)为332 K;M-H曲线进一步证明多晶具有室温铁磁性,并在332K时发生顺磁-铁磁转变。     

不同含量SiO2 对球团质量的影响

通过邯钢现有生产所用的四种矿粉,配矿得到不同SiO₂含量的球团矿,运用一系列的实验方案和检测手段找出邯钢球团矿最优的抗压强度和冶金性能下的SiO₂含量,并探究了不同SiO₂含量对邯钢球团矿的抗压强度和冶金性能的规律。试验结果表明：SiO₂含量在3%时所生产的球团矿抗压强度最强,随着SiO₂含量的增加球团矿的抗压强度下降,但试验所得到的球团矿均在2000N以上;SiO₂含量在3%时,还原度最高,达到了83%,随着SiO₂含量的增加球团矿的还原度下降;SiO₂含量在3%时,低温还原分化率最大,随着SiO₂含量的增加球团矿的低温还原分化率趋于下降,但下降幅度不是太大;SiO₂含量在3%时,软化温度最高,熔滴温度区间最窄,熔滴性最好,随着SiO₂含量的增加球团矿的软化温度下降,熔滴温度区间变宽,熔滴性能变差。     

无钴富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2的表面改性及电化学性能研究

无钴富锂锰基正极材料Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂因高比容量、低成本等优点备受关注,是极具潜力的下一代锂离子电池正极材料。然而,Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂材料存在首次库伦效率低、倍率性能差及容量衰减等问题,限制了其进一步发展。为解决此问题,采用柠檬酸溶液表面处理结合再重新煅烧方法,通过在其表面包覆一层尖晶石相,对Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂开展了表面改性研究,并对改性前后样品进行物理表征和电化学测试分析。结果表明,改性前后的Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂正极材料,形貌基本一致,均为尺寸100—400 nm的不规则颗粒,改性后的粉末颗粒边缘略有不平整。使用柠檬酸溶液表面处理后,Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂材料形成了內部为层状相、表面为尖晶石相的结构。尖晶石相的存在不仅为锂离子扩散提供了三维离子扩散通道、提高倍率性能,还可充当正极材料表面与电解液间的保护层,提高首次库伦效率,改善循环性能。改性后的Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂的首次库伦效率为92. 4%,可逆比容量为292 mAh?g^-1, 与改性前相比分别提高了13.8%和22 mAh?g^-1,并且在不同倍率下的可逆比容量和长循环容量保持率均有明显提升,表明其具有更好的倍率性能和更优的循环稳定性能。本研究提出了一种无钴富锂锰基正极材料表面改性方法,该改性方法操作简单、效果明显,可应用于不同组分的富锂正极材料,为富锂锰基正极材料的进一步发展提供了新的思路 。     

Zn取代对尖晶石Li2MnTi3O8负极材料微观结构及电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶结合固相烧结的方法制备了具有复杂尖晶石结构(空间群为P4332)的Li₂Mn_1-xZn_xTi₃O₈(x=0,0.1,0.5)负极材料。研究了Zn部分取代Mn对Li₂MnTi₃O₈材料微观结构及电化学性能的影响。结果显示,Zn取代之后,Li₂MnTi₃O₈材料的晶胞体积以及晶粒尺寸有明显的降低,然而颗粒大小却没有显著的变化。电化学测试结果表明,Zn取代对改善Li₂MnTi₃O₈材料电化学性能非常有利,在0.1C倍率条件下进行充放电, 50次充放电循环之后,Zn取代之后的材料放电容量为269mAh/g(Li₂Mn_0.9Zn_0.1Ti₃O₈),298mAh/g(Li₂Mn_0.5Zn_0.5Ti₃O₈),且都在第一次循环之后表现出优异的循环稳定性。在1C倍率条件下充放电36次,材料的放电容量得到了显著提高,并且在一定程度上提高了材料的循环稳定性。     

