锂离子电池负极材料PSi@GO的制备及其电化学性能

具有高能量密度的硅材料是锂离子电池负极的优选材料之一。但是,低电导率和在充放电过程中伴随的巨大体积变化而导致循环过程中容量迅速衰减,阻碍了硅材料商业化。本文以商业化的铝硅合金为硅源,通过冷冻干燥方法将氧化石墨烯（GO）包覆在其表面,制备了微米级的多孔硅（PSi）与GO的复合材料PSi@GO。该复合材料核层多孔硅内部丰富的孔隙提供充足的空间以适应硅的体积变化,外层的氧化石墨烯可以加速离子和电子传输,并再次缓冲硅的体积变化,从而可以有效地改善硅负极的循环稳定性和倍率性能。研究结果表明,电流密度为500mA/g时,PSi@GO-2（PSi与GO质量比为10∶5）复合电极材料循环100次后,比容量仍可达到1 275 mAh/g;在电流密度为4 A/g时,该复合材料也可达到980 mAh/g的高比容量。该PSi@GO-2复合材料显示了优异的倍率性能,具有良好的应用前景。      

高性能锂离子电池负极材料一氧化锰/石墨烯复合材料的合成

通过冻干-煅烧合成了一氧化锰/石墨烯（MnO/rGO）复合材料,并将其用作锂离子电池负极材料.在500 mA·g^-1的电流密度下,MnO/rGO复合材料表现出高达830 mAh·g^-1的可逆容量,且在充放电循环160圈后,其可逆容量依然高达805 mAh·g^-1.倍率测试结果显示,循环225圈后,在2.0 A·g^-1的电流密度下,其可逆容量高达412 mAh·g^-1.复合材料中的石墨烯在提高材料导电性的同时有效地缓解了一氧化锰充放电过程中的体积膨胀.通过对比容量-电压的微分分析,发现复合材料超出一氧化锰理论容量的部分是由形成了更高价态的锰引起的.MnO/rGO复合材料比纯一氧化锰（p-MnO）更容易出现高价态的锰,可能是因为rGO上残留的氧为电极反应提供了额外所需的氧源.该一氧化锰/石墨烯复合材料因其简单绿色的合成过程及优异的电化学性质,有望在未来的锂电负极中得到广泛的实际应用.     

Mn掺杂Co0.9Mn0.1P/RGO复合电极材料的合成及其电化学性能

锂离子电池的性能亟待突破瓶颈,当前商用锂离子电池负极材料选用的碳材料容量较低,本文合成制备了一种Mn掺杂石墨烯负载的Co_(0.9)Mn_(0.1)P/RGO复合材料,该材料用于锂离子电池表现出优异的电化学性能。在100 mA/g电流密度下,首次放电比容量达到1 250 mAh/g,首次充电比容量为795 mAh/g,充放电效率63.6%。在800 mA/g电流密度下,循环500次,放电比容量仍然达到367 mAh/g。     

锂离子电池用CuFe2O4立方颗粒负极材料的合成及其电化学性能

金属氧化物材料具有多倍于商业石墨负极的理论容量,但此类材料在储锂过程中会出现体积膨胀,导致活性物质粉化脱落,影响锂离子电池的循环寿命。以金属有机框架（MOFs）普鲁士蓝立方体为自牺牲模板合成了空心CuFe₂O₄立方颗粒,并将其作为锂离子电池的负极材料。CuFe₂O₄立方块的粒径范围在300~500 nm之间,壳层厚度为40 nm。电化学测试表明CuFe₂O₄立方颗粒在200 mA/g电流密度下循环200次后放电容量仍能达到742.4 mAh/g,出色的性能得益于颗粒的中空结构能够有效缓解因储锂而产生的体积膨胀,从而延长锂离子电池的循环寿命。      

