Al掺杂对Li_4Ti_5O_(12)结构及性能的影响

以金红石型TiO2、Li2CO3和Al2O3为原料,采用高温固相法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12和Li4AlxTi5-xO12(x=0,0.025,0.05,0.1,0.2,0.4)。利用X射线衍射仪、扫描电镜、半电池充放电测试和交流阻抗测试研究材料的物相、结构、形貌以及电化学性能。结果表明:Al掺杂不会改变Li4AlxTi5-xO12的尖晶石结构,但会导致材料颗粒尺寸增大;适当Al掺杂后,材料的循环稳定性和极化性能得到改善,充放电比容量和可逆比容量不同程度降低;Li4Al0.025Ti4.975O12具有最优的电化学性能,0.1C倍率下首次充电比容量达到156.7 mA.h/g。     

综合利用钛铁矿制备二氧化钛、钛酸锂和磷酸铁锂

以钛铁矿为原料,经机械活化-盐酸浸出得到水解钛渣和富铁浸出液;用H2O2将水解钛渣中的Ti配位溶出,得到配位浸出液,并以其为反应物制备纳米级片状的过氧钛化合物;该过氧钛化合物经洗涤、煅烧制备得到纳米级片状的TiO2,其纯度高达99.31%(质量分数)。将过氧钛化合物与Li2CO3混合,球磨后煅烧合成性能优良的锂离子电池负极材料Li4Ti5O12。以富铁浸出液为原料,经选择性沉淀制备含少量Al和Ti的FePO4.xH2O,并以其为前驱体制备了Al-Ti掺杂的LiFePO4。该LiFePO4在1C和2C倍率下的首次放电比容量分别达151.3和140.1(mA.h)/g,循环100次之后容量无衰减。该方法也可用于钛白粉副产品硫酸亚铁的回收利用,制备性能优异的LiFePO4。     

焙烧温度对Li2FeSiO4前驱体Li2SiO3性能的影响（英文）

以Li2CO3,HNO3,Si(OC2H5)4为原材料,采用溶胶-凝胶和高温焙烧法合成Li2SiO3;研究焙烧温度和回流系统对硅酸锂组分和性能的影响;利用TGA/DTA,XRD,SEM和粒径分析等手段对样品进行表征;采用Li2SiO3和Fe2C2O4.2H2O固相反应制备Li2FeSiO4。XRD结果表明,在溶胶-凝胶制备过程中使用回流系统能减少Li2SiO3样品中Li2SiO5和Li4SiO4杂质。焙烧结温度对Li2SiO3的性能有重要的作用,当温度为700℃时,Li2SiO3前驱体材料样品纯度为97%,并具有良好的形貌;它是由粒径为1～3μm的一次粒子组成,一次粒子束形成疏松、多孔的团聚体。     

Effect of annealing treatment on electrochemical property of LiNi0.5Mn1.5O4 spinel

LiNi0.5Mn1.5O4 was prepared under different cooling conditions. The electrochemical properties of LiNi0.5Mn1.5O4 prepared under different cooling conditions were investigated. The results show that LiNi0.5Mn1.5O4 synthesized with or without annealing treatment has similar X-ray diffraction patterns that can be indexed to cubic spinel structure. The mass loss occurring above 650℃ during the heating process can be mostly gained during the cooling process. LiNi0.5Mn1.5O4 synthesized with an annealing treatment exhibits almost one voltage plateau at around 4.7 V and higher capacity with a quick fading upon cycling, whereas LiNi0.5Mn1.5O4 synthesized without annealing treatment shows two voltage plateaus at around 4.1 and 4.7 V and superior capacity retention upon cycling both at rates of 1/7C and 1 C, though the capacity is not high.     

钴酸锂的再生及其电化学性能

采用提取的含少量Co3O4的LiCoO2为原料,在不同温度下合成正极材料LiCoO2,烧结时间为12 h,并采用XRD和SEM技术研究合成的LiCoO2的晶相结构与微观形貌。结果发现:烧结温度对LiCoO2的晶体结构影响较大,烧结温度越高,LiCoO2的层状结构发育越完整。循环伏安曲线很好地反映了再生LiCoO2的脱/嵌锂行为。将LiCoO2样品做成电池进行电化学检测,结果发现,烧结温度为850℃的样品首次放电容量为151mA.h/g,30次循环之后,放电容量仍有141mA.h/g,表现出良好的电化学性能。     

