化学沉淀法去除硫酸锰溶液中K^(+)和Na^(+)的应用研究

研究探讨了化学沉淀法在去除硫酸锰溶液中的K^(+)和Na^(+)的应用效果。实验采用工业硫酸锰溶液作为研究对象,分析了Fe_(2)(SO_(4))_(3)的剂量系数和不同pH对去除率的影响。实验结果表明,当反应温度为80℃、反应时间为2 h、Fe_(2)(SO_(4))_(3)的用量系数为1.2 R、pH为2.0时,K^(+)、Na^(+)的去除率最高,均超过98%。这一结果说明,化学沉淀法在去除硫酸锰溶液中的杂质离子方面,表现出了高效性和可行性,对于提升硫酸锰产品的纯度具有重要的实际应用价值。

基体温度对悬浮液等离子喷涂TiO_(2)涂层性能的影响

采用悬浮液等离子喷涂技术(SPS),在不同基体温度下成功地制备了TiO_(2)涂层。通过研究基体温度对TiO_(2)涂层光催化性能及机械性能的影响,探究适合TiO_(2)光催化涂层的最佳基体温度。通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、同步热分析仪、紫外-可见光谱仪等,对TiO_(2)涂层微观形貌、物相组成、光吸收性能进行了详细分析;通过光催化测试、结合强度测试和划痕测试,深入研究了基体温度对涂层光催化性能及机械性能的影响。研究结果表明:随着基体温度由250℃降到110℃,涂层的锐钛矿含量逐渐增加了15%,间接带间隙减小了0.5 eV,同时可见光吸收强度显著提高;在可见光照射下,亚甲基蓝去除率增加了11%;随着基体温度的降低,涂层的机械性能有所减弱,结合强度降低了12.28 MPa,划痕试验的正常临界载荷减小1.77 N。该研究为选择TiO_(2)光催化涂层最佳基体温度提供了重要依据。

ETPTA复合PVDF-HFP基聚合物固态电解质膜的制备与性能研究

固态电池因其优异的性能备受关注,但是与传统的液态电池相比,离子传输能力偏弱,原因是固-固界面离子传输困难。本文制备了以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为基的固态电解质膜,并探究PVDF-HFP和增塑剂乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)质量比为1.0∶0.3、1.0∶0.4、1.0∶0.5时对电解质膜离子传输的影响,并组装成以磷酸铁锂为正极、锂片为负极的固态电池,研究其电化学性能。研究发现:当PVDF-HFP和ETPT质量比为1.0∶0.4时,锂离子迁移数达0.89,电化学窗口可达4 V,离子电导率达到8×10^(-5)S/cm,表现出良好的稳定性。将质量比为1.0∶0.4的电解质膜装配成固态电池,经过激活之后,首先在0.1C的倍率下进行测试,首圈充电比容量为133 m A·h/g,首圈放电比容量为129 m A·h/g,在20圈循环测试后,放电比容量也能保持在120 mA·h/g以上,容量保持率为92%。

不同烘干温度下PVDF-HFP基准固态电解质的制备与性能研究

固态电池因其优异的性能备受研究人员关注。由于目前大多数研究中电解质膜的制备时间较长,因此,本文采用提高制作温度的方法来缩短制备时间。本文制备了以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为基的固态电解质膜,并探究60、70和80℃等3种不同烘干温度对电解质膜电化学性能的影响,在此基础上,组装以磷酸铁锂为正极、锂片为负极的固态电池,研究固态电池的充放电性能。结果表明:在80℃烘干条件下电解质膜表现出优异的电化学性能,锂离子迁移数达到0.53,离子电导率达到3.26×10^(-4)S/cm;组装的磷酸铁锂电池在0.1C下首圈充电比容量为137mA·h/g,首圈放电比容量为129mA·h/g,循环20次后,充放电效率为94%,具有较好的循环性能。

