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锰酸锂-石墨电池高温存储容量减少的研究
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作者 雷少帆 齐敏杰 +1 位作者 常林荣 陆鹏飞 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第12期1563-1566,共4页
利用X射线衍射仪(XRD)、电感耦合等离子体光谱仪(ICP)、电化学工作站与电池检测系统研究了锰酸锂-石墨电池高温存储容量减少的原因。结果表明,存储后正极片中锰酸锂的质量分数与负极片中石墨的质量分数均减少了,锰酸锂晶格表现为收缩,... 利用X射线衍射仪(XRD)、电感耦合等离子体光谱仪(ICP)、电化学工作站与电池检测系统研究了锰酸锂-石墨电池高温存储容量减少的原因。结果表明,存储后正极片中锰酸锂的质量分数与负极片中石墨的质量分数均减少了,锰酸锂晶格表现为收缩,石墨晶格膨胀,正极片中的Mn元素溶出并沉积在负极,负极SEI(solid electrolyte interface)膜生长,造成电池高温存储后放电容量与功率均减少了,容量减少了6.77%,其中5.43%的容量损失由Mn溶出造成,1.34%的容量损失是由SEI的生长与电极反应对石墨界面的破坏造成。 展开更多
关键词 锰酸锂-石墨电池 存储 失效机理
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热塑性变形对Mg-Zn-Zr-Ce合金组织与性能的影响
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作者 雷少帆 文九巴 +1 位作者 贺俊光 刘亚 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期502-508,共7页
利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、失重测试、电化学测试与拉伸试验研究热挤压与退火温度对Mg-Zn-Zr-Ce生物镁合金组织与性能的影响。结果表明:热塑性变形后合金发生动态再结晶,合金的组织由细小的再结晶晶粒与未再结... 利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、失重测试、电化学测试与拉伸试验研究热挤压与退火温度对Mg-Zn-Zr-Ce生物镁合金组织与性能的影响。结果表明:热塑性变形后合金发生动态再结晶,合金的组织由细小的再结晶晶粒与未再结晶的晶粒组成;退火后变形晶粒发生再结晶,随着退火温度的升高,晶粒逐渐长大。当退火温度高于200℃时,合金的腐蚀电流密度(Jcorr)与平均晶粒尺寸(d)满足Jcorr=a+bd^(-1/2)方程。由该方程可推测出经200℃退火3h后,合金的腐蚀电流密度最低,合金的综合性能最好,抗拉强度与伸长率分别达到245.8MPa和16.2%,腐蚀速率为0.7235mm/a。 展开更多
关键词 生物镁合金 细晶强化 耐蚀性 力学性能
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锂离子电池小电流过放电后容量衰减的研究 被引量:2
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作者 雷少帆 常林荣 +2 位作者 苏锋 陆君洁 张卓伟 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第4期380-383,共4页
利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体光谱仪(ICP)研究了锰酸锂-石墨电池小电流过放电的失效机理。结果表明,过放电后,锰酸锂、石墨颗粒形貌无变化,锰酸锂(111)晶面间距变大,锰酸锂晶体膨胀,石墨(002)晶面间距变... 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体光谱仪(ICP)研究了锰酸锂-石墨电池小电流过放电的失效机理。结果表明,过放电后,锰酸锂、石墨颗粒形貌无变化,锰酸锂(111)晶面间距变大,锰酸锂晶体膨胀,石墨(002)晶面间距变小,石墨晶体收缩,由于铜离子未充分扩散,正负极活性物质铜元素质量分数分别为0.178%、1.650%。由此可知,正极的电极反应为Li_(x)Mn_(2)O_(4)深度嵌锂,负极电极反应依次为Li_(x)C深度脱锂、铜箔氧化。再次充放电过程中,未扩散的铜离子被还原,负极活性物质铜元素质量分数为1.750%,石墨(002)晶面间距仍小于过放电前石墨(002)晶面间距,正极电极反应为Li_(x)Mn_(2)O_(4)脱嵌锂,负极电极反应依次为铜离子还原、Li_(x)C脱锂。沉积在石墨颗粒上的铜单质阻碍了石墨嵌锂,导致了电池不可逆的容量损失。 展开更多
关键词 锰酸锂-石墨电池 过放电 Cu溶解沉积
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锰酸锂-石墨电池高温循环容量减少的研究
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作者 雷少帆 苏锋 +1 位作者 齐敏杰 常林荣 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第12期1407-1411,共5页
