孔道可调控的锂离子电池无定形碳负极材料

为满足储能市场对高功率电池的需求,开发兼具高容量和高功率性能的锂离子电池负极材料成为必然趋势。本文通过改变煤基沥青在碳化过程中的空速,考察其对无定形碳材料结构的影响,提高煤基沥青无定形碳材料的电化学性能。应用X射线粉末衍射(XRD)、拉曼(Raman)、N_2吸附-脱附和扫描电镜对所制备的无定形碳材料进行结构表征。通过比容量、库仑效率、倍率、循环性能评判材料的电化学性能。结果表明:可以通过改变气体空速来调控无定形碳材料的孔道和碳层无定形度,实现同步提升容量和倍率性能的效果。当气体空速≥0.5 m/min时,充电容量可达近260 mA·h/g,2C充电容量可达约137 m A·h/g。

毒砂机械活化性能及其浸出试验研究

研究了一种新的预处理方法即机械活化法对毒砂矿物固态性质及溶解性质的影响。在行星式球磨机中,毒砂分别在不同磨矿速度下机械活化1 h,通过粒度和比表面积分析发现:随着磨矿速度的增加,毒砂颗粒先显著减小而后略有增大,当磨矿速度为300 r/min时,得到毒砂颗粒的最佳粒度分布、最小粒径(中位径为2.36μm)和最大比表面积(2.667 m2/g)。通过SEM(扫描电子显微镜)对不同磨矿速度下毒砂形貌进行观察发现:随着磨矿速度的增加,毒砂表面形成了微纳米颗粒且表面无定形程度显著增加。XRD(X射线衍射)分析结果表明:随着磨矿速度的增加,没有物相转变发生,但毒砂的无定形度却增加至72%,晶格畸变从0.014%增加至0.097%,晶粒大小由75.6 nm减小至56.0 nm。通过拉曼光谱对毒砂的特征峰217.2 cm^(-1)和273.7 cm^(-1)进行分析,发现在机械力的作用下特征峰273.7 cm^(-1)的振动程度更加明显。最后,对不同磨矿速度下的毒砂进行了硫酸铁酸性浸出试验,结果发现:与未活化的毒砂相比,在最佳磨矿速度为300 r/min的条件下,毒砂中总砷的溶解度增加了一倍,达到48.74%。