PVDF-HFP与LATP不同配比对固态电解质膜的影响

液态电解质锂离子电池因其潜在的安全性问题,发展新的固态电解质锂离子电池是目前所研究的热点。磷酸铝钛锂(Li_(1.5)Al_(0.5)Ti_(1.5)(PO_(4))_(3),LATP)是一种NASICON型陶瓷材料,由于其空气稳定性和较好的Li^(+)导电性而备受关注。然而,为了达到良好的离子导电性并降低晶界阻抗,LATP需要950℃以上的高温来实现致密化,这对于大规模应用来说耗时且昂贵。本文使用简单的溶液浇铸法,通过将LATP嵌入共聚物PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯)基体,合成新的复合固态电解质膜。在此基础上,以磷酸铁锂(LiFePO_(4))为正极,使用PVDF-HFP/LATP复合固态电解质膜进行电池组装。在室温下,利用X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对不同质量比的固态电解质膜进行物理特性研究,并进行相关电化学测试。结果表明,PVDF-HFP/LATP质量比为5∶1的复合固态电解质膜,其LATP的NASICON型晶体结构得到了很好的保持;制备的聚合物固态电解质膜具有阻燃性;组装的半电池在常温条件下锂离子迁移数达到0.70。全电池在20次充放电循环下,放电比容量保持率为85%。

NiCoCrAlYTa涂层/镍基单晶高温合金界面再结晶

采用低压等离子喷涂技术在镍基单晶高温合金上制备了NiCoCrAlYTa涂层,通过不同的真空热处理和预处理制度研究其对涂层/镍基单晶界面的影响。结果表明,1080℃真空热处理界面扩散带均产生胞状再结晶体,而1000℃和850℃无再结晶产生。预处理时喷砂压力大于0.2MPa,在1080℃,6h热处理后再进行850℃,24h时效处理界面扩散带均产生再结晶体,无喷砂时无再结晶产生。同时热处理后界面处出现元素的相互扩散及富Ta的Ni2Ta和Cr2Ta相,Ta在胞状晶内偏聚。

高电位LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备出了4.55 V高电位材料LiNi0.5Mn1.5O4.利用扫描电子显微镜(SEM)观察样品的微观形貌及粒径,用X射线衍射仪对产物进行晶体结构分析,高精度电测试仪对半电池进行充放电和循环性能测试.结果表明,高电位LiNi0.5Mn1.5O4正极材料为尖晶石结构,粒度范围100 nm^2.5μm,颗粒的轮廓较为清晰,晶体结构为立方晶系,Fd3m空间群.电特性测试表明:半电池电压范围3.45 V^4.6 V之间,出现了2个充放电平台.在0.1C倍率下循环12次后其充放电效率保持率在81%左右.

低压等离子喷涂NiCoCrAlYTa涂层高温抗氧化性能

采用低压等离子喷涂技术在镍基单晶高温合金上制备了NiCoCrAlYTa涂层,研究了不同功率参数制备的涂层在900℃175h氧化后的特性,探讨了该涂层的氧化和退化机理。结果表明,3种功率制备的涂层都达到完全抗氧化级水平,其平均氧化速率分别为0.01g/m2.h、0.01g/m2.h和0.0026g/m2.h,但不同涂层的氧化行为有所不同。3种试样氧化后表面形成了大量的θ-Al2O3,并在涂层表面发生选择性氧化。X衍射分析表明,涂层发生了退化。

不同配比的复合导电剂对LMO锂电池性能的影响

导电剂使电池有良好的倍率放电性能,是锂离子电池不可或缺的关键材料之一,研究以常规导电炭黑做导电基底,探究添加导电石墨、碳纳米管和活性碳对LMO电池性能的影响.结果表明:在常规导电基底中加入50%的导电石墨,33.3%的碳纳米管,16.7%的活性炭的复合导电剂比常规导电剂组的实际比容量高出12 mAh/g;碳纳米管对实际比容量指标的影响最大,其次是活性炭,再次是导电石墨;循环次数在30次时,加入复合导电剂的电池容量保持率在90%以上,而加入常规导电剂的电池容量保持率下降到71%,不加任何导电剂的电池容量保持率只有55%.