利用三电极测试、X射线衍射(XRD)与电感耦合等离子体光谱仪(ICP)研究了锰酸锂-石墨电池高温循环容量减少的原因。结果表明,循环测试后,正负极极化变大,SOC(state of charge)=0%状态下,正极活性物质中锂元素质量分数逐渐减少,锰酸锂(111... 利用三电极测试、X射线衍射(XRD)与电感耦合等离子体光谱仪(ICP)研究了锰酸锂-石墨电池高温循环容量减少的原因。结果表明,循环测试后,正负极极化变大,SOC(state of charge)=0%状态下,正极活性物质中锂元素质量分数逐渐减少,锰酸锂(111)晶面间距减少,负极活性物质中锂、锰元素质量分数逐渐增多,石墨(002)晶面间距变大,随循环测试进行,锰酸锂(111)晶面间距变化率增大,石墨(002)晶面间距变化率基本不变。电池容量减少的原因为Mn元素溶解、LiMn2O4结构变化与SEI(solid electrolyte interphase)膜的生成与生长。 展开更多
关键词 锰酸锂-石墨电池 Mn溶解 锰酸锂晶格收缩
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制备工艺对铝空气电池氧电极放电性能的影响 被引量:1
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作者 齐敏杰 阙奕鹏 +2 位作者 雷少帆 汤玉英 刘孝伟 《电池工业》 CAS 2021年第2期59-63,共5页
本文利用扫描电子显微镜、电化学工作站、电池充放电仪研究了铝空气电池氧电极成形压力、温度、压制时间对氧电极电势的影响。结果表明,随着氧电极成形压力的增大,氧电极孔隙变小,电极电势正移,这是由于增大压力减小了氧电极的电阻,当... 本文利用扫描电子显微镜、电化学工作站、电池充放电仪研究了铝空气电池氧电极成形压力、温度、压制时间对氧电极电势的影响。结果表明,随着氧电极成形压力的增大,氧电极孔隙变小,电极电势正移,这是由于增大压力减小了氧电极的电阻,当氧电极压力大于1900N·cm-2,由于孔隙的进一步变小,氧电极的电荷转移阻力增大,氧电极电势负移,随着压制温度升高,氧电极孔隙结构逐渐被压合,氧电极的电荷转移阻力增大,氧电极电势负移。比较实验结果,氧电极的最佳成形压力、温度、压制时间分别为:1900N·cm-2,25℃,1min。 展开更多
关键词 铝空气电池 氧电极 压制压力 压制温度 保压时间
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Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd生物镁合金组织及耐蚀性 被引量:5
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作者 刘亚 文九巴 +3 位作者 单玉郎 雷少帆 姚怀 贺俊光 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期38-42,共5页
对铸态Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd(质量分数,%)合金分别进行了固溶处理(T4)和固溶+时效处理(T6)。利用光学显微镜、X-射线衍射仪和透射电子显微镜研究了不同状态下合金的显微组织,采用静态腐蚀试验及电化学方法测试了不同状态合金在模拟体液中... 对铸态Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd(质量分数,%)合金分别进行了固溶处理(T4)和固溶+时效处理(T6)。利用光学显微镜、X-射线衍射仪和透射电子显微镜研究了不同状态下合金的显微组织,采用静态腐蚀试验及电化学方法测试了不同状态合金在模拟体液中的耐蚀性,研究了固溶、固溶+时效处理对合金组织和耐蚀性的影响。结果表明,铸态Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd合金的第二相主要为Mg3Gd和Mg5Gd相,合金经T4和T6处理后腐蚀速率降低,容抗弧半径增大,腐蚀电位Ecorr正移,腐蚀电流密度Icorr降低。其中合金经T6处理后其平均腐蚀速率为0.486 mm/year,腐蚀电位Ecorr较正,容抗弧半径较大,呈现出良好的耐蚀性。 展开更多
关键词 生物镁合金 第二相 耐蚀性
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挤压态Mg-2Zn-0.4Zr-0.6Ce生物镁合金组织与性能 被引量:5
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作者 文九巴 雷少帆 +1 位作者 刘亚 贺俊光 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期67-73,共7页
