膨润土改性偏钛酸型钛锂离子筛及吸附性能研究

以硫酸钛为钛源,乙酸锂为锂源,膨润土为改性剂,采用无机沉淀胶溶法制备了偏钛酸型锂离子筛前驱体,经盐酸洗脱后,得到膨润土改性的偏钛酸型锂离子筛,研究了其吸附性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)分别对样品的表面形貌、晶相组成、比表面积和孔结构、元素含量和价态进行了表征分析。结果表明,膨润土改性后,样品呈现出介孔结构,50℃时,用0.2 mol/L盐酸洗脱6 h,该样品的Li^(+)洗脱率达到99.85%,在25℃下,对Li^(+)溶度为2 g/L的LiOH溶液吸附24 h,改性锂离子筛对Li^(+)的吸附容量达到45.49 mg/g,与未改性样品的吸附容量30.62 mg/g相比,有明显提升。改性后的Li_(2)TiO_(3)中存在Si-O四面体层,有部分Li进入Si-O四面体空隙中。吸附动力学过程符合伪二级动力学模型,吸附方式为化学单层吸附。

无机沉淀胶溶法制备钛锂离子筛及其吸附性能研究

以硫酸钛、乙酸锂为主要原料,采用无机沉淀胶溶法制备了偏钛酸型钛锂离子筛。采用BET、XRD、XPS和ICP-OES对样品的比表面积、孔结构、晶相组成、化学元素组成、溶液中Li^+及Ti4^+的浓度进行测试,并研究了其吸附等温线和吸附动力学行为。结果表明:加入十二烷基苯磺酸钠(SDBS)后,产物的介孔结构数量增加,孔容明显增大,比表面积也有效增大;与Langmuir吸附模型相比,吸附剂的吸附方式更符合Freundlich吸附模型,说明吸附剂对Li+的吸附并非单层吸附;吸附动力学过程符合伪二级动力学模型,说明吸附方式为化学吸附。

钛锂铝水滑石/延迟焦的制备及其CO_2吸附性能研究

采用共沉淀法,以延迟焦(DC)为载体制备钛锂铝水滑石/延迟焦复合材料吸附剂(Ti_1Li_3Al_4/xDC,其中,x为钛锂铝水滑石与延迟焦的质量比),探讨该吸附剂的CO_2吸附性能。通过X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG-DSC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等分析方法对复合材料结构、形貌、热稳定性、表面官能团等进行表征;考察x和焙烧温度等因素对复合材料CO2吸附性能的影响。研究结果表明:当x=3,焙烧温度为600℃时,复合材料Ti_1Li_3Al_4/3DC的CO_2吸附量最高,为58.2 mg/g,且10次循环后的吸附稳定性良好。

聚阴离子型正极材料磷酸钛锂的研究进展

随着锂离子电池受到越来越多的人的重视,找到合适的正极材料成为主要问题。聚阴离子型正极材料由于其出色的特性得到人们的注意,LiTi2(PO4)3作为一种新型的聚阴离子型正极材料也引起了人们研究的兴趣,本文综述了聚阴离子型正极材料LiTi2(PO4)3的一些制备方法和改性研究,并提出了今后研究的一些主要问题。

聚阴离子型正极材料磷酸钛锂的研究进展

随着锂离子电池受到越来越多的人的重视,找到合适的正极材料成为主要问题。聚阴离子型正极材料由于其出色的特性得到人们的注意,LiTi2(PO4)3作为一种新型的聚阴离子型正极材料也引起了人们研究的兴趣,本文综述了聚阴离子型正极材料LiTi2(PO4)3的一些制备方法和改性研究,并提出了今后研究的一些主要问题。

锂离子电池用电解质掺铝磷酸钛锂的研究现状

综述无机固体电解质和NASICON型体系的基础理论,重点介绍掺铝磷酸钛锂(LATP)的制备和掺杂改性研究进展,展望无机固体电解质LATP的发展趋势。LATP的室温离子电导率可超过10^(-4)S/cm,具备实际应用的水平;电极材料与固体电解质固固界面阻抗较大,倍率性能相对较差。

