锂离子电池正极材料LiCo0.5 Ni0.5 O2的颗粒生长研究

用高温固相反应合成了性能优良的LiCo0.5Ni0.5O2,并研究了合成过程中LiCo0.5Ni0.5O2的颗粒生长过程.LiCo0.5Ni0.5O2的粒径随预热温度、锂用量、焙烧温度和时间的增加而增加,不同合成条件下材料的粒径与生长时间呈对数线性关系.     

响应面法优化黄原胶发酵生产培养基

通过单因素实验确定了黄原胶发酵生产培养基的主要成分,采用Box-Behnken Design响应面法确定了培养基各成分浓度:蔗糖浓度为4.66%,黄豆粉浓度为0.50%,碳酸钙浓度为0.33%时,发酵液中黄原胶浓度达到2.18%,黄原胶产量比优化前提高了80.16%。     

氧气中嵌氧生成LiMn2O4的动力学

为了得到氧气中嵌氧生成LiMn2O4的动力学方程，用TG、XRD和H—E积分方程研究氧在其分解产物中的嵌入过程。1373～1243K的嵌氧反应为3LiMnO2 Mn3O4 (1—3δ／2)O2(g)—→3LiMn2O4—δ(Tetragonal)和LiMn2O4—δ(Tetragonal) δ／2O2(g)—→LiMn2O4(Cubic)，属生成核生长控制，活化能为-166．330kJ/mol。1243～1146K的嵌氧反应为LiMn2O4—δ(Tetragonal) δ／2O2(g)—→LiMn2O4(Cubic)，属于成核生长控制，活化能为-140．357kJ／mol。由H—E积分方程得到的动力学参数与、之间存在明显的动力学补偿效应。     

化学沉淀法制备掺杂磷酸铁锂的结构和性能研究

用化学沉淀法制备了Mg^2＋、Al^3＋、Ti^4＋、V^5＋和Ni^2＋掺杂的磷酸铁锂，用恒电流充放电方法测量掺杂LiFePO4的充放电性能，用x射线衍射和里特沃尔特方法表征了掺杂LiFePO4的晶体结构。研究表明，少量金属离子掺杂能有效地提高LiFePO4的大电流放电性能，其中Li1-xTixFePO4、Li1-xVxFePO4和Li1-xNixFePO4以2C速率充放电时，放电比容量在120mAh／g以上，循环20次后容量保持率在80％以上。主要原因是掺杂金属离子以固溶体形式存在，并占据锂的位置，改变了晶体中原子间距离和位置，引起晶胞收缩和Li-O原子间平均距离增加，形成了有利于锂离子脱嵌的结构。     

LiCo0.5Ni0.5O2的恒流电压模型研究

为了得到LiCo0.5Ni0.5O2的恒流电压模型,用高温固相反应合成了LiCo0.5Ni0.5O2,并用修正的Frumkin模型研究了它的充放电过程。修正的Frumkin模型可以较好地描述恒流充放电循环过程中LiCo0.5Ni0.5O2的电压行为,模型参数E1/2、a和g反映了充放电过程中材料结构和反应可逆程度的变化。随电流和循环次数的增加,充电过程的E1/2、a和g也增加,但放电过程的E1/2减少。     

硫酸-糖蜜酒精废液浸出锰矿的工艺研究

采用糖蜜酒精废液为还原剂,研究了在硫酸介质中直接浸出锰矿中Mn的新工艺.考察了糖蜜酒精废液用量、硫酸浓度、反应温度、浸出时间和锰矿粒度大小等因素对Mn,Fe和Al浸出率的影响,并对浸出过程进行了探讨.结果表明,当糖蜜酒精废液用量增加时,Mn的浸出率增加,Al的浸出率基本不变,但Fe的浸出率有所下降;提高硫酸浓度、或提高反应温度、或增加浸出时间,Mn,Fe和Al 浸出率均增加;锰矿粒度越小,Mn 越容易被浸出.在糖蜜酒精废液与锰矿比为2.2 mL·g-1,H2SO4 浓度2.35 mol·L-1,90℃,120 min,锰矿粒度为＜ 0.147 mm的条件下,Mn的浸出率达到 94.9 %,而Fe为34.7 %,Al仅为23.6 %.     

铜（Ⅱ）掺杂Li3V2（PO4）3/C的结构与性能

用一步碳热还原法制备了Li3V2-xCux(PO4)3/C(x=0.00、0.02、0.05、0.08、0.10、0.15)复合正极材料,并研究了掺杂对材料结构、微观形貌、充放电性能的影响。结果表明掺杂少量铜(Ⅱ)不会影响材料Li3V2(PO4)3的基本结构,但会在Li3V2(PO4)3中形成电子缺陷,提高晶体内部原子的无序化程度,降低极化和电荷转移电阻。从而改善材料的电化学性能。Li3V1.98Cu0.02(PO4)3/C的10 C放电容量比Li3V2(PO4)3/C提高了20 mA.h/g,具有较好的倍率性能。     

硫化氢在磷酸溶液中溶解度的实验研究

在用过量的五硫化二磷净化磷酸的工艺中,为确定五硫化二磷的最佳投加量和净化的工艺条件,采用气相单循环法,测定了常压下不同温度和不同硫化氢分压下硫化氢气体在磷酸溶液中的溶解度数据。结果表明,在实验范围内,硫化氢的溶解度随温度的升高和磷酸浓度的增加而降低,随硫化氢分压的增加而增加,且呈线性关系,符合一般气体的溶解度规律。用I.H.Cho模型对溶解度数据进行了关联和计算,关联式的显著性水平达0.01,实验值与理论值的平均偏差为1.60%。该结果对磷酸的净化工艺有一定的指导意义。     

LiCo0.5Ni0.5 O2的恒流充放电容量模型研究

为研究LiCo0.5Ni0.5O2的充放电容量和电流间模型,用高温固相反应合成了性能优良的LiCo0.5Ni0.5 O2,用一维扩散控制方程Q=Qm-(I2/3·D)·I描述了LiNi0.5Co0.5O2的充放电容量与电流的关系,并用该模型计算了最大可逆容量和扩散系数.恒电流充放电过程的扩散系数和最大可逆容量随循环次数的增加而降低,且与循环次数间存在对数线性关系.     

气氛对LiMn2O4中氧脱出和嵌入的影响

用热重(TG)和X射线衍射(XRD)对比研究了气氛对LiMn2O4中氧脱出和嵌入的影响.TG和XRD说明在氧气和空气气氛下LiMn2O4中的氧能可逆地脱出和嵌入,而在氩气中却不能.提高气氛的含氧量有利于抑制加热中LiMn2O4氧的脱出,促进冷却中氧的嵌入.气氛对氧脱嵌过程的相变有显著的影响.