碳酸锂及其制备

碳酸锂是锂离子电池制造必不可少的原料.介绍了国内外工业和电池级碳酸锂的生产、市场分布、主要生产企业等情况;对矿石提取和盐湖卤水提取碳酸锂两种主要生产工艺进行了对比;分析了碳酸锂生产对矿石和盐湖卤水中锂含量和杂质含量的要求;对锂离子电池和电池级碳酸锂市场进行了估算.     

三元锂离子电池的容量跳水机理研究

层状LiNixCoyMnzO2三元正极材料因在能量密度、生产成本和环保方面的综合优势,已成为高性能锂离子电池研究的热点.随着新能源汽车市场高速发展,三元电池装机量占比逐年升高.然而在日常使用过程中,电池会出现容量快速下降的现象,为新能源汽车带来安全隐患.为了研究引起电池发生容量跳水的机理,针对某款车用 Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2三元电池,研究其加速循环老化后的电池循环特性、胀气气体分析、内部材料物相结构特征,综合得出电池容量跳水机理:电池正极颗粒破裂是导致单体电池性能衰退的主要原因,颗粒破裂后金属元素发生溶解,与电解液发生副反应,加速电解液消耗,消耗殆尽时,电池出现容量跳水.     

原煤仓卸料时动态力场的离散元数值模拟分析

为寻求原煤仓壁面宏观变形、裂缝现象的内在机理,采用离散单元法模拟了电厂原煤仓的卸料流态及卸料过程中仓体壁面的动态受力情况及物料内部的压力分布网络.模拟结果表明:简体中同一水平层处的颗粒流速基本相同,而锥体中颗粒的原有层面呈不均匀下降,在流动过程中,每下降一个微小高度,颗粒位置都要进行重新排列,中心处颗粒流速较大,靠近壁面处颗粒流速较小.整体流动状态时原煤仓筒体法向受力远大于切向受力,压力拱的形成使得简体和锥体壁面所受压力增加.因此,削弱峰值压力及破坏拱结构是减少原煤仓变形和裂缝的两个重要因素.     

Co~(3+)掺杂对Li_4Ti_5O_(12)结构及性能的影响

以钛酸正丁酯、碳酸锂和三氧化二钴为原料,采用高能球磨辅助固相法及原位包覆技术合成了负极材料尖晶石型Li4Ti4.95Co0.05O12。通过XRD、SEM、充放电和循环伏安测试等,对材料进行分析。高能球磨辅助固相法及原位包覆技术可阻止Li4Ti5O12颗粒团聚、提升颗粒的分散度;Co3+掺杂不会改变晶体结构,但提高了材料的高倍率性能及循环稳定性。在1.0～3.0 V以2.0 C、5.0 C、10.0 C和20.0 C倍率充放电,Li4Ti4.95Co0.05O12的首次放电比容量分别为146.7 mAh/g、135.5mAh/g、113.5 mAh/g和67.2 mAh/g,经过100次循环,可逆容量基本未衰减。     

Co1-xZnxFe2O4纳米颗粒的结构和磁性

用聚乙烯醇(PVA)溶胶-凝胶法制备出Co1-xZnxFe2O4纳米微粉,用X射线衍射(XRD)研究了铁氧体纳米颗粒的结构,发现纳米颗粒的晶格常数随Zn含量的变化情况和块体材料相似,是一种非单调变化关系,并且纳米颗粒的晶格常数比块体材料的普遍偏大.同时我们还利用振动样品磁强计(VSM)测量了宏观磁性随锌含量的变化,发现饱和磁化强度Ms随x的变化和块体材料的变化趋势一致,而矫顽力随Co2 离子的含量增加基本呈上升趋势.     

降低冷灰斗内灰渣含碳量的数值模拟和试验研究

针对某电厂300 MW锅炉实际运行过程中出现的燃烧不稳定以及灰渣内含碳量偏高的问题,对煤粉颗粒经过燃烧器后运动轨迹以及炉内实际燃烧情况进行分析,提出通过改造最下层燃烧器与主燃区内敷设一定面积卫燃带的方法,来减少煤粉颗粒掉入冷灰斗内的数量,提高煤粉颗粒的燃尽率,从而降低大渣中含碳量。数值计算结果表明,改造后的炉膛内,最下层燃烧器内钝体更换为隔板后,煤粉颗粒随主气流向上运动的数量明显增多;敷设卫燃带后,主燃区温度升高,煤粉颗粒燃尽率提升明显,大大降低了冷灰斗内灰渣含碳量。改造后的试验结果表明,大渣含碳量较改造前降低了23.2%~28.6%。最下层燃烧器内煤粉颗粒细度对大渣含碳量的影响较大,保证制粉系统制粉及给粉的均匀性是稳定改造后大渣含碳量的关键。     

