用铁粉制备电池级材料磷酸铁的试验研究

研究了一种电池级材料FePO_4前驱体的制备方法。以铁粉为铁源、磷酸为磷源;加入过量磷酸促进铁粉溶解完全,同时为反应体系提供酸性环境,并在反应体系中循环使用;铁粉溶解后,加入双氧水将二价铁氧化为三价铁,再用水调节体系pH使析出水合磷酸铁;煅烧水合磷酸铁得到无水磷酸铁。XRD和SEM分析结果表明:所制备的FePO_4结晶度高,颗粒分散均匀,形貌规整;制备过程中无杂质产生,产品纯度高,工艺节能环保;产品中铁质量分数为36.37%,磷质量分数为20.86%,铁磷物质的量比为0.97,达到电池级FePO_4质量要求。     

不同碳源制备LiFePO_4/C复合正极材料

分别以乙炔黑和蔗糖为碳源用固相碳热还原法制备了两种不同碳含量的LiFePO_4/C正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对合成材料进行了表征,通过恒流充放电和循环伏安测试研究了材料的电化学性能。结果表明:所合成的LiFePO_4均为纯相,但是用蔗糖的样品颗粒更细小,电化学性能明显优于用乙炔黑的样品,其中含碳9.3%的样品0.1、1C倍率下的放电比容量分别为139、116mAh/g,且循环性能良好。     

碳化分解法制备电池级碳酸锂的研究

以工业级Li2CO3为原料,采用碳化分解法提纯制备电池级纯度Li2CO3。研究了碳化时间、固液比和CO2气体流速3个因素对Li2CO3提纯过程中纯度、产率以及杂质钙镁铁去除效果的影响。最佳工艺条件为碳化时间30min,固液比1∶30,CO2气体流速4L/min。结果表明,通过碳化分解法可使粗级Li2CO3产品的纯度由90%提高到99.75%以上,产率达到78%以上,满足了电池级Li2CO3的要求。     

合成温度与时间对尖晶石LiMn2O4性能的影响

采用高温固相合成法制备尖晶石LiMn2O4锂离子电池正极材料,研究合成温度与合成时间对尖晶石LiMn2O4晶体结构和电化学性能的影响。结果表明,尖晶石LiMn2O4晶体结构和电化学性能随合成温度和时间的增加而提高,但合成时间超过24h后对材料结构与性能的影响不大。     

稻壳制备硅/碳复合材料及储锂性能

作为一种储量丰富的农业废弃物,稻壳的高附加值利用具有重要意义。以稻壳为原料,通过空气氧化、镁热还原和酸浸得到硅/碳复合材料,探讨了复合材料的组成结构以及作为锂离子电池负极材料的电化学性能。结果表明:硅/碳复合材料中的硅为晶体纳米颗粒,分布在无定形炭基质中;稻壳的氧化增加了硅/碳复合材料中硅的含量和复合材料的比表面积,从而增加了复合材料的容量,但首次库伦效率较低;硅/碳复合材料中的碳可以抑制硅的体积变化,改善循环性能。含碳8%的硅/碳复合材料,首次充电容量758.5mAh/g,30次循环后充电容量保持率为78.7%。     

锂离子电池电解质六氟磷锂的制备技术

结合国内外对锂离子电池电解质六氟磷锂的研究,介绍了六氟磷锂4种制备方法的研究进展,即气-固反应法、HF溶剂法、配合物法和溶液法,并总结了各方法的优缺点,其中,配合物法和溶液法以其方便快捷等优点成为未来六氟磷锂制备技术的发展趋势。     