锂离子电池负极材料磷酸钛锂研究进展

NASICON结构的磷酸钛锂[LiTi_2(PO_4)_3]作为新型的锂离子电池负极材料,具有环境友好、循环性能好、优异的热稳定性等优点,被认为是最具有应用前景的负极材料。LiTi_2(PO_4)_3具有138 m A·h/g的理论容量和2.5 V的平稳放电平台,但是LiTi_2(PO_4)_3电子电导率低、锂离子扩散系数小等缺点限制了其实际应用。因此,针对以上缺点,众多研究者通过对LiTi_2(PO_4)_3进行改性,极大地提高其电子电导率和锂离子扩散系数。简单介绍了LiTi_2(PO_4)_3的结构与性能,主要从制备方法和改性方法两方面综述了近年来的研究进展,并指出了LiTi_2(PO_4)_3材料目前研究存在的问题,展望了未来的应用前景。

锂离子电池磷酸钛锂材料的研究进展

NASICON结构的聚阴离子型化合物磷酸钛锂[LiTi_(2)(PO_(4))_(3)]因其稳定的三维结构、高离子电导率(2.0×10^(-6)S/cm)、稳定的工作电压等优点引起了人们广泛关注。科研工作者将其应用于水系锂离子电池负极材料、锂离子电池材料包覆层等方面,但LiTi_(2)(PO_(4))_(3)的电子导电性差制约了材料的发展。综述了LiTi_(2)(PO_(4))_(3)的结构和性能特点、制备方法以及针对导电性差的改性方法,并对LiTi_(2)(PO_(4))_(3)材料发展方向做出了展望。

水系负极材料磷酸钛锂的研究进展

介绍了水系锂离子电池的结构、原理、特点、发展现状,以及负极材料磷酸钛锂的特点,综述了磷酸钛锂性能提升改性方法,包括特殊结构改性、晶格掺杂、引入高效导电剂等磷酸钛锂的研究进展阐释了和发展前景.

磷酸钛铝锂基全固态金属锂电池界面稳定性研究

采用固体电解质代替具有可燃性的液态电解液可有效解决当今锂离子电池的安全问题。然而,固态电池中的电极/电解质的固-固接触通常具有较大的界面阻抗,从而导致电池极化增加。采用聚偏氟乙烯(PVDF)基固体电解质作为正负极界面缓冲层,可有效地解决固体电解质与电极的高界面阻抗问题,使正极界面单位面积阻抗从1 716Ω/cm^(2)降至213Ω/cm^(2)。在负极处,PVDF可提供良好的弹性支撑,使负极界面单位面积阻抗从1 135Ω/cm^(2)降至109Ω/cm^(2)。此外,金属锂对称电池的直流极化测试表明,经过PVDF修饰后负极界面稳定性显著提高。最后,组装的钴酸锂/金属锂软包电池,正负极界面均经PVDF修饰后,电池能量密度可达到336 W·h/kg。1C条件下循环300次后,容量保持率可从30.7%提升至83.3%。

两种基于钛酸锂型锂离子筛的性能差异研究

钛酸锂型锂离子筛(简称钛系锂离子筛)具有吸附容量高、选择性好、寿命长、稳定性高等特点,在盐湖提锂方面具有广阔的应用前景。以二氧化钛与氢氧化锂为原料,通过控制二者的配比和不同高温条件分别固相合成了偏钛酸锂前驱体(β-Li_(2)TiO_(3))和正钛酸锂前驱体(Li_(4)Ti_(5)O_(12))。研究了这2种锂离子筛活化过程的差异性以及在模拟盐湖卤水的吸附条件下吸附选择性和循环稳定性的差异。结果表明,Li_(4)Ti_(5)O_(12)较β-Li_(2)TiO_(3)活化条件苛刻,所需酸浓度更高;相同含Li+水体中,β-H_(2)TiO_(3)的饱和吸附容量达到32.1 mg/g,而H_(4)Ti_(5)O_(12)的饱和吸附容量仅为5.9 mg/g;2种锂离子筛在离子选择性和循环稳定性方面并无明显差异。

