LiNi(0.8)Co(0.15)Al(0.05)O2正极材料的FePO4包覆改性

使用液相包覆工艺对LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2(NCA)材料进行FePO_4包覆改性,利用FePO_4优异的结构稳定性与热稳定性,对NCA的长期可靠性与安全性能进行改良。重点研究FePO_4包覆对NCA材料的改性效果,以及不同包覆量造成的NCA材料电化学性能差异。表面包覆的FePO_4保护层,能够防止NCA材料与电解液直接接触发生副反应,抑制长期循环过程中过渡金属离子的溶出,保持结构的长期稳定性。当包覆量为1.0%(w/w)时,NCA材料表现出最优的综合性能,充放电循环800次后,容量保持率依然高达95%,25℃下存储100 d后,容量保持率也高于95%,达到了兼顾能量密度、使用寿命及安全性能的理想效果。

EDDS强化Fe^0-Al^0体系降解废水中4-氯酚的性能和机理

采用乙二胺二琥珀酸(EDDS)强化Fe^0-Al^0体系还原水溶液中的O_2产生H_2O_2和·OH等活性氧(ROS)的绿色高级氧化工艺,以4-氯酚(4-CP)模拟废水为研究对象,考察了溶液的初始p H值、铁铝的质量比、EDDS投加量和4-CP的初始浓度等因素对4-CP降解的影响.采用电子自旋共振(ESR)法、苯甲酸捕捉法以及4-CP的降解产物等证实了ROS的产生及4-CP的降解机制.结果表明:EDDS强化Fe^0-Al^0/O_2体系对4-CP的去除率随溶液初始p H的升高而降低,但在p H=2.5~9范围内,始终具有较好的4-CP去除率;随Fe^0:Al^0质量比增加4-CP的去除率先增大后减小,最佳质量比为4:1;随EDDS投加量和4-CP初始浓度增加,4-CP的去除率增大;EDDS可使体系的高级氧化能力提高9倍,在初始p H=2.5、Fe^0=8g/L、Al^0=2g/L、EDDS=1.5mmol/L条件下,反应3h后100mg/L 4-CP的去除率和脱氯率均达到近100%..

固相法合成LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料及其电化学性能研究

以碳酸锂(Li_2CO_3)、三氧化二镍(Ni_2O_3)、三氧化二钴(Co_2O_3)及纳米级氧化铝(Al_2O_3)为原料,采用固相法合成LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2(NCA)三元正极材料,通过X射线衍射和扫描电镜对正极材料的物相结构、颗粒大小及形貌进行分析与表征。结果表明:在800℃下煅烧18h的正极材料具有最好的结晶度,粒径在200~400nm之间,粒度分布均匀,没有其他杂质存在。NCA三元正极材料的电化学性能测试表明:充放电过程中Li^+脱出/嵌入较为容易,循环性能和稳定性良好,首次充电容量为145.8mAh/g,放电容量为142.2mAh/g,电化学性能较好。

Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))_(1-2x)Mg_xAl_xO_2的合成与电化学性能

采用溶胶-凝胶法在900!于空气中煅烧合成了层状复合掺杂型正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2(x=0,0.01,0.02,0.05)。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等研究了掺杂元素对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的结构和电化学性能的影响。结果表明,适量Mg、Al掺入Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2后降低了材料的阳离子混排程度,且晶胞参数随着掺杂量的增加而增加。合成材料颗粒分布比较均匀,平均粒径约为0.5mm。在充放电倍率为0.1C和电压范围为3.0"4.3V的条件下,与未掺杂样品相比,Mg-Al复合掺杂的样品具有更好的电化学性能和容量保持率。当x#0.02时,复合掺杂样品的首次放电容量和库仑效率分别为153mAh/g和93.0%,20个循环后容量保持率达93.4%。因此Mg-Al复合掺杂锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2是很有前景的。