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Fe_xMn_(1.5-x)O_4的电化学性能

以醋酸锂、醋酸锰、醋酸镍、草酸铁为原料,采用溶胶凝胶法制备出了4.6 V高电位材料LiNi0.5-FexMn1.5-xO4。合成化学计量比为n(Li)∶n(Mn)∶n(Ni)∶n(Fe)=1.3∶1.5-x∶0.5∶x(x=0,0.02,0.03,0.04)。在空气条件下于450℃下煅烧6h,再于800℃下烧结18h。对合成的材料用X射线衍射仪分析晶体结构和用扫描电镜(SEM)观察微观形貌,对电池进行首次充放电测试和循环效率测试。实验结果表明,LiNi0.5FexMn1.5-xO4三元正极材料为立方晶系,Fd3m空间群。以其为正极材料组装的锂离子电池在x=0.03时,充放电比容量为126mA·h·g-1。

LiMn_2O_4石墨烯包覆及掺杂Mg^(2+)的研究

使用Mg2+掺杂LiMn2O4获得黑色正极材料,并用石墨烯进行表面包覆处理,获得掺杂、包覆锂离子电池正极材料,用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)、倍率充放电对材料进行表征。实验结果表明:掺杂Mg2+材料为尖晶石结构,结晶度增加;表面为球形结构,增强电池安全性;包覆材料的电池大电流充放电性能增加,可逆比容量增加;在倍率充放电电流为0.2C时,包覆质量分数为2%的石墨烯(GO)放电比容量为107mAh/g。包覆材料改善了电池的循环性能,在倍率充放电电流为0.2C时,54次循环后,其可逆比容量为92mAh/g,容量保持率为92.12%。

TiO_2对硫正极材料导电性能的影响

单质硫导电性问题是提高锂硫电池性能的关键。通过添加TiO2对锂硫电池正极材料单质硫的导电特性进行研究,探索不同比例TiO2添加剂对单质硫电化学性能的影响,并采用XRD、SEM、粒度分析仪对电池材料物相、颗粒形貌和粒度分布进行表征。结果表明,用高精度电池性能分析测试系统等对正极材料、电池进行分析,可得到添加剂放入的合适比例。

基于均匀化方法的水基铝合金除腊剂研制

为替代昂贵的外资品牌除蜡剂,采用均匀化设计的方法,制备出一种新型的水基除腊剂.通过外观、pH值、清洗能力、腐蚀性能和硬水中的稳定性的检测,结果表明:该除腊剂橙色透明,无刺激气味,清洗能力达99%,对铝合金基体极低的腐蚀性和良好的硬水稳定性,完全可以替代外资品牌除蜡剂.

化合法制备氟铝酸钾钎剂的研究

采用化合法制备了氟铝酸钾钎剂,对所制备的钎剂进行了DSC-TG分析,并进行了XRD测试,与熔炼法、机械研磨法、烧结法和水调法所制备的同类钎剂进行了对比。结果表明,化合法制备的钎剂熔点最低、钎焊性最好。

锂离子电池正极材料LiLa_x Mn_(2-x)O_4的高温固相合成及其电化学性能

以LiAc,MnAc2和LaCl3为原料,通过高温固相两段烧结合成法制备了4种LiLaxMn2-xO4(Fx,x=0,0.02,0.04,0.06),其结构和形貌经XRD和SEM表征。结果表明,LiLa0.02Mn1.98O4(即F0.02)为纯尖晶石结构,表面形貌为球形。采用活性炭为导电剂制备了Fx的锂离子电池正极材料(Ex),并用循环伏安法研究了Ex的电化学性能。结果表明,E0.02在0.1 C倍率充放电时的首次放电容量为75 mAh·g-1;0.5 C倍率循环充放电时,放电比容量为79 mAh·g-1;经过20次0.2 C倍率循环充放电时,容量保持在80 mAh·g-1。

Mg^(2+)掺杂对LMO电化学性能的影响

以Li(AC)、Mn(AC)2和MgO为原料,运用高温固相两段烧结法合成LiMgxMn2-xO4,合成条件:按物质的量比例Li∶Mn∶Mg=1.3∶(2-x)∶x(x=0、0.02、0.04、0.06),首次烧结温度450℃,烧结时间4~6 h;二次烧结温度750℃,煅烧时间为48~72 h。合成物质运用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)进行材料表征,对组装的电池进行了循环伏安(CV)测试。结果表明LiMg0.04Mn1.96O4为纯的尖晶石结构,空间群Fd3m,表面结构为类球形,无尖锐突起。CV测试表明LiMg0.04Mn1.96O4充放电平台为4.16 V/4.06 V和4.00 V/3.80 V;与尖晶石LiMn2O4相比,有较高的峰值电流。循环充放电研究表明:Mg2+改善了锂电池的循环充放电性能,提高了电池使用寿命。

