LiFePO4纳米棒的合成与电化学性能

采用水热-固相二步法合成了纳米棒状磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料,并对晶体结构、形貌和性能进行了XRD、SEM、透射电子显微镜(TEM)和恒流充放电分析。利用水热法可合成纳米棒状磷酸亚铁[Fe3(PO4)2.H2O]前驱体,固相法可得到纯相LiFePO4纳米棒。在2.5~4.2 V充放电,产物的1.0C、5.0C放电比容量分别为125 mAh/g和104mAh/g,具有良好的高倍率性能。     

LiFePO4锂离子电池的高倍率充放电性能

研究了正极材料、正极面密度、导电剂含量及电极结构对18650型LiFePO4锂离子电池高倍率充放电性能的影响。当D50为1.92μm,比表面积为11.4 m2/g,正极面密度为2.8 g/dm2,导电剂含量为4.0%时,电池具有较好的加工性能和倍率性能。相比于单极耳结构,双极耳结构电池的内阻减小了50%,为14 mΩ左右,且分布集中;5.00C充电和15.00C放电时的表面温升很小。在2.0～3.8 V充放电,优化后的20.00C、30.00C放电容量分别为1.00C时的96.6%、86.1%,1.00C充电、10.00C放电,第300次循环的容量保持率为86.3%。     

2,3-吡啶二羧酸酐用于高电压锂离子电池电解液

将2,3-吡啶二羧酸酐(PDA)作为功能型添加剂加入电解液中,可拓宽电解液的氧化还原窗口,并先于溶剂在正负极表面形成保护膜。添加2.0%PDA后,钴酸锂/石墨全电池在85℃下存储18 h,厚度膨胀率从37.0%降低至8.4%;45℃下,以1.0 C在3.0～4.5 V循环600次,容量保持率从58.3%提升至84.9%;在45℃浮充测试中,含2.0%添加剂的电池78 d后厚度膨胀率仅为9.7%。过多的PDA会导致负极阻抗显著增加,出现析锂现象。综合考虑常温和高温性能,PDA添加质量分数建议为1.0%。     

碱性电解液中的添加剂对铝阳极行为的影响

铝阳极在碱性电解液中的析氢腐蚀严重、阳极利用率低.选择K2MnO4和[Ca3(C6H5O7)2 CaSnO3]作为4 mol/L KOH电解液的添加剂,研究它们对铝阳极行为的影响.结果表明:两种添加荆的引入均降低了析氢反应,使腐蚀电位负移,阳极利用率分别提高到81.0%(6.3 × 10-4mol/L K2MnO4)和56.3%[饱和Ca3(C6H5O7)2和CaSnO3各10.0 ml].     

具有协同电子结构和形貌调控功能的三元Co1-xVxP纳米针阵列在大电流下的析氢性能研究

制备具有大电流析氢性能的非贵金属电催化剂是一个巨大挑战.协同调控催化剂的电子结构和形貌能够增强其本征催化能力和增加活性位点,被认为是提高催化性能的有效方法.本文以具有协同电子结构和形貌调控功能的三元Co_1-xV_xP纳米针阵列作为碱性析氢的高效电催化剂.实验和理论计算结果表明,其优异的催化性能来源于物理化学性质的提高、活性表面积的增加及反应动力学的加速.此外,组装的(NF@Co_1-xV_x–HNNs(+)||NF@Co_1-xV_xP(-))电解池在1.58、1.75和1.92 V的电压下,能够分别得到10、100和300 mA cm^-2的电流密度.     

湿法回收废旧锂离子电池有价金属的研究进展

随着新能源汽车产业的发展,废旧锂离子电池数量急剧增加,从废旧锂离子电池中回收有价金属可有效缓解我国重要战略金属(Ni, Co, Mn, Li等)对外国的依赖度,解决废旧锂离子电池带来的资源浪费和环境污染问题.在众多回收技术中,湿法冶金回收被认为是目前最合适的回收技术.本文介绍了湿法回收技术的浸出工艺,对于不同类型的浸出剂进行了归纳总结,分析了各浸出剂的优缺点,其中采用“H₂SO₄+H₂O₂”体系回收有价金属,由于具有回收率高、反应速率快、不产生二次污染、对设备耐腐蚀性能要求低等优点,是现阶段公认的相对成熟的回收工艺.同时介绍了本课题组采用低共熔溶剂(DESs)浸出有价金属的最新研究进展,并提出未来废旧锂离子电池回收的研究方向和主攻重点.该文专为纪念和感谢陈清如院士为矿物加工,特别是干法选煤基础研究与技术开发所做的杰出贡献和终身成就而撰写,以此表达我们对陈清如院士的崇高敬意.     

MSnO3(M=Ca,Sr,Ba)的溶胶-凝胶法合成及性能

采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿结构的MSnO3(M=Ca,Sr,Ba)晶体.将其作为锂离子电池负极材料的活性物质,利用恒电流电池测试仪研究其电化学性能.结果表明:CaSnO3、SrSnO3和BaSnO3的首次放电容量分别为894.3 mAh/g、703.8 mAh/g和673.6 mAh/g,首次充电容量分别为418.3 mAh/g、257.8 mAh/g和224.8 mAh/g,不可逆容量损失分别达53.2%、63.3%和66.6%.     

ZnO:Sb3+纳米粉的制备及发光性能的研究

采用共沉淀法制备了六方纤锌矿结构的Sb3+掺杂ZnO纳米荧光粉,并系统研究了不同Sb3+掺杂浓度、不同煅烧温度和时间对其发光性能的影响.借助于XRD、SEM、荧光光度计等测试手段对粉体的相组成、形貌及其光致发光性能进行了表征.结果表明:掺杂Sb3+样品的粒度小于未掺杂样品的粒度,当Sb3+掺杂浓度小于3％时,ZnO:S...     

单分散纳米TiO2的合成及表征

以钛酸四丁酯为原料和三乙醇胺为形态控制剂,采用溶胶-凝胶-水热法可以简单快速地合成单分散的TiO2纳米粒子.研究了反应物料配比、凝胶形成温度、水热处理温度等反应条件对粒子粒径及分散性的影响.采用XRD和TEM等手段对粒子的结构与形貌进行了表征.结果表明,三乙醇胺与钛酸四丁酯物质的量配比为2:1,凝胶形成温度为100℃,水热处理温度为140℃时,所合成的TiO2粒子分散性最好.     

双层碳包覆LiFePO4合成和电化学性能研究

采用改进的固相碳热还原法通过两步包碳法制备了双层碳包覆的LiFePO4正极材料.用SEM、XRD等对其进行表征,并将其组装成纽扣式电池,测试了其电化学性能.结果表明通过对前躯体磷酸铁的碳包覆能有效控制产品双层碳包覆磷酸铁锂的颗粒大小,双层碳包覆不改变磷酸铁锂的晶体结构,0.1 C首次放电比容量为150.0 mAh/g,...