锂离子废电池资源化技术进展

介绍了锂离子电池的结构。分析了锂离子电池中各种材料的物理化学性质。综述了近年来锂离子废电池的资源化处理技术的国内外研究进展。重点分析了各种综合回收处理方法的工艺特点。估算了处理成本和利润。阐述了锂离子电池的资源化处理技术今后的发展方向。

碳粉表面自由能对空气电极成膜的影响

在粉末接触角测试的基础上,用Wu方程估算了硝酸氧化或肼还原前后,活性炭和乙炔黑的表面自由能(简称表面能)。活性炭的表面能及其色散、极性分量分别为27.01 mJ/m2、1.93 mJ/m2和25.07 mJ/m2,硝酸氧化对活性炭表面能及分量的影响不大,而肼还原可使色散分量增加420%,极性分量降低30%;乙炔黑的表面能及色散、极性分量分别为25.24mJ/m2、10.77 mJ/m2和14.47 mJ/m2,用硝酸或肼处理,对色散分量影响较小,但两者均引起极性分量增加,分别为96%和67%。碳粉表面能的色散分量增加及极性分量降低,都将增加碳粉与PTFE之间的粘附功,有利于空气电极薄膜化。

烧结对空气电极的寿命及微孔结构的影响(英文)

在提高大电流密度下工作时空气电极的寿命。以活性炭、乙炔黑、PTFE乳液为原料,用辊压法制备空气电极,并将其置于惰性气氛(N2,CO2)中烧结。用TG-DTA研究电极材料的热行为,用扫描电子显微镜(SEM)、压汞分析、透气性测试等方法表征空气电极的孔结构,用稳态极化曲线法测定电极的电化学性能。研究了烧结影响空气电极的微孔结构及其稳定性的机理。试验结果表明,烧结工艺能极大地提高空气电极的寿命和性能,这可归因于烧结使PTFE与电极材料中的炭粒子凝结为一体,保持了三相界面的稳定,烧结过程中PTFE中的表面活性剂和低分子量的聚合物分解,起到造孔的作用,增加了电极的三相反应表面积。试验结果有助于优化电极的制备工艺。

废锂离子电池的综合处理方法

介绍了锂离子电池的结构、材料组成 ,指出了回收处理锂离子电池的必要性并提出了分离处理方法。

气体扩散层对空气电极寿命的影响

以乙炔黑、60%PTFE乳液为原料,用辊压法制备空气电极的气体扩散层。研究了烧结与未烧结气体扩散层的性能参数及其对空气电极寿命的影响。用压汞分析法和SEM研究了气体扩散层的孔结构及形貌。结果表明:相对未烧结扩散层的空气电极,烧结扩散层的空气电极寿命更长,1 000 h寿命试验中无渗液现象,且性能较好。烧结提高了电极材料的疏水性和孔隙率。烧结后气体扩散层适宜的孔结构为:孔隙率约为70%,平均孔径约为70 nm。

锂离子电池正极材料合成与表征教学实验设计

结合功能材料专业实验教学需求和当前的科研工作,以锂离子电池正极材料磷酸铁锂的水热合成过程为研究对象,设计了包含材料制备、表征、性能测试等多个基础实验环节的专业综合型实验。其特点是:指导学生完成材料合成过程中系列样品的取样点的设计,有利于学生形成科学的研究思路;对系列样品进行晶体结构与形貌的比较与分析,强化了材料科学基础理论的应用教学。该实验课程突出强调了培养学生观察、思考、分析和解决问题的能力,使学生充分了解了科学研究的基本步骤和方法。该实验简单实用的取样设计、综合的分析方法,对于其它功能材料的研究与教学同样具有参考价值。

废锂离子电池的综合处理方法

介绍了锂离子电池的结构、材料组成,指出了回收处理锂离子电池的必要性,并提出了分离处理方法。

空气电极氧还原过程研究(英文)

通过测量空气阴极与镍阳极组成的电解析氧装置的氧气产出量,并根据单位时间内气量与电流的关系可定量地计算出氧还原的两种历程在反应中所占的比例。试验结果表明,仅以活性炭为电催化剂的空气电极2电子途径的反应占74 %,以MnO2为催化剂的空气电极,当含量达33 %时, 4电子途径的反应达100 %。此方法可动态研究反应过程中两种氧还原反应随时间的变化。

汞量法测定五氯化磷含量

证明汞量法测定氯化物含量时,对PO3-4的限量范围为小于500mg/L。采用汞量法对五氯化磷水溶液中氯化物含量进行测定,方法准确性高,操作简便快速,同时,本计算方法可校正因杂质存在而造成的较大偏差,使结果比较接近于真实值。

