介孔硅酸锰镁可充镁电池正极材料的制备及其电化学性能研究

采用介孔二氧化硅MCM-41作模板和硅源, 合成了具有介孔结构的可充镁电池正极材料硅酸锰镁. 分别用XRD、SEM、TEM和氮气吸脱附测试研究了合成材料的介孔结构, 并通过循环伏安、恒电流充放电测试比较了介孔与无孔硅酸锰镁材料的电化学性能. 由于介孔材料活性表面较大, 可增加电解液与活性材料的接触, 使材料具有较多的电化学反应位. 因而, 与相应的无孔材料相比, 具有介孔结构的硅酸锰镁材料呈现出较低的充放电极化、较大的放电容量和较高的放电电压平台. 在0.25 mol/L Mg(AlCl₂EtBu)₂/THF 电解液中, 0.2 C(约62.8 mA/g)充放电速率下, 介孔硅酸锰镁材料首次放电容量可达到241.8 mAh/g, 放电平台为1.65 V ( vs Mg/Mg²⁺). 设计具有介孔结构的材料为提高可充镁电池正极的电化学性能提供了一条有效的途径.     

可充镁电池正极材料Mg_(0.75)Mn_(0.15)Fe_(1.1)SiO_4的制备及电化学性能

采用简单的熔盐方法,在KCl熔盐介质中800、900℃以及1 000℃不同烧结温度下制备了可充镁电池正极材料Mg0.75Mn0.15Fe1.1SiO4。经粉末X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试表明,随烧结温度升高,材料结晶性提高,颗粒粒径增大。将其作为活性物质制作成极片,以0.25 mol/LMg(AlCl2EtBu)2/THF为电解液,镁条为对电极,组装成CR2016扣式电池。在0.1 C(20.86 mA/g)下,800、900℃以及1 000℃温度下制备的材料第20次循环放电比容量分别达到了122.9、130.0、54.3 mAh/g。     

P(VdF-HFP)-PMMA聚合物电解质的研究

采用共混法制备了P(VdF-HFP)-PMMA聚合物电解质，PMMA与电解液有更好的相溶性。含PMMA45%的聚合物膜，20℃时电解液吸附量为260%，离子导电率为0.95mS/cm。以该膜和1mol/L LiPF6(EC/EMC)为电解质，LiCoO2为正极，碳纤维为负极的聚合物锂离子电池具有较小的界面电阻和电荷转移电阻，良好的循环稳定性（1/3C倍率循环35次，95%初始放电容量），和良好的倍率性能（2C倍率，73%初始放电容量）。     

锂硫二次电池之我见

因为理论能量密度高和硫资源丰富,锂硫电池成为目前研究的热点之一.锂硫电池反应历程复杂、中间产物多,众多理解和说法与锂离子电池不尽相同.为此,从硫正极、锂负极、电解质和电池四方面,作者简述了对锂硫电池中相关问题的理解和看法.正极材料大致可分为\"流动硫\"和\"固定硫\"两类,二者各有特色,后者基于固固转化反应机制,有利提升体积...     

汽车桥壳机械式胀形工艺改进

针对汽车桥壳机械式胀形工艺中存在的缺陷,提出一种采用椭圆形孔代替常用长孔,并在工艺孔中间设计一定角度的三角槽的改进工艺;通过理论分析、数值模拟和实验相结合的方法,研究改进后的工艺对桥壳应力应变分布和壁厚变化的影响。结果表明,椭圆形工艺孔管坯的轴向应力应变在过渡区域的集中程度显著降低,且壁厚减薄趋势减小;三角槽能够降低琵琶包内侧中点区域的应力应变和该区域的起皱程度。改进工艺提高了整体壁厚的均匀性,为桥壳的实际生产提供了参考依据。     

杯形件等温压扭复合成形模具失效分析及改进

为解决7A60铝合金杯形件等温压扭复合成形实验中凹模的早期失效问题,借助DEFORM有限元软件,从工艺特点、应力分布及模具结构等方面详细探讨和分析失效原因,应力集中、冷热循环热应力以及高温模具氧化是导致凹模转角处发生早期破裂的主要原因.基于\"未裂先分\"的方法对凹模结构进行改进,结果表明:模具改进效果较好,等效应力极值降低30%,有效避免了凹模的应力集中;杯形件成形效果较好,宏观上无明显缺陷,表层金属流线清晰可见.     

锂二次电池正极含硫复合材料的研究

采用聚丙烯腈与单质硫在一定条件下制备含硫复合材料,并利用蔗糖进一步对所得含硫材料进行碳包覆。采用XRD和SEM对该材料进行了表征。以碳包覆材料为正极活性物质,金属锂为负极制备锂二次电池,检验其充放电性能,并考察了碳包覆工艺过程对材料性能的影响。实验证明,经过碳包覆后的材料有较高的质量比容量和良好的循环稳定性。同时,通过组装硫基材料为正极、中间相碳微球材料为负极的全电池,初步考察了硫基正极新型锂电池的充放电特性。     

某型号十字轴精密成形工艺分析

目的研究十字轴闭塞式单向温挤压成形的可行性。方法根据十字轴的结构特点,确定了成形方案,并利用有限元技术对成形过程进行了数值模拟分析,然后结合物理实验对工艺可行性进行了验证。结果有限元分析和试验结果相吻合,锻件成形效果较好,没有出现充不满、折叠缺陷。结论采用闭塞式单向温挤压成形工艺,获得了满足尺寸要求的十字轴锻件,成形过程稳定可靠,成形工艺可行。     

咪唑类离子液体中镁的可逆沉积-溶出性能

采用循环伏安、恒电流充放电、X射线衍射、扫描电镜技术研究含有三氟甲基磺酸镁的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-2,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓双三氟甲基磺酰亚胺盐4种离子液体中镁的沉积与溶出行为以及沉积物的组成和形貌。结果表明:在咪唑阳离子基团中增加1-位碳上烷基链的长度和在2-位碳上引入甲基可以提高咪唑阳离子的还原稳定性,拓宽电解液还原电位窗口到-1 V(vs Mg RE);同时采用TFSI-阴离子可使电解液阳极氧化电位拓宽到3.1 V(vs Mg RE)以上;适量添加有机溶剂THF可增加Mg2+的还原-氧化峰电流,降低峰电位差,提高可逆性。     

多孔硅/碳复合负极材料的制备及电化学性能

以介孔二氧化硅SBA-15为硅源, 采用镁热还原法和化学气相沉积(CVD)法合成了具有莲藕状结构的多孔硅/碳复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸脱附法研究了原料配比, 混压方式以及反应温度对多孔硅物相组成和结构形貌的影响。多孔硅的最佳合成条件为: 镁粉过量20wt%, 原料经球磨混合均匀后直接在750℃下高温反应4 h。对多孔硅及多孔硅/碳材料进行了电化学性能测试, 在0.5 A/g电流密度下循环70次后仍保持1633.1 mAh/g的可逆容量, 并且在8 A/g下容量达到580.1 mAh/g, 表现出优异的循环稳定性以及倍率性能。