LiF-YF3-Y2O3电解质体系电导率的测定

LiF-YF₃-Y₂O₃体系的电导率直接关系到熔盐电解法制备稀土钇合金过程的机理研究及节能增效。本研究在1173~1373 K下,使用CVCC法测定不同配比LiF-YF₃、LiF-YF₃(摩尔比1:1)-Y₂O₃体系的电导率,发现随着温度降低和熔盐中YF₃、Y₂O₃含量的增加,熔盐电导率随之减小,这是由于大粒度络合离子的产生以及熔盐粘度的增加,导致了熔盐中小体积自由离子(如Li^₊和F^_-)的迁移阻力降低,使熔盐电导率下降。同时发现熔盐电导率随温度变化的规律符合Arrenius方程,并计算出熔盐的指前因子lna以及活化能E,通过拟合获得合理的二元和三元熔盐电导率与成分、温度之间的经验公式,来确定熔盐电导率的变化规律,为熔盐电解法制备钇合金奠定了坚实理论基础。     

Zn2+-Mg2+-H2O系中和沉锌热力学分析及应用

湿法炼锌废电解液在冷冻结晶除镁时会生成大量ZnSO₄?7H₂O和MgSO₄?7H₂O组成的结晶产物,采用中和水解法实现结晶产物中锌、镁的分离回收。根据配位化学热力学平衡原理,绘制了298K时Zn^₂₊-Mg^₂₊-H₂O系热力学平衡图。结果表明：在pH为6.0~12.0范围内,锌离子优先沉淀析出;pH=8.0时,Zn(OH)_2(s)的条件溶度积pKs=15.6,溶液中[Zn]_T≤1.0×10^_-5mol/L。实验数据表明,在温度60℃、pH为7.0、反应时间80min的最优条件下,锌沉淀率达到100%,镁不沉淀;硫酸镁溶液经蒸发结晶得到MgSO₄?6H₂O,沉锌产物经稀硫酸浸出获得硫酸锌溶液和石膏产品。     

三维Co2Mn3Ox纳米薄膜的制备及电化学储能特性

泡沫镍的良好导电性及多孔的三维骨架结构有助于电子传输和电解液接触。以泡沫镍为模板,采用水热合成法制备三维Co₂Mn₃O_x纳米薄膜,并对其作为超级电容器电极材料的电化学储能特性进行了实验研究。结果表明：在泡沫镍表面可控合成了超薄的三维Co₂Mn₃O_x纳米薄膜,该薄膜由超小的纳米颗粒组成,并具有一定的多孔结构;合成的三维Co₂Mn₃O_x纳米薄膜作为超级电容器电极材料表现出了优异的储能特性,如在电流密度为5 A?g^-1下具有1092.5 F?g^-1的比电容,恒流充放电循环1000次后电容保留率高达89.1%。此外,以Co₂Mn₃O_x纳米薄膜为正极材料,活性碳为负极材料,组装的非对称超级电容器表现出高的能量密度、高的功率密度以及良好的循环稳定性。该研究丰富了自支撑、无粘结剂、高储能特性的赝电容超级电容器电极材料种类,为电化学储能薄膜材料的设计提供了思路。     

碳点与铋基氟化物纳米材料室温复合研究

为了解决碳点(CDs)在固态或聚集状态下荧光猝灭问题,提出了一种基于无机物复合的碳点固态荧光策略。以柠檬酸和乙醇胺为原料合成的青光碳点溶液（C-CDs）及水稳定性良好的氟铋钾（K_0.3Bi_0.7F_2.4）为基质,在室温下通过共沉淀法复合制备C-CDs@K_0.3Bi_0.7F_2.4纳米复合材料。通过XRD、TEM、FT-IR和XPS等表征手段,证明了C-CDs附着在K_0.3Bi_0.7F_2.4纳米粒子上。此外,还研究了C-CDs@K_0.3Bi_0.7F_2.4纳米复合材料热稳定性能。结果表明,C-CDs@K_0.3Bi_0.7F_2.4纳米复合材料不仅能够在波长450 nm激发下发射出555 nm黄色荧光,而且在125 ℃下还能保持初始强度的55%,说明共价键复合的C-CDs@K_0.3Bi_0.7F_2.4纳米复合材料具有较好的热稳定性。该研究不仅为CDs基荧光粉的制备提供了一种新方法,也展现了CDs在照明领域中的应用前景。     

