钒酸锰负极材料的制备及其性能

本研究通过流变相反应-热解法制备了碳包覆钒酸锰锂离子电池负极材料,通过XRD、TEM和电化学测试对材料进行了表征。所制备的材料微观组织呈不规则的短圆柱形和球形,其直径分布在30~50nm之间,短圆柱形颗粒长度在200nm左右。在充放电电压为3.0V到0.02V范围内,当充放电电流为0.1A/g时,钒酸锰负极材料首次可逆充电容量为876mAh/g,经过100次充放电循环后,可逆充电容量为843mAh/g;以2.0A/g的大电流充放电时,可逆充电容量仍然保持在334 mAh/g左右,表现出较优秀的大电流充放电能力。

钒酸锰中钒、锰含量的联合测定

提出了一种同时测定钒酸锰中钒和锰含量的方法.试样预先用盐酸-硝酸处理,一份采用磷酸为溶解剂及络合剂,用高氯酸将钒、锰氧化到高价,以硫酸亚铁铵标准溶液滴定钒、锰合量;另一份采用硫酸、磷酸溶样,以高锰酸钾氧化钒,亚硝酸钠还原过量的高锰酸钾,用尿素分解多余的亚硝酸钠,以硫酸亚铁铵标准溶液滴定钒量;结合理论换算系数,采用差减法计算锰量.方法用于钒酸锰材料中钒、锰含量的测定,测定结果相对标准偏差(RSD,n=7)分别为0.21%和0.31%,加标回收率分别在98.93%~101.57%和98.70%~101.50%.

钙、锰钒酸盐体系酸浸过程钒的浸出行为研究

钒酸钙和钒酸锰是钒渣钙化焙烧过程中重要的焙烧产物,其在硫酸中的溶解浸出行为对提钒过程钒收率有重要影响。采用单因素试验递进式研究了浸出pH值、时间及温度对合成钒酸钙(锰)以及钒渣钙化(锰化)、钙锰复合焙烧熟料中钒组元浸出行为的影响。结果表明,合成CaV_(2)O_(6)、Ca2V_(2)O_(7)、Ca3V_(2)O_(8)及Mn_(2)V_(2)O_(7)在pH值分别为3.0、3.0、5.0、2.2的硫酸溶液中于60℃下浸出60 min时,钒的浸出率达到最大值,分别为43.62%、98.79%、97.98%、98.06%。pH值为1.0~2.0时,四种钒酸盐钒的浸出率均出现一个低谷,这是由钒的水解引起的。钒渣常规钙化和锰化焙烧过程中主要生成Ca_(2)V_(2)O_(7)和Mn_(2)V_(2)O_(7)两种钒酸盐,浸出pH值为2.5时,钒的浸出率分别为85.24%、87.07%;钒渣钙锰复合焙烧过程中生成的焦钒酸钙、焦钒酸锰共生复盐,熟料于pH值为2.5的硫酸溶液中浸出后钒的浸出率最大为90.09%,较常规钙化、锰化体系钒的浸出率高约四个百分点,表明钙、锰协同提钒与单一添加剂提钒相比有一定的强化作用。

钒渣钙化焙烧相变过程的机理分析

采用X射线衍射、扫描电镜及能谱分析对钒渣钙化焙烧相变机理进行研究。结果表明:钒渣主要物相为不规则多边形铁钒尖晶石和铁橄榄石,660℃时均已开始氧化分解,前者产物为固溶体R2O3和部分铁板钛矿微晶聚体及晶间少量钒酸锰,铁橄榄石740℃时已显著分解、结构破坏。随着温度的提高(660~900℃),氧化产物逐渐增多,微晶粒长大聚合,钒酸盐形态由少量浸染状逐渐向微质点、无定形熔态带状变化,并向渣粒外侧迁移。低于900℃时,钒酸盐中Mn含量较高,Ca含量偏低,实际生成的为钒酸锰盐;900℃以上时,Mn和Ca含量则逆向变化,形成焦钒酸钙;940℃时,渣粒出现液相,使部分焦钒酸钙与R2O3和玻璃相混杂,阻碍氧化反应。

保温时间对高钙钒渣焙烧阶段关键生成物相的影响研究

采用扫描电镜和能谱仪对高钙钒渣焙烧阶段关键生成物相的粒径、形貌及微区成分变化特征进行了分析,研究了保温时间变化对钒渣焙烧产物的影响规律。结果表明:随着保温时间的延长,氧化铁、铁板钛矿晶体粒径逐渐增大;氧化铁由规则粒状晶体逐步向不规则条状或串珠状连晶转变,铁板钛矿由板状单晶逐步向不规则连晶转变,钒酸钙锰由分散状逐步转向局部聚集。随着保温时长的增加,氧化铁、铁板钛矿微区成分总体变化较小,钒酸钙锰由以钒酸钙为主的混合相逐渐向纯度较高的钒酸钙转变。

MnV_2O_6纳米片的简易水热合成

以醋酸为酸化剂,Mn(CH_3COO)_2·4H_2O和NH_4VO_3为原料,在180℃反应18h,经水热制备了MnV_2O_6纳米片.利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM),透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对产物进行了表征,该产物由宽约0.85μm,长度约1.7μm,厚度平均为100nm的纳米片构成.