用精铅矿生产硝酸铅工艺的研究

用硝酸分解精铅矿制得硝酸铅溶液，加入适量的沉淀剂除去溶液中的杂质，再经蒸发、结晶制得产品。

电气石远红外辐射对水表面张力的影响

用固液分置法排除电气石自发电场对水的影响,研究了极性晶体电气石辐射的远红外线对水表面张力的影响规律。结果表明:电气石辐射的远红外线作用于水分子产生共振,可削弱水分子间氢键作用,从而使水表面张力降低。室温时,当电气石粉体的中位粒径(D50)为4.0～6.5μm时,随着电气石辐射远红外线对水作用时间延长,水的表面张力逐渐降低。D50为4.0μm,电气石粉体与水的质量比[m(t)/m(w)]不低于0.5时,随着辐射时间的延长水表面张力明显降低。D50为6.5μm,m(t)/m(w)为0.5时,水表面张力由初始值72.571mN/m降为72.049mN/m。

聚四氟乙烯对空气电极防水透气膜性能的影响

对以聚四氟乙烯(PTFE)为原料的憎水型空气电极的防水透气膜的制备工艺进行了深入研究.以稳态电流-电压极化曲线的方法对不同防水透气膜电化学性能进行测试,用透气率测量装置对防水膜透气性能进行测试,并用扫描电镜对防水透气膜的表观形貌进行观察,采用以空气电极为阴极,钢板为阳极的电解装置对空气电极寿命进行测试.结果表明:防水透气膜中PTFE的最佳含量在60%～70%范围内,采用热处理工艺后,防水透气膜的孔径分布更加均匀,防水透气膜的透气性能提高,空气电极极化明显减小.电极稳定运行800 h.

硼镁矿综合利用研究

对硼镁矿成分进行分析,从而确定了采用硼镁矿制取硼酸联产碳酸镁工艺路线———用硫酸分解硼镁矿制取硼酸,硼酸母液经处理后加入碳化氨水制取碳酸镁。通过条件实验研究,确定了最佳工艺条件。结果表明,此方法不仅实现了硼镁矿中有用资源的充分利用,而且还大幅度提高了硼的利用率。

由西藏硼镁矿制取硼砂的工艺研究

介绍了用碳酸氢钠分解西藏硼镁矿制取硼砂的方法，提出了该工艺的最佳条件。在最佳条件下，硼镁矿分解率达到９６％ 以上。

碱式氯化镁废渣生产氧化镁

由麦芽酚生产中的碱式氯化镁废渣为原料制取氧化镁。考察了温度及反应物用量对氧化镁产率和质量的影响。证明了该方法技术可行 ,能产生较好的经济效益 ,解决了废渣对环境的污染 。

西藏硼镁矿制取硼酸联产碳酸镁工艺研究

提出了西藏硼镁矿综合利用的新工艺,即用硫酸铵复分解法分解西藏硼镁矿制取硼酸和碳酸镁。考察了反应温度、反应时间、硫酸铵的初始浓度、硫酸铵的用量比等工艺条件对硼浸出率的影响。较佳工艺条件为:反应温度100℃、反应时间2～2.5 h、硫酸铵的初始浓度为9%～11%(质量分数)、硫酸铵的用量为理论量的110%。在此工艺条件下,硼酸的收率可达95%,碳酸镁的收率可达90%以上。该工艺充分利用了西藏硼镁矿的硼、镁资源,提高了硼的收率。

功能材料专业研究性综合实验课的设计与探讨

功能材料是最近教育部批准新设置的专业。伴随着功能材料科学与技术的进步,不断更新实验课教学内容,使其更贴近产业的发展并促进教学,是专业建设的重要工作之一。结合锂离子电池产业当前的热点问题,以研究磷酸铁锂重要前驱体二水磷酸铁的批次稳定性问题为主要切入点进行了实验设计,旨在培养学生提出问题—分析问题—解决问题—延伸思考的能力。实验内容既符合学生了解行业发展动态的心理要求,又强化了基础理论和方法的应用,在功能材料创新能力训练教学中取得了引导科研思路、提高动手能力的良好效果。

共沉淀法制备球形LiFePO_4及其电化学性能的研究

以H3PO4、FeSO4·7H2O和LiOH·H2O为原料采用共沉淀法制备了球形锂离子电池正极材料LiFePO4,并通过掺碳提高其电导率。利用X射线多晶体衍射仪和扫描电子显微镜对样品的晶体结构、表观形貌进行分析。结果表明,制备的LiFePO4为规则圆球形,粒径0.5μm,电导率大于10-2数量级,具有3.3～3.4v左右的放电电压平台。0.5C倍率下放电,共沉淀法合成样品首次放电容量为140.2mAh/g;循环15次后放电比容量为139.5mAh/g。

对水热合成LiFePO_4母液脱磷除铁的研究

水热合成LiFePO4母液中含有大量的Li2SO4和少量的PO43-、Fe2+,需脱磷除铁后回收硫酸锂。本文选用聚合硫酸铁为絮凝剂和沉淀剂,通过调节Fe/P物质的量比、溶液pH值,可同时去除母液中PO34-、Fe2+得到纯净的硫酸锂。在Fe/P=1.2、pH=10时,净化所得的Li2SO4·H2O产品中PO43-含量小于0.01%,Fe2+含量小于10-5%。

活性氧化镁在氯丁橡胶胶粘剂中的作用机理

论述了活性氧化镁在氯丁橡胶胶粘剂中的硫化机理以及在预反应液中的作用。介绍了氯丁橡胶胶粘剂的典型配方和工艺过程。