Ni在Al-TiO_2-B_2O_3粉末机械合金化中的加速效应

为了制备镍基Al_2O_3-TiB_2金属陶瓷涂层,研究了不同质量分数的Ni对球磨Al-TiO_2-B_2O_3粉末的影响。对球磨后的粉末进行了XRD、SEM、EDS和DSC测试分析。结果表明:加入适量Ni,在机械合金化过程中能够产生加速效应,缩短得到Ni基Al_2O_3-TiB_2金属陶瓷粉体的时间。Ni在机械合金化过程中的加速效应的机制是优先生成了Ni Al化合物,加速了TiO_2和B_2O_3中Ti和B被Al还原出来的反应,促进了化学反应10Al+3TiO_2+3B_2O_3=5Al_2O_3+3TiB_2的进行。

SF_6/O_2气氛下Al对反应离子刻蚀Si的增强作用机理研究

通过实验和统计分析方法研究了Al在SF6/O2气体干法刻蚀Si中的增强作用机理。研究表明,Al在SF6/O2刻蚀Si中具有增强作用,而且Al的增强作用基本独立,受其它刻蚀条件的影响较小。Al对Si刻蚀速率的增强作用并非都是由于衬底温度升高所致,而是Al表面形成的AlF单原子层起到了催化作用,使SF6分解出更多的F自由基,从而提高了Si的刻蚀速率。

2Na^+O^(2-)/Al-MCM-41型固体超强碱催化剂的制备及表征

以Al-MCM-41分子筛为载体,制备了2Na^+O^(2-)/Al-MCM-41分子筛型固体超强碱催化剂,通过XRD、FT-IR、BET、SEM、TEM、碱强度和碱浓度测定等分析测试手段对催化剂进行表征。结果表明,与同类超强碱催化剂相比,2Na^+O^(2-)/Al-MCM-41具有丰富的孔结构、理想的碱强度和碱浓度。通过催化合成二苄叉丙酮实验,表明该催化剂具有优良的低温催化活性和良好的催化选择性。

新型锂二次电池阴极材料Li(Al_(0.3)Co_(0.7))O_2的充放电特性

研究应用于锂二次电池阴极的新型高能量密度存贮材料 L i( Alx Co1- x) O2 的充放电特性 ,并与相同条件下制备的传统材料 L i Co O2 进行对比 .结果表明 ,70 0℃烧结的Li( Al0 .3 Co0 .7) O2 有较好的充放电平台 ,电化学容量大于同样条件下制备的 Li Co O2 .

正极材料Li[Ni_(1-x-y)Co_xM_y]O_2(M=Al、Mn)的合成与性能

采用共沉淀法合成了锂离子蓄电池Li[Ni(1-x-y)CoxMy]O2(M=Al、Mn)正极材料,X射线衍射光谱法(XRD)分析表明全部为标准的α-NaFeO2层状结构,Al和Mn完全进入晶格中。扫描电子显微镜法(SEM)观察二次颗粒形状为球形。差示扫描量热法(DSC)分析表明掺杂后材料的热稳定性有了一定的提高。在电压范围为3.0～4.3V,电流密度为5mA/g的条件下,LiNi0.8Co0.2O2、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2和LiNi0.8Co0.15Mn0.05O2的首次放电比容量分别为190、187、184mAh/g,60次循环后容量保持率分别为91.3%、93.8%和92.3%,循环性能有了很大的提高。综合各项性能,认为掺Al比掺Mn材料性能要好。

掺杂Mg对LiCo_(0.7)Al_(0.3)O_2性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成了锂离子电池正极材料LiCo0.7Al0.3-xMgxO2(x=0,0.03,0.05,0.07)。用XRD和SEM研究了材料的晶体结构和表观形貌;通过恒流充放电和循环伏安研究了材料的电化学性能。结果表明:LiCo0.7Al0.3-xMgxO2样品均为-αNaFeO2型层状结构,形貌近似为球形,且颗粒分布均匀。掺杂Mg后,材料的充放电电压略有降低;LiCo0.7Al0.25Mg0.05O2样品的首次放电比容量为122.10 mAh/g,30次循环后的容量保持率为95.03%。