利用OM、SEM、质量损失测试、电化学测试与拉伸试验研究了挤压温度对Mg-2Zn-0.4Zr-0.6Ce生物镁合金组织与性能的影响。结果表明,热挤压后合金发生动态再结晶,合金的组织均由细小的再结晶晶粒与原始晶粒组成。在470~510℃范围内随着挤压... 利用OM、SEM、质量损失测试、电化学测试与拉伸试验研究了挤压温度对Mg-2Zn-0.4Zr-0.6Ce生物镁合金组织与性能的影响。结果表明,热挤压后合金发生动态再结晶,合金的组织均由细小的再结晶晶粒与原始晶粒组成。在470~510℃范围内随着挤压温度的升高,合金再结晶晶粒体积分数逐渐增大,晶粒尺寸变化不明显,合金的腐蚀速率与腐蚀电流密度Icorr先减小后增大,容抗弧半径先增大后减小。挤压温度为490℃时,合金的耐蚀性最好,腐蚀速率为0.9337 mm·a^(-1),腐蚀电流密度为4.67μA·cm^(-2)。由于细晶强化与位错强化作用,热挤压后合金的强度得到提高,随着挤压温度的升高,合金的抗拉强度和伸长率先增大后减小。挤压温度为490℃时,合金的综合力学性能最好,合金的抗拉强度与伸长率分别为259.1 MPa与14.1%。 展开更多
关键词 生物镁合金 热挤压 耐蚀性 力学性能
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Ce含量对Mg-2Zn-0.4Zr-xCe生物镁合金组织及耐蚀性的影响 被引量:2
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作者 雷少帆 文九巴 +2 位作者 姚怀 贺俊光 刘亚 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期96-101,共6页
研究了不同Ce含量对Mg-2Zn-0.4Zr-x Ce生物镁合金组织及耐蚀性的影响。通过拉伸试验、电化学测试、SEM分析等手段对合金的力学性能、耐蚀性及显微组织进行了研究。结果表明:当Ce含量在低于1 mass%的范围内,随着Ce含量的增加,第二相沿着... 研究了不同Ce含量对Mg-2Zn-0.4Zr-x Ce生物镁合金组织及耐蚀性的影响。通过拉伸试验、电化学测试、SEM分析等手段对合金的力学性能、耐蚀性及显微组织进行了研究。结果表明:当Ce含量在低于1 mass%的范围内,随着Ce含量的增加,第二相沿着晶界析出并且逐渐增多,晶粒细化,力学性能和耐蚀性逐渐提高;Ce含量为0.6 mass%时,合金的力学性能与耐蚀性较佳,抗拉强度约为140.13 MPa,伸长率约为9.47%,腐蚀速率约为0.776 mg·cm^(-2)·d^(-1);当Ce含量大于0.6 mass%时,腐蚀速率有增大的趋势,力学性能变化不明显。 展开更多
关键词 生物镁合金 稀土Ce 耐蚀性
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固溶处理对Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd生物镁合金组织和性能的影响 被引量:6
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作者 单玉郎 文九巴 +2 位作者 姚怀 贺俊光 雷少帆 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期90-95,共6页
利用光学显微镜、扫描电镜及电化学工作站等设备对合金组织、电化学性能进行了表征,分析了固溶处理对Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd(mass%)合金显微组织及腐蚀性能的影响。结果表明,固溶处理后,铸态组织中的析出相逐渐溶解,组织均匀,合金的力学性... 利用光学显微镜、扫描电镜及电化学工作站等设备对合金组织、电化学性能进行了表征,分析了固溶处理对Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd(mass%)合金显微组织及腐蚀性能的影响。结果表明,固溶处理后,铸态组织中的析出相逐渐溶解,组织均匀,合金的力学性能得到提高,有效减小了基体和析出相之间电位差引起的电化学腐蚀,提高了合金的耐蚀性。合金经490℃固溶10 h后,抗拉强度为184.62 MPa,平均腐蚀速率为0.528 mm/a,其腐蚀电流密度和腐蚀电位分别为7.4μA/cm^2和-1.576 V,在研究范围内耐蚀性最好。 展开更多
关键词 固溶处理 显微组织 腐蚀性能
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Gd含量对Mg-0.5Zn-0.4Zr-xGd生物镁合金性能的影响 被引量:5
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作者 单玉郎 文九巴 +2 位作者 姚怀 贺俊光 雷少帆 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期21-26,共6页
研究了稀土元素Gd含量对铸态Mg-0.5Zn-0.4Zr-x Gd合金微观组织、力学性能及其腐蚀性能的影响。结果表明:当Gd含量小于5%时,随着Gd含量的提高,第二相沿着晶界析出并且逐渐增多,晶粒明显细化,力学性能和耐蚀性逐渐提高;Gd含量为5%时,合金... 研究了稀土元素Gd含量对铸态Mg-0.5Zn-0.4Zr-x Gd合金微观组织、力学性能及其腐蚀性能的影响。结果表明:当Gd含量小于5%时,随着Gd含量的提高,第二相沿着晶界析出并且逐渐增多,晶粒明显细化,力学性能和耐蚀性逐渐提高;Gd含量为5%时,合金的力学性能及耐蚀性最好,抗拉强度为174.76 MPa,伸长率为11.25%,平均腐蚀速率仅为0.845 mm/a。Gd含量继续增加,合金力学性能和耐蚀性均呈现劣化趋势。 展开更多
关键词 生物镁合金 稀土 耐蚀性
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