高温固相还原法制备新型锂离子负极材料NbO及其电化学性能

以Nb和Nb2O5粉末为原料,采用高温固相还原法合成NbO电极材料。通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光衍射粒度分析(LDSA)、充放电测试、循环伏安(CV)测试等手段对材料的结构、形貌及电化学性能进行表征,并通过原位XRD分析测试,探究NbO作为负极材料在锂离子电池中的反应机理。结果表明:NbO用作电极材料的平均嵌锂平台在1.6 V左右。NbO对锂的插嵌机理为锂离子的直接脱嵌,是1个单相转变过程。在0.05 C(C为充放电电流倍率)下,NbO和球磨处理后(Ball-milling)的NbO-BM的首次放电容量分别为220(mA·h)/g和280(mA·h)/g,经过50次循环后,剩余容量分别为170(mA·h)/g和220(mA·h)/g     

锂离子电池负极材料研究概述

锂离子电池已经在新能源动力电池、便携式电子设备及储能领域广泛使用。商业化锂电池大多采用锂过渡金属氧化物/石墨体系作为正负极,由于电池材料本身的理论储锂容量较低,限制了锂电池向高比能量、长使用寿命方向的发展。对于当前成熟的石墨类碳负极材料,其嵌锂能力基本已被充分发挥,难以实现这一目标。本文介绍了应用于锂离子电池负极的相关材料和研究进展,并就作为下一代锂离子电池理想负极材料—硅负极进行了展望。     

直接融盐法制备锂离子电池负极材料Li4/3Ti5/3O4及其电化学性能

以CH3COOLi·2H2O和锐钛矿型TiO2为原料,通过直接融盐法合成锂离子电池负极材料Li4/3Ti5/3O4,考察合成条件对材料性能的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行物相和形貌分析.结果表明,先在70℃保温5 h或10 h,再在800℃煅烧2 h可得到纯相的Li4/3Ti5/3O4粉末,平均粒径在300nm左右,且粒径分布均匀.充放电测试表明在70℃保温5 h、800℃煅烧2 h得到的样品具有最优异的电化学性能.以0.1C倍率充放电,其首次放电容量达到172(mA·h)/g,接近理论容量,20次循环后,容量仍保持在140(mA·h)/g.与传统的固相法相比,用直接融盐法得到的材料具有较大的锂离子扩散速率、高倍率性能和循环可逆性.     

锂离子电池负极材料铁酸镍的研究进展

过渡金属氧化物铁酸镍因原料易得、制备简单、具有高的比容量,有望成为下一代锂离子电池负极材料之一.铁酸镍虽然有较高的比容量,但在充放电的过程中常常伴随着因较大的体积膨胀而引起的电极的极化,这会使得材料脱落并导致电池容量迅速衰减.为了提高材料的性能,主要有三种方法:一是设计纳米结构的铁酸镍电极材料,二是与可作为缓冲基底的碳...     

Li4Ti5O12作为锂离子电池负极材料电化学性能

采用固相法合成了锂钛复合氧化物Li₄Ti₅O₁₂研究了保温时间对其结构及电化学性能的影响.结果表明,保温时间为2,4h时样品的循环性能比较好,在80mA/g充放电下,30次循环后的比容量可高达159mAh/g.     

Mn对海水激活电池用AP65镁合金阳极材料电化学性能的影响

采用熔炼铸造法制备添加Mn的AP65镁合金阳极材料,并结合电化学方法、化学浸泡法和观察腐蚀表面形貌的方法研究AP65阳极在3.5%NaCl溶液中的放电行为和腐蚀行为.结果表明,Mn能细化AP65阳极的晶粒并减小其自腐蚀速率.添加Mn的AP65镁合金阳极与未添加Mn的相比能提供更负的放电电位.在AP65阳极中均匀分布的Al-Mn颗粒能作为活性点,加速放电过程中镁基体的阳极溶解并促进腐蚀产物膜的剥落,表明添加Mn能提高AP65阳极材料的电化学性能.     