Al^0-O_2体系降解活性黄3RS溶液

酸性条件下,采用Al0-O2体系对活性黄3RS染料溶液进行降解,考察了活性黄3RS的初始浓度,p H、Al0的浓度、温度、Fe2+浓度等因素对其降解率的影响.结果表明,在p H=2和Al0浓度为1 g·L-1时,对50 mg·L-1活性黄3RS的降解率最高,反应150 min时最高可获得92%的降解率;降解后其COD值由126.35 mg·L-1降至49.44 mg·L-1;温度升高,活性黄3RS的降解率提高,其表观反应活化能为108.262 k J·mol-1;动力学分析表明该过程为一级反应,反应速率常数kobs=1.2×10-2s-1;当向体系中加入Fe2+时,其降解速率加快.

温度对共沉淀法制备LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的影响及机理研究

以硝酸盐为原料,采用共沉淀法制备出Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2正极材料,研究了反应温度对材料的结构以及电化学性能的影响。结果表明:烧结温度对晶体结构的完整性以及晶粒尺寸有很大的影响,温度过低时,无法形成完整的层状结构,阳离子混排严重;温度太高,晶体生长过快,晶粒尺寸粗大,晶格常数变小,不利于充放电循环时锂离子的脱嵌,造成容量的损失。在500℃预烧结、800℃烧结时获得的材料具有最好结构性能以及电化学性能,0.1 C首次放电比容量为186.8 m Ah/g,5 C下仍能保持107.4 m Ah/g,具有优异的循环性能以及倍率性能。

双反相微乳液法制备掺杂镨(Ce,Zr,Al)O_2纳米固溶体

以曲拉通X-114为表面活性剂,正戊醇为助表面活性剂,环己烷为油相,铈锆镨铝硝酸盐混合水溶液或氨水溶液为水相组成双反相微乳液体系,制备掺杂镨(Ce,Zr,Al)O2纳米固溶体,并利用XRD,TEM,FT-IR和Raman等手段对样品的物相结构、晶粒大小进行表征.结果表明,稀土元素镨掺杂入(Ce,Zr,Al)O2形成的混合氧化物为萤石型立方晶相结构的均相固溶体,环己烷/曲拉通X-114/正戊醇/水溶液组成的双反相微乳液体系是合成粒径尺寸5nm左右、分散均匀的掺杂镨(Ce,Zr,Al)O2纳米固溶体的有效途径.

NaAlO_2为铝源时不同碱源对MCM-22分子筛合成的影响

研究了以Na Al O2为铝源时不同碱源对MCM-22分子筛合成的影响。以KOH为碱源时,得到纯相MCM-22分子筛的K/Si O2比值范围变窄;在体系中引入含羟基的低聚物以后,合成纯相K/Si O2的比值范围得以扩大,其原因是羟基与碱羟基的作用降低了碱羟基的活度;在体系中引入硝酸钾,对合成没有影响。可以扩大在Si O2-Na Al O2-HMI-Na OHH2O体系中,以KOH为碱源,加入多羟基低聚物扩大了合成纯相MCM-22的K/Si O2比值范围;而KNO3的引入对合成结果影响较小。以Ba(OH)2为碱源时,当Ba/Si O2≤0.061时,可以得到纯相MCM-22分子筛,且样品的结晶度随着Ba/Si O2比值的增大出现一个最高点,当Ba/Si O2比值继续增大时,也即体系的碱度增大,合成产物则发生从无定形物-混晶的转变。在体系OH-/Si O2比值不变时,以(KOH+Na OH)为碱源,合成产物均为纯相MCM-22,且产物的结晶度随KOH/Na OH比值的增大而有所提高。采用KOH+Ba(OH)2作碱源,保持K/Si O2比值不变,随着Ba/Si O2比值的增大,产物MCM-22的结晶度逐渐减小。当其他因素不变时,合成产物随体系碱度的增大而逐步发生从MCM-22-无定形-转晶的变化;同时,MCM-22分子筛的结晶度随体系碱度的变化出现最大值。

价非均衡化体系Li(Co_xAl_(1-x))O_2、Li(Al,Co)_xMn_(1-x)O_2的X射线表征及Al、Mn掺杂的影响

运用X射线衍射法研究价非均衡化体系Li(CoxAl1-x)O2、Li(Al,Co)xMn1-xO2的X射线表征Al、Mn掺杂的影响.并得到掺杂Mn使材料c轴变长a轴变短的结论.