S/In_2O_3纳米材料的制备及其在锂硫电池正极材料中的应用

以硝酸铟和蔗糖为原料,依次经水热反应和550℃碳化制得In_2O_3纳米材料(nano-In_2O_3);将硫渗入nanoIn_2O_3得S/In_2O_3,其结构和微观形貌经SEM,TEM和XRD表征。将S/In_2O_3,导电炭黑和聚偏氟乙烯按质量比8∶1∶1制成正极材料(1);将1涂覆于铝箔上,锂片作参比电极,1 mol·L^(-1)LiPF_6的DMF/DOL(V/V=1/1)溶液为电解液,组装成锂硫半电池。采用循环伏安法和恒电流充放电法研究了S/In_2O_3的电化学性能。结果表明:在1.95 V和2.3 V处有两个还原峰,2.5 V处有一个氧化峰。电流密度为335 m A·g^(-1),首次放电比容量为1 357m Ah·g^(-1),库伦效率为82.75%。经80次充放电后,放电比容量为537 m Ah·g^(-1)。

汽车动力电池正极材料锰酸锂球磨工艺研究

通过锂电池正极材料锰酸锂的研究,探索材料制备工艺对正极材料电化学性能的影响,对比不同球磨工艺对所制备锰酸锂电化学性能影响,并使用XRD、粒度分析仪、高精度电池性能测试系统等对正极材料、电池进行分析,得出了的球磨方法.

炭黑包覆Al_2O_3掺杂LiMn_2O_4正极材料的研究

使用醋酸锂、醋酸锰和氧化铝为原料,采用高温固相法合成掺杂Al离子的LiMn2O4二级产物。合成化学计量比为n(Li)∶n(Mn)∶n(Al)=1.3∶1.9∶0.1。首次烧结温度450℃,烧结时间4h;二次烧结温度750℃,煅烧时间为40h。合成样品采用XRD进行材料表征。测试结果表明:合成样品为尖晶石结构,结晶度较高。所得样品使用炭黑包覆处理,并制成实验性电池,对其进行交流阻抗测试(EIS)分析、循环伏安特性(CV)测试、充放电及循环性能测试分析。实验结果表明:包覆后的正极材料改善了LiMn2O4的大电流充放电性能,该材料在0.5C的首次放电比容量为93mAh/g;包覆材料增强了在大电流充放电下的容量保持率,极大地改善了电池的循环性能,该材料在充放电倍率为0.2C时,32次循环后的容量保持率为92.5%。

Co^(3+)的掺杂对LiMn_2O_4电化学性能的影响

使用Li(AC)、Mn(AC)2和Co2O3为原料,通过高温固相两段烧结合成法合成了LiCoxMn2-xO4(x=0;0.1;0.2;0.3)锂离子二次电池正极材料。合成条件:n(Li)∶n(Mn)∶n(Co)=1.2∶2-x∶x,首次烧结温度450℃,烧结时间6h;二次烧结温度750℃,煅烧时间为72h。对合成材料进行了XRD结构表征、SEM表面形貌表征和充放电测试及循环伏安测试。结果表明:合成a、b、c、d 4组样品为尖晶石结构,合成产物无杂质,结晶度较高;样品粉末的SEM图表明:尖晶石LiCoxMn2-xO4颗粒表面形貌为球形结构,没有尖锐突起,颗粒大小为400nm左右。掺杂Co3+合成的正极材料在充放电倍率为0.2C时,首次充放电容量分别为:82mAh/g、80mAh/g;经过50次循环时,充放电容量分别为80mAh/g、79mAh/g。在充放电倍率为0.5C时,首次充放电容量分别为72mAh/g、70mAh/g,经过50次循环时,充放电容量分别为70mAh/g、69mAh/g。