碳化钨的形貌调控及其载铂电化学性能

本文采用水热模板法,通过添加表面活化剂柠檬酸和模板剂氧化石墨烯（GO）调控前驱体的形貌尺寸。将前驱体置于空气气氛中进行热处理,得到厚度薄、尺寸小、分散的WO₃。在氮气保护气氛下,通入乙醇/甲醇液体碳源,并处于1 000 ℃下保温2 h,进行原位还原碳化反应,得到表面包覆石墨化碳层的碳化钨（WC@C）。在WC@C表面原位负载不同浓度的Pt NPs,得到Pt-WC@C复合催化剂。该催化剂Pt-WC@C-1（10% Pt）在碱性溶液中性能较佳,电流密度为10 mA/cm2下的过电势（η₁₀）为187 mV,塔菲尔斜率为115.7 mV/dec（10% Pt）;在酸性溶液中具有更优良的析氢催化性能,Pt-WC@C-2（5% Pt）性能优于Pt-WC@C-1（10% Pt）和Pt-WC@C-3（1% Pt）,η₁₀为87.6 mV,塔菲尔斜率为51.2 mV/dec。这主要归因于分散性较好的WC表面包覆了较薄的石墨化碳层。      

Ni-based superalloy as a potential tool material for thixoforming of steels

Abstract

Semisolid processing, already a well established manufacturing route for the production of intricate, thin walled aluminium and magnesium parts with mechanical properties as good as forged grades, faces a major challenge in the case of steels. The tool materials must withstand complex load profiles and relatively higher forming temperatures for thousands of forming cycles for this near-net shape process to be attractive for steels on an industrial scale. The potential of a Ni-based superalloy, Inconel 617, reported to exhibit superior thermal fatigue resistance in demanding tooling applications, was investigated. The response to thermal cycling of this alloy at high temperatures was compared with that of X38CrMoV5 hot work tool steel widely used in the manufacture of conventional forging dies. The favourable thermophysical properties of the latter were completely negated by its limited temper resistance, while the Inconel 617 alloy responded to thermal cycling by the usual heat cracking mechanism.     

镍基高温合金生产用原材料有害杂质的控制

 航空发动机推重比不断增大、涡轮进口温度不断提高,对优质镍基高温合金热端零部件的综合性能提出了更高的要求。合金材料的质量取决于化学组成和铸态组织结构,这就要求高温合金生产必须首先严格控制合金成分和降低有害元素的质量分数。实际生产中,残留在镍基高温合金中的有害杂质铅、锡、砷、锑、铋、硒以及氧、氮、硫等采用一般精炼技术很难去除,合金材料的洁净度很大程度上取决于原材料的洁净度。随着中国高温合金生产企业设备和工艺水平的提高,原材料的有害杂质质量分数已成为限制优质高温合金稳定生产的瓶颈。基于对原材料中有害元素来源的分析,提出从矿源选择、原料金属提取和精炼、废旧合金的净化利用及炉料入炉前的处理等途径对原材料质量进行综合控制。     

复层铁基粉末冶金材料的制备及其摩擦学性能分析

采用粉末冶金工艺制备基体致密、表层多孔含油的双层复合铁基粉末冶金材料,用HDM-20端面摩擦磨损试验机评价其摩擦磨损性能。结果表明,当复层材料表层的孔隙率约为23%时,试样稳定运行时间长,减摩耐磨性能好;与相近孔隙率的单层材料相比,复层材料的减摩耐磨性能与承载能力得到明显提高。     

锂离子电池正极材料的研究与开发现状

综述了锂离子电池正极材料Li-Co-O、Li-Ni-O、Li-Mn-O体系及Li-V-O等体系的研究进展。重点介绍了其结构、电化学性能和其一般制法,并指出了目前研究的方向。     

Effects of grain size and secondary phase on corrosion behavior and electrochemical performance of Mg-3Al-5Pb-1Ga-Y sacrificial anode

Grains with size of 4.5—20.5 μm were studied for their corrosion behavior and electrochemical performance in a Mg-3 Al-5 Pb-1 Ga-Y sacrificial anode using immersion testing,electrochemical measurements and microstructure analysis.The results show that fine-grained microstructure has higher chemical activity and more negative discharge potentials than coarse-grained samples.The sample with the smallest average grain size of 4.5 μm exhibits corrosion current density of 7.473×10~(-5) A/cm~2,and work potentials of-1.721 V at current density of 10 mA/cm~2.The density of grain boundaries and LAGBs increases with grain refinement,which leads to higher rates of dissolution and diffusion for the atoms.The secondary phases promote the occurrence of corrosion and improve the chemical activity of alloy due to their higher potential than the substrate.Higher corrosion rate and discharge activity are directly attributed to the higher density of grain boundaries and LAGBs,as well as the secondary phase.