Li(Ni-Co-Al)O_2三元材料制备及其超级电容性能研究

三元正极材料Li(Ni-Co-Al)O2因其良好的电化学性能已经逐渐发展为替代其他传统三元正极材料的新型电极材料。本文以氨水做络合剂、氢氧化钠为沉淀剂,采用共沉淀-固相法制备Li(Ni-Co-Al)O2三元材料并用于超级电容器件研究,探究了Li(Ni-Co-Al)O2的制备条件和氧化铝包覆改性对材料超级电容性能的影响。通过X射线衍射、比表面积的表征研究制备条件对Li(Ni-CoAl)O2物化性质的影响,通过循环伏安、恒流充放电、循环倍率以及交流阻抗等电化学性能测试探究了材料的超级电容性能的影响。结果表明:采用共沉淀-固相法制备的三元Li(Ni-Co-Al)O2材料具有良好的比电容,且通过氧化铝包覆改性后材料的比电容和循环稳定性都得到了进一步的提升。

层状正极材料Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13-x)Al_x]O_2的合成及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成层状正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13-xAlx]O2(x=0,0.05,0.13)。用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)和充放电测试等手段对产物的结构及电化学性能进行了表征。结果表明:采用溶胶-凝胶法在900℃空气氛围下煅烧12h制备的Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.08Al0.05]O2晶型较好,具有α-NaFeO2型层状结构。室温,2.0～4.8V下,0.1C倍率下最高放电比容量达到268.3mAh/g,0.2C倍率下循环50次后比容量依然高达238.1mAh/g,具有良好的电化学性能。

富镁镍渣-粉煤灰基多孔地质聚合物性能研究

本研究使用了两种不同的发泡剂(双氧水和铝粉),以氢氧化钠为激发剂,以富镁镍渣和粉煤灰为原料,制备了多孔地质聚合物。从干密度、抗压强度、导热系数、吸水率等方面考察了发泡剂种类和含量对富镁镍渣-粉煤灰基多孔地质聚合物性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)探究了多孔地质聚合物的水化产物。研究发现两种发泡剂都能成功制备多孔地质聚合物,随着发泡剂含量增加,多孔地质聚合物的干密度、抗压强度和导热率逐渐减低,吸水率逐渐上升。在发泡剂的作用下碱基地质聚合物内部形成了多孔结构,且发泡剂并不影响地质聚合反应的产物。本研究证明两种发泡剂都可以用来制备碱激发富镁镍渣-粉煤灰多孔地质聚合物,为富镁镍渣地聚物应用提供了参考。

镍钴铝酸锂高镍系正极材料的研究进展

总结镍钴铝酸锂高镍系锂离子电池正极材料存在的问题,如循环稳定性不佳、热稳定性差和储存性能差等;综述近年来对容量衰减机理的研究,重点介绍几种改性方法,如优化合成工艺、离子掺杂、表相改性和制备复合材料等;展望镍钴铝酸锂高镍系层状正极材料的发展方向。

UUV用铝氧电池

应用于UUV动力的电源有多种类型的电池,但铅酸电池和镉镍电池比能量低,循环寿命短,银锌电池和质子交换膜燃料电池成本高,锂电池有安全性问题,相比较而言,铝氧半燃料电池比能量较高,成本较低,是一种新型的UUV动力电源。简述了UUV用铝氧电池发展的必然性、特点和可行性。重点介绍了发展UUV用铝氧电池所需要解决的关键技术,包括高效铝阳极、电解质管理系统和供氧系统等。