锂离子蓄电池负极材料石墨的改性与性能研究

采用机械球磨方法制备出锂离子蓄电池用石墨∕SnO改性负极材料。研究了不同SnO含量对材料结构及电化学性能的影响。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对改性产物的结构特性进行表征,并测试它们的电化学性能。XRD测试分析表明:改性产物保持了石墨的主体结构。电性能测试结果表明:适量的SnO有利于提高石墨材料的比容量,当SnO的加入量为16%(质量分数)时,改性石墨显示出较优的电化学性能,比容量从纯石墨的332mAh·g-1提高到696mAh·g-1,20周期循环容量下降14%,循环性能优于纯SnO(20周期循环容量下降68%)。由此可见以高电导率的石墨为基质,通过添加一定量的SnO对石墨进行改性,使其在石墨基质中形成高度弥散的SnO,SnO首次分解反应产生的Li2O阻止了Sn形成聚集体,改善了石墨或SnO单独作为电极材料时的性能。     

过渡金属氧化物Co3O4的嵌锂性能及其改性

采用机械球磨制备了一定粒度的锂离子电池负极材料Co3O4 。电化学性能测试结果表明Co3O4 首次嵌锂容量为 990mAh·g- 1 ,脱锂容量为 3 95mAh·g- 1 。通过添加石墨类材料对Co3O4 进行了改性研究。充放电测试表明 :通过长时间机械混合球磨处理后的一定粒度的改性材料首次脱锂容量可提高到 63 2mAh·g- 1 ,充放电循环 15周后 ,容量保持在 40 8mAh·g- 1 ,电化学性能优于单纯的Co3O4 。由此可见通过添加石墨类材料并进行机械球磨以改变材料的微观结构不仅可以提高材料Co3O4 的可逆容量 ,而且改善了其循环寿命。     

不同铝盐对LiMn2O4改性材料性能的影响

采用铝盐与尖晶石LiMn2O4的高温固相反应,制备出改性的尖晶石锂锰氧化物材料。对材料进行了XRD和SEM分析及电性能等测试。结果表明:改性材料均基本保持了尖晶石主体结构;材料表面形貌与铝盐阴离子根极性强弱有关,改性前的LiMn2O4在50℃下10次循环后,容量衰减率为24.4%,而由铝盐酸性后材料的在8.3%~16%,其中草酸铝对材料高温循环性能改善最为明显。     

锂离子蓄电池负极材料Co3O4的制备及性能

采用机械球磨制备了不同粒径的锂离子蓄电池负极材料Co3O4。经过长时间的机械球磨后材料混合均匀,颗粒尺寸被粉化至2.08μm。电化学性能测试表明随着球磨时间的不同,颗粒尺寸的细化,材料的首次嵌锂容量从945mAh/g提高到1018mAh/g,脱锂容量也由406mAh/g提高到632mAh/g。减小Co3O4粒度不仅可以提高Co3O4的可逆容量,而且改善了Co3O4的循环稳定性。过渡金属氧化物Co3O4作为锂离子蓄电池负极材料具有一定的应用前景。     

Zr(IV)在NaCl-KCl-K2ZrF6熔盐体系中的电结晶机理

熔盐电解精炼法是乏燃料后处理的一种重要方法,电沉积和结晶机理研究对U、Zr等金属分别回收具有重要意义。在高温熔盐三电极体系下,以铂丝作为研究电极、热解石墨坩埚作辅助电极、Ag/AgCl作为参比电极,采用循环伏安法和计时电流法开展研究。研究了温度为1023 K时Zr(IV)在NaCl-KCl-K2ZrF6熔盐体系中的电结晶成核机理,通过电化学理论分析和恒电位电解产物微观形貌分析得到锆晶核在铂电极上的成核机理为连续成核,成核长大机理为扩散控制的三维半球形螺旋生长机理。为电解精炼提纯金属锆以及乏燃料后处理的研究提供一定的参考。     

白银铜炉渣的微观组成及金属分布

通过对白银炼铜炉渣微观组成、性质的观察及物相分析，了解渣中铜的物相组成及金属的分布，以利于有价成分的回收。     

含铜炉渣的火法强化贫化

研究了白银炉钢精矿富氧自热熔炼渣在空气搅拌下,火法贫化的机理,讨论了碳质还原剂碎煤,硫化剂黄铁矿精矿及溶剂CaO含量等因素对渣含铜的影响．结果表明,尽管各因素互相作用,但影响渣含铜的关键变量是还原剂与硫化剂．在黄铁矿添加率为6．4％、碎煤添加率为0．8％、保持渣中CaO6％左右时．可使渣含铜降到0．41％．     

LiCoO2改性LiMn2O4的制备及性能的研究

采用高温固相法制备了改性LiMn2O4锂离子电池正极材料.利用TG-DSC、XRD、EDS和充放电测试等研究了LiCoO2的掺入对改性LiMn2O4的形成过程、结构及电化学性能的影响.结果表明:在850℃下热处理8 h,能够形成完整的尖晶石型LiMn2O4结构.当n(LiCoO2):n(LiMn2O4)为0.3时,10次循环后(55℃),改性LiMn2O4的容量保持率由LiMn2O4的89.9%提高到99.0%.     

Al-F复合改性LiMn2O4的结构和性能

通过固态反应制备了尖晶石型锂锰氧化物LiAl0.2Mn1.8O4-xFx锂离子电池正极材料,采用XRD、EDS等测试对其进行了表征,并测试了样品的电化学性能.结果表明,合成的LiAl0.2Mn1.8O4-xFx(0≤x≤0.3)样品为单一的尖晶石结构;随着F-含量的增加,晶胞参数增大;一定量的Al3 和F-复合改性提高了材料的比容量,增加了尖晶石结构的稳定性,改善了材料的高温循环性能.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的改性研究

为改善尖晶石LiMn2O4的循环性能，采用高温固相法合成了由Li2CO3改性的尖晶石锂锰氧化物，研究了Li2CO3添加量对LiMn2O4性能的影响。通过XRD，Rietveld精细XRD分析和模拟电池等方法对产物的结构和电化学性能进行了表征与测试。结果表明，部分Li进入到尖晶石LiMn2O4的晶格中，增强了材料充放电循环过程中的结构稳定性。随着Li2CO3量的增加，产物的循环稳定性增加。当Li2CO3的加入量为0．06摩尔比时，10次循环后的高温容量衰减由改性前的15％降低到6．8％。