薄壁金刚石钻头的研制和在电熔锆刚玉耐火材料中的应用

电熔锆刚玉砖具有高硬度、耐高温、耐磨损、抗腐蚀等特点,因而成为玻璃熔窑的关键筑炉材料.文章通过复合电镀方法研制和生产薄壁金刚石钻头.在研制过程中,对金刚石钻头的胎体配方进行了优化,确定了电镀工艺参数,分析了金刚石参数等对钻进过程的影响,采用混目金刚石扩大了钻头的适用范围,提高了钻头的自锐性.研制的电镀薄壁金刚石钻头用于钻进锆刚玉砖耐火材料,其平均使用寿命达到6m,钻进时效为1.5m.使用结果表明胎体配方、工艺流程和电镀参数是合理的,电镀金刚石薄壁钻头是最适合钻进电熔锆刚玉砖的金刚石工具,加工后的锆刚玉砖具有精确的几何形状和高光洁度的表面.     

制备过程pH值对FePO4·xH2O及LiFePO4性能的影响

以FeSO4·7H2O,H3PO4,H2O2和NH3·H2O为原料合成FePO4·xH2O前驱体,考察制备过程溶液pH值对合成FePO4·xH2O前驱体性能的影响;将Li2CO3,FePO4·xH2O和乙炔黑球磨混合,通过低温固相反应合成LiFePO4.用X射线衍射和扫描电镜对FePO4·xH2O和LiFePO4进行结构和表面形貌表征,研究不同pH值条件下合成的FePO4·xH2O前驱体为原料对制备的LiFePO4电化学性能的影响.结果表明溶液pH值1.5时制备的FePO4·xH2O中含有少量Fe(PO4)2(OH)2杂质.当pH分别为2、3、4和5时,合成的FePO4·xH2O均为纯相.pH值为2左右合成的FePO4·xH2O前驱体制备出的LiFePO4具有良好的电化学性能;其振实密度达1.11 g/cm3.     

LiFePO4包覆LiCoO2的结构及性能

采用固相法在锂离子电池正极材料LiCoO2表面包覆一层LiFePO4;研究了LiFePO4包覆量对材料性能的影响;采用X射线衍射仪和扫描电镜分析样品的晶体结构和表面形貌.研究结果表明:样品具备LiCoO2的α-NaFeO2型层状结构,但随着包覆量的增加,XRD衍射谱显示样品存在多种杂相;合成的样品电化学性能良好,当LiFePO4的包覆量为1%时,在室温下以0.1C倍率充放电,首次放电比容量达145.9 mA·h/g,纯相LiCoO2放电比容量为146.2 mA·h/g.样品采用1C倍率放电时,首次放电比容量达138.9 mA·h/g,循环性能较好,经过20次循环放电比容量仅衰减4.97%.     

锂离子电池电解液过充添加剂的行为

制备了3种1 mol/L LiPF6电解液,溶剂组成分别为:1)碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯;2)碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯和4%联苯;3)碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯和4%环己基苯.采用线性电压扫描法、锂循环效率法、锂离子电池的循环性能法和3 C倍率过充的方法测试了联苯与环己基苯电解液过充添加剂的行为.结果表明:环己基苯是一种较实用的锂离子电池电解液过充添加剂,环己基苯的电化学稳定性比联苯的高,环已基苯的氧化电势为4.72 V(vs Li/Li ),联苯的为4.54 V(vs Li/Li );以1 mA电流循环20次后,联苯的铂电极锂循环效率为15.7%,环己基苯的为59.3%;锂离子电池以1 C循环150次后,环己基苯的容量保持率为88%,联苯的为76.3%.环己基苯与联苯添加剂都改善了锂离子电池的耐过充性能,且两者的效果十分接近.     

三峡永久船闸导垂孔施工用电镀金刚石钻头的研制

为了满足导垂孔施工孔径大、垂直精度高（扎斜允许偏差在1‰以内）的要求,本文采用复合电镀技术研制出大口径会刚石钻头,所用胎体材料为镍钴合金,钻进金刚石的品级为MBD8、MBD10,其中MBD10占总量的60％,金刚石粒度分别为40／45、45／50、50／60、60／70,各种粒度的比例（质量比）分别为20％、30％、35％、15％。电镀金刚石钻头在室温下进行,pH值在3～5之间,电流密度在0．5—0．9A／dm^2范围内。文章还提出了基体设计和强化方案,分析了钢体、金刚石参数、胎体对钻进过程的影响,采用混目金刚石扩大了钻头的适用范嗣,提高了钻头的自锐性。使用结果表明：胎体配方、工艺流程、电镀参数和钢体强化没汁是合理的,研制的电镀金刚石钻头在二峡永久船闸倒垂孔钻进中,其平均使用寿命达到16米,钻进时效为0．3～0．5m．