直流电弧等离子体法制备纳米材料的研究进展

纳米材料由于具有特殊的光学、力学、磁学、电学、超导、催化等特性而被广泛应用于电子、机械装置、药物传输、催化剂等众多领域。直流电弧等离子体法是一种制备高纯度纳米材料的有效手段,通过在两电极之间的电弧放电产生高温,使反应室中的气体变为等离子体态,原材料蒸发分解成气态原子,过饱和的蒸汽流动到反应室中温度较低的部位,并重新成核生长成所需的纳米粒子。使用直流电弧等离子体法制备纳米材料具有操作简单、成本低、合成速度快、产物纯度高、环境友好等优点。在电弧法制备纳米材料的过程中,改变相关实验参数,会对产物的粒径、形貌等特性产生影响;特别是在制备碳纳米材料时,改变实验条件还会得到如碳纳米管、石墨烯、碳纳米角等不同形貌的碳纳米材料。因此,需要从纳米颗粒的生长机理入手,找到不同纳米材料的最佳合成条件,实现其可控制备。如今,电弧法制备纳米材料的研究重点已由单纯的制备方法研究发展到深入分析其机理与探究可控合成的工艺条件,从而实现粒径可控、颗粒分布均匀纳米材料的规模化制备。此外,电弧法相比其他方法具有独特的优点,探索用电弧法制备新型纳米材料也是目前研究的焦点。近年来,使用电弧法制备纳米材料取得了众多成果。在碳纳米材料领域,不但实现了富勒烯、碳纳米管的制备,而且实现了高品质单层石墨烯和碳纳米角的制备。在金属纳米材料领域,制备出了高品质的纳米银粉和镍粉等。此外,难熔金属由于熔点高,使用其他方法难以制备出相关种类的纳米材料。而电弧区温度可以达到104K,使用电弧法可制备出Mo、Cr、V、W等多种难熔金属的纳米材料。在陶瓷纳米材料领域,成功制备了SiC、TiC等高性能陶瓷纳米材料。实现电弧法可控制备纳米材料需要对纳米颗粒的形成及生长机理进行深入探究,相关工作也在不断推进。最近,研究者们使用数值模拟等辅助手段来模拟电弧过程,可以得到电弧区的温度、压力、速度分布情况,模拟的实验结果对解释纳米材料的生长机理起到非常重要的作用。本文主要介绍了使用直流电弧等离子体法制备碳纳米材料、金属纳米材料及陶瓷纳米材料的研究进展,并对纳米粒子的形成机理做了深入分析;阐述了电弧等离子法制备纳米材料存在的问题,并提出了相应的解决策略;最后,对电弧法制备纳米材料向着大规模、低成本可控制备的发展进行了展望。     

电动自行车及其电池

电动自行车作为一种新型的交通工具,越来越受到人们的欢迎.综述了电动自行车及其电池的现状和前景,指出了电动自行车发展过程中存在的一些问题,并提出了一些个人看法.     

锂离子电池正极材料LiCrxMn2-xO4的合成及性能研究

采用Pechini法制备了尖晶石LiCrxMn2-xO4正极材料,并用X射线衍射仪、扫描电镜、充放电测试等手段研究了其晶体结构、表观形貌和电化学性能.结果表明,该法制备的尖晶石LiCrxMn2-xO4(0≤x≤0.1)正极材料为单一尖晶石结构,形貌较好,粒径分布均匀;晶胞参数随着Cr含量的增加而减小,但是Cr掺杂量对于产物的相结构和晶体形貌影响不大;Cr含量的增加使得LiCrxMn2-xO4的比容量减小,但却提高了尖晶石结构的稳定性和循环性能.     

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的研究进展

磷酸铁锂正极材料因其优良的电化学性能,被认为是最具应用前景的锂离子电池正极材料之一。但由于其导电率低和锂离子扩散速率慢等问题,一直制约其发展。本文阐述了磷酸铁锂的晶体结构、充放电原理以及电化学反应模型,回顾了近年来国内外对于改善磷酸铁锂的电化学性能所进行的研究,重点介绍了离子掺杂、碳包覆以及材料纳米化等改性方法对锂离子电池磷酸铁锂正极材料的影响以及目前仍然存在的问题,最后展望了该领域的发展趋势,指出继续进行深入的理论研究和进行工艺改进将是今后重点的研究方向。