新柠檬酸溶胶凝胶法研究

报道了以碱式碳酸镍、碱式碳酸钴和碳酸锂为原料 ,柠檬酸为络合剂的新溶胶凝胶法制备复合锂镍钴氧化物锂离子蓄电池正极材料。认为柠檬酸镍分解出的NiO中 ,其Ni孔穴和Ni3 有碍于层状结构的形成。形成LiNi0 .8Co0 .2 O2 意味着Co代替部分Ni可抑制Ni孔穴的形成并有利于形成层状结构。部分Ni被Co代替减缓了容量的衰减。我们认为 ,Co替代能够抑制Ni孔穴的形成 ,从而原孔穴处的层状结构得到发育 ,抑制了容量的衰减。氧气流中制备的LiNi0 .8Co0 .2 O2 具有高的循环容量 ,约 190mAh·g-1。     

空料报警信号的转换及电路设计

在工矿企业,特别是水泥行业,与生料磨、水泥磨、煤磨等配套使用的物料输送及配比皮带,常因各种原因造成物料在下料口被卡住,出现物料配比失控或空磨现象.若处理不及时,则影响产品质量,且损伤生产设备.     

622镍钴锰酸锂烧结工艺实验研究

将Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2前驱体与碳酸锂以一定的比例混合,随后采用高温固相法制备LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2锂电池正极材料,研究升温速率、烧结温度和烧结时间对材料电化学性能的影响.实验研究显示,最终得出的最优工艺参数为烧结温度930℃、烧结时间10 h和升温速率3℃/min.在此工艺条件下,制...     

输煤皮带跑偏的原因及防治措施

输送皮带跑偏是皮带在输送物料过程中常见的现象,也是皮带输送机运行的难点之一.输送皮带跑偏会引起物料外撒,影响出力,并使输送皮带与机架、托辊支架相摩擦,造成边胶磨损,甚至可能引起输送带纵向撕裂,覆盖胶局部剥离、划伤等事故.     

微波法制备LiCoO2正极材料及其电化学性能研究

采用机械球磨和微波加热烧结方法研究了不同补锂量对锂离子蓄电池正极材料LiCoO2的物相结构、形貌及电化学性能的影响。对制得的不同锂钴比LiCoO2样品,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和恒电流充放电测试仪等进行检测,得出采用微波合成LiCoO2材料时最佳的补锂量为2.5%,室温下以20mA/g进行恒电流充放电,其首次充放电比容量分别为160.58mAh/g和153.44mAh/g,10次循环之后比容量为141.67mAh/g。     

锂离子电池正极材料Li[Li0.20Ni0.128CO0.136Mn0.536]O2的研制

采用共沉淀法得到前驱体M(OH)2(M=Ni、Co、Mn)后与氢氧化锂(LiOH·H2O)进行高温固相反应得到锂离子电池正极材料Li[Li0.20Ni0.128Co0.136Mn0.536]O2,并对该材料进行Al2O3包覆.通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和电化学测试手段对产物的结构、形貌以...     

锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2的改性研究

采用高温固相合成法制备锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13-x/3)Co_(0.13-x/3)Mn_(0.54-x/3)Cr_xO_2(x=0,0.01,0.02,0.03),其中合成的锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13-x/3)Co_(0.13-x/3)Mn_(0.54-x/3)Cr_xO_2(x=0.02)的粒径分布均匀、结晶程度极高和结构稳定性很好,在不同倍率0.1C、0.2 C、0.5 C、1 C和2 C下的放电比容量分别达到332.11、308.36、271.06、191.56、113.92 m Ah/g,并在0.1 C下循环50次后的放电比容量维持率为97%,所以少量Cr3+的掺杂对正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2的充放电比容量、倍率特性和循环稳定性等电化学性能更好。     

Co2+掺杂对磷酸钒锂电化学性能的影响

用XRD、透射电镜(TME)和电化学性能测试,研究了Co2+掺杂对正极材料磷酸钒锂[Li3V2(PO4)3]的影响。掺杂适量的Co2+不会改变Li3V2(PO4)3的单斜晶系结构,可稳定材料结构,改善高倍率充放电性能。在室温下、3.0～4.3 V充放电,Li3(Co0.03V0.97)2(PO4)3以0.1C放电的首次放电比容量为116.8 mAh/g,电流从0.1C增加到1.0C循环80次后,容量衰减率为16.5%;Li3V2(PO4)3的首次放电比容量为128.8mAh/g,80次循环后,容量衰减率为34.8%。循环伏安和交流阻抗测试表明:Li3(Co0.03V0.97)2(PO4)3的可逆性优于Li3V2(PO4)3。     