钛系锂离子筛粉体与PVDF树脂纺丝成型及性能研究

为了实现钛系锂离子筛(H_(2)TiO_(3)-LIS)粉体的颗粒化成型并规模化应用于盐湖提锂,采用纺丝成型的方式对H_(2)TiO_(3)-LIS粉体进行成型。确定了最佳配方及工艺条件:聚偏氟乙烯(PVDF)用量占PVDF和H_(2)TiO_(3)-LIS粉体总质量的20%;聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K60)质量为PVDF质量的80%;凝固浴温度为80℃;空气段长度为20 cm;切丝长度为3 mm。成型后的颗粒吸附剂用于格尔木盐湖卤水的提锂测试,结果表明,H_(2)TiO_(3)-LIS颗粒吸附剂对锂离子的质量吸附容量为9.3 mg/g,体积吸附容量为3.6 g/L,且运行稳定性良好,30次循环后吸附容量为初始吸附容量的92.5%。

多孔球形锰钛复合锂离子筛的制备及性能研究

采用悬浮聚合造粒法,以苯乙烯与掺杂10%Li2TiO_(3)的Li1.6Mn1.6O4粉末为原料,加入正庚烷作为造孔剂,制备球形锂离子筛前驱体,用0.5 mol/L HCl处理洗脱锂后,得到多孔球形锰钛复合锂离子筛。利用电感耦合等离子发射光谱仪、全自动比表面及孔隙分析仪、场发射扫描电子显微镜、颗粒强度测定仪等测试设备,对造粒锂离子筛的吸附性能、形貌、比表面以及颗粒强度进行表征。SEM测试结果表明,加入少量正庚烷制备的锂离子筛呈球形外貌,当正庚烷加入量超过10%后,颗粒为无定形;造粒锂离子筛呈多孔结构,且随着正庚烷添加量的增加,锂离子筛内部孔径不断增大。结果显示,在添加正庚烷量为苯乙烯的5%以内时,单个颗粒的强度并无明显变化,并稳定在4.82 N左右,当添加量超过5%后,颗粒的强度随正庚烷添加量的增加而降低。当正庚烷添加量为苯乙烯含量的5%时,球形锂离子筛对盐湖卤水中锂的吸附容量达到9.67 mg/g;球形锂离子筛的循环稳定性能良好,在盐湖卤水中重复吸附-解吸5次以后,对锂的吸附容量仍有7.90 mg/g,单次解吸时,锰的解吸溶损稳定在0.16%以下。

钛基锂离子电池负极材料钛酸锂锌的制备及电化学性能研究

采用固相法制备钛基锂离子电池负极材料钛酸锂锌(Li_(2)ZnTi_(3)O_(8)),并在不同温度(700,800,900℃)进行烧结。将制备出的钛基锂离子电池负极材料Li_(2)ZnTi_(3)O_(8)组装电池,进行了电化学性能测试。通过XRD、SEM和恒流充放电等测试等手段,对其物相组成、微观结构和电化学性能进行研究。结果表明:在800℃下保温3 h后得到的钛基锂离子电池负极材料Li_(2)ZnTi_(3)O_(8)衍射峰最强,晶粒间紧密更接触,尺寸更均匀,具有良好的电化学性能:充放电倍率为0.5 C时,其首次放电比容量为242.2 mAh·g^(-1),30次循环后仍保持在189.4 mAh·g^(-1)。