《金属矿山》一九八七年总目录

〔采矿部分〕 扩‘·矿山技术经济、企业管理·总结推广先进经验,进一步办好群采矿山 —冶金部副部长徐大拴在全国中小铁矿经验交流会上的报告(摘要)·································……巩固老区,发展新区,开创群采矿山新局面...............................................................……本刊抓管理,上等级,把攀矿办成第一流现代化矿山企业·········-··········……攀枝花冶金矿山公司刘正和重视石灰石、白云石矿产资源的合理利用········“······、···…     

某高镁高铝胶磷矿双反浮选降杂试验研究

以BK425为反浮选脱镁捕收剂,BK432为反浮选脱铝捕收剂,对贵州某高镁高铝胶磷矿进行了双反浮选降杂试验研究。试验结果表明,在强酸性条件下进行反浮选脱镁-近中性条件下反浮选脱铝的双闭路流程,可以获得P₂O₅品位33.97%,倍半氧化物之和(Al₂O₃ Fe₂O₃)2.23%,MgO含量0.73%,P₂O₅回收率73.71%的磷精矿。BK432捕收能力强,形成的脱铝泡沫较脆,容易消泡,流动性好,为反浮选脱铝闭路流程创造了良好的前提条件。     

Mo掺杂La0.8Sr0.2Co1-xMoxO3-δ的电催化析氧、析氢性能研究

电解水制氢是一种清洁、高效和安全的技术,极具发展潜力的制氢手段。电解水制氢过程中,阳极析氧（OER）和阴极析氢（HER）动力学缓慢,需要较高的过电位突破能量壁垒,导致耗能较高。高效OER和HER催化剂的使用是提高电解水效率的关键,开发高活性、高稳定性和低成本的OER和HER双功能电催化剂,可极大促进电解水制氢的产 业化发展。钙钛矿氧化物（结构式ABO₃）电催化剂具有储量丰富、结构与成分易调控等优点,在电催化水分解制氢催化剂的研究中广受关注。钙钛矿氧化物的B位离子掺杂是增强其电催化活性的常见策略,合理选择B位掺杂元素的种 类和含量,不仅可调控钙钛矿氧化物的晶体结构、获得更高的催化活性,还可赋予其双功能催化性能。以La_0.8Sr_0.2CoO_3-δ钙钛矿氧化物为原料,通过高价Mo离子掺杂,采用固相合成法制备了La_0.8Sr_0.2Co_1-xMo_xO_3-δ（LSCM,x=0、0.05、0.1、0.2）系列钙钛矿材料,研究了Mo掺杂量（质量分数）对钙钛矿材料电催化析氧和析氢性能的影响。结果表明,掺杂少量Mo元素,不会改变LSCM的物相和微观形貌,但可有效提升OER和HER的催化活性,其主要原因是Mo掺杂改变了Co的价态、氧空位和晶体结构对称性。适量Mo元素掺杂对LSC钙钛矿氧化物的析氢和析氧性能均有提高,但随着Mo掺杂量增多,LSCM的OER和HER催化活性均开始下降。当Mo质量分数为5%时,La_0.8Sr_0.2Co_0.95Mo_0.05O_3-δ（LSCM-5）具有最优异的OER和HER催化活性,在10 mA?cm^-2电流密度下,OER和HER过电位分别为457和320 mV,Tafel斜率分别为89和32 mV?dec^-1。本研究证明,B位Mo掺杂,对开发低成本、高性能的析氢和析氧双功能钙钛矿氧化物电催化剂具有一定实用价值。     

四川某稀土矿选矿工艺研究

四川某稀土矿试样Re_xO_y品位为6.62%,稀土矿物主要为氟碳铈矿,脉石矿物主要为萤石、重晶石及石英、角闪石。本研究采用摇床-浮选工艺对其进行选别,最终得到Re_xO_y品位63.68%、回收率为47.43%的摇床精矿和Re_xO_y品位60.37%、回收率为39.25%的浮选精矿,Re_xO_y综合回收率为86.68%。     

煤炭学报第一卷(一九六四年)第一期至第四期 总目录

第一期华北地台石炭耙岩相古地理···············……王竹泉,潘随肾,顾寿昌,荫广茂,揭锡碌,杜兴亚倾斜分层下行垮落采煤法区段集中平巷的布置···········································,·········……陆士良矿井通风机的井联工作····················································································……白那声采掘平衡尚题的运筹学静算········,…