锂电池富锂材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54-x)Zr_xO_2(x=0,0.02,0.05,0.10)的电特性研究

富锂材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54-x)Zr_xO_2(x=0,0.02,0.05,0.1)是采用高温固相法合成,研究中采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)及电化学方法等手段进行了表征。实验结果表明,随着Zr含量增加,材料的晶胞参数发生较大变化,Zr的掺杂抑制了Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2高温合成时Mn3+的产生,有利于锂离子的可逆脱嵌,所合成富锂材料的粒径分布均匀,结晶性较佳。此外,电特性测试结果表明,Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.49Zr0.05O2富锂材料具有较佳的电性能,0.1 C下放电比容量达366 m Ah/g,循环100次后放电比容量保持率为96%。     

层状锰基材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的固相合成及电化学性能

采用液相共沉淀合成类球形锰镍钴氢氧化物前驱体,与锂结合生成Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2正极材料。用X射线衍射和扫描电镜对不同温度下合成的粉末样品进行了表征,并研究了材料的电化学性能。通过不同温度条件下烧结样品的晶胞参数及电化学性能研究发现:950℃下合成的样品阳离子排列有序度最好,同时电化学性能也最好。4.2 V首次放电比容量达到157.7 mAh/g,50次循环后仍保持在136.3 mAh/g以上。4.6 V首次放电比容量达到247.9 mAh/g。     

放电倍率对锂离子蓄电池循环性能的影响

通过对常温不同放电倍率的18650型锂离子蓄电池循环性能的测试表明,2C高倍率循环的锂离子蓄电池,300次容量衰减率为18.8%,而1C和0.5C放电倍率循环的电池容量衰减率分别为14.2%和10.5%。高倍率循环的Li-CoO2/石墨系锂离子蓄电池容量衰减严重。X射线衍射法(XRD)、透射电子显微镜法(TEM)、扫描电子显微镜法(SEM)分析表明,循环后的正极材料结构有明显的改变,负极表面膜增厚,导致Li 数量的减少及扩散通道阻塞,是引起锂离子蓄电池容量衰减的基本原因。     

球形Li[Ni0.8Go0.1Mn0.1]O2的合成及性能研究

采用氨配合氢氧化物共沉淀法合成了前驱体[N.0.8Co0.1Mn0.1](OH)2,并对其合成工艺进行了研究.经过高温焙烧制备了锂离子电池正极材料Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2,研究了焙烧温度对其形貌及性能的影响.实验表明,水浴恒温50℃同时氮气保护下,控制溶液DH=11.0.氨水与金属盐浓度比为0.5:1...     

LiCoPO_4正极材料掺Zn~(2+)及全电池特性

采用柠檬酸溶胶-凝胶法合成锌离子(Zn~(2+))掺杂的磷酸钴锂(LiCoPO_4)正极材料LiZn_xCo_(1-x)PO_4。XRD和SEM分析表明:少量Zn~(2+)掺杂不会明显改变晶格结构,且粒径变小、粒度更均一。充放电(3.0~5.1V)及高低温性能测试表明:Zn2+掺杂后,材料的比容量提高、循环性能改善,并有较好的高倍率及高低温放电性能。Zn~(2+)掺杂量为0.01时,首次0.1 C放电比容量为150.3 mAh/g,比纯相增加15%。1.0C、5.0C放电比容量分别为118.9mAh/g和67.1mAh/g。在40℃、0℃下的0.1C放电比容量分别为160.0mAh/g和37.8mAh/g。循环伏安及交流阻抗测试表明:少量Zn~(2+)掺杂使电荷转移阻抗减小,电化学可逆性增强。LiZn_(0.01)Co_(0.99)PO_4与Li_4Ti_5O_(12)组成的3.3 V全电池以0.1C放电,比容量可达135.3mAh/g。     

The Effects of Lithium and Oxygen Contents Inducing Capacity Loss of the LiMn2O4 Obtained at High Synthetic Temperature

Well-crystallized LiMn₂O₄ has been synthesized at different calcination temperatures using the melt-impregnation method. The lattice constant of LiMn₂O₄ increased with increasing calcination temperatures. Li/LiMn₂O₄cells calcined at lower temperatures (700–800°C) showed excellent cycling performances at room temperature. However, those cells calcined at higher temperature (850–900°C) exhibited abrupt capacity loss in the early stage and very poor cycle retention rate (>65%) after 50 cycles. It was considered that poor cycle performance of the spinels obtained at high temperature resulted from the lithium sublimation and oxygen deficiency during synthetic process. We found that above two factors, lithium sublimation and oxygen deficiency, were the commonly important factors to induce capacity loss in the Li/LiMn₂O₄ system, especially obtained at high synthetic temperature.