界面三维扩散通道与富锂锰基的协同效应研究

富锂锰基正极材料具有诸多优点,但是其低锂离子电导率和高扩散势垒严重影响其倍率性能。提出了快离子导体磷酸钛铝锂表面包覆改性策略,分析了富锂锰基正极材料与磷酸钛铝锂包覆层的协同效应。结果表明:在700℃煅烧5 h,包覆量为3%(质量分数)Li_(1.3)Ti_(1.7)Al_(0.3)(PO_(4))_(3)的Li-[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_(2)具有最佳的性能,在100次循环后,放电比容量为226.5 mAh/g,保持率为89.7%。其优异的电化学性能可归因于包覆层提供三维锂离子扩散通道,减小了电极-电解液界面迁移阻抗。

锂钛复合氧化物锂离子电池负极材料的研究

采用 3种化学方法合成锂钛复合氧化物 .应用X -射线衍射分析对其结构进行表征以及电化学性能测试 ,结果表明 :由Li2 CO3、TiO2 高温合成的锂钛复合氧化物为尖晶石结构的Li4Ti5 O12 .Li4Ti5 O12 电极在 1 .5V左右有一放电平台 ,充放电可逆性良好 ,即充电电压平台与此接近 ,且电极的比容量较大 ,循环性能良好 .以 0 .30mA·cm- 2 充放电时 ,首次放电容量可达 30 0mAh·g- 1,可逆比容量为 1 0 0mAh·g- 1,经多次充放电循环后 ,其结构仍保持稳定性 .试验电池测试表明 ,Li4Ti5 O12 可选作Li4Ti5 O12 /LiCoO2 锂离子电池的负极材料 .

粉体的球磨方式对 Li_(1.0)Nb_(0.6)Ti_(0.5)O_3锂铌钛陶瓷烧结 行为及微波介电性能的影响

通过 X 射线衍射、扫描电镜等分析手段结合介电性能测试结果,探讨了不同球磨方式(普通球磨及砂磨)制备的粉体对 Li_(1.0)Nb_(0.6)Ti_(0.5)O_3 (LNT)锂铌钛陶瓷的烧结行为、微观结构及微波介电性能的影响。用砂磨的方式粉碎粉体,获得了粒度分布均匀且分散性很好的粉体,在一定程度上降低了LNT 陶瓷的烧结温度。另外,通过砂磨粉碎的粉体烧结而得到的陶瓷样品密度、相对介电常数(εr)及机械品质因数与谐振频率的乘积(Q×f)均高于普通球磨工艺制备的。结果表明:在1050 ℃烧结的陶瓷其具有相对优异的微波介电性能,εr =69.9,Q×f =5 887 GHz,谐振频率温度系数τf =28.3×10–6/℃。

V_2O_5的引入方式对锂铌钛微波陶瓷性能的影响

研究了Li_(1+x-y)Nb_(1-x-3y)Ti_(x+4y)微波介质陶瓷以V_2O_5作为烧结助剂的烧结机理,V_2O_5不同的引入方式对材料主晶相预合成度、钒在粉体中的分散性能、烧结性能和微波性能的温度稳定性等的影响。研究表明,该体系属于液相烧结,对V_2O_5进行热处理有利于提高预合成度,有利于制备均匀的陶瓷粉料,有利于提高烧结性能和微波性能的稳定性。

掺杂型锂钛复合氧化物的制备及性能测试

采用高温固相法制备尖晶石型锂钛复合氧化物,并对其进行Cr、Sn复合掺杂改性。通过X射线衍射光谱法(XRD)、电化学阻抗、循环伏安及恒流充放电测试,结果表明,复合掺杂改性降低了锂钛氧化物的放电电压平台,提高了材料的比容量和循环性能。

尖晶石型掺杂锂钛复合氧化物的性能研究

采用高温固相法合成尖晶石型锂钛复合氧化物,并对材料进行Sn、Cr掺杂改性.采用XRD测试对材料进行表征,恒流充放电,电化学阻抗,循环伏安测试方法对材料进行电化学性能测试.实验结果表明,Sn、Cr复合掺杂提高了材料的容量,其中,ST首次放电容量达到168 mAh/g,SC的首次放电容量达到170 mAh/g.同时降低了材料的放电电压平台,改善了材料的电化学性能.