聚多巴胺改性静电纺EVOH–SO_3Li薄膜的热力性能

由静电纺丝技术制备的EVOH–SO_3Li纳米纤维薄膜的力学性能不高,为了改善薄膜的力学性能,采用多巴胺对EVOH–SO_3Li纳米纤维膜进行改性。通过宏观形貌观察、扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱分析这三种测试方法相结合,表明多巴胺粘附在纳米纤维上,并在纤维膜上进行自聚形成聚多巴胺(PDA)。热失重分析结果表明,热失重为10%时PDA改性后的隔膜较未改性的EVOH–SO_3Li纯膜提高了67℃。拉伸性能测试结果表明,浸泡浓度为0.015 mol/L时,PDA改性后的隔膜拉伸强度比纯膜提高了11.89 MPa。PDA改性后薄膜的孔隙率有所下降但吸液率提升明显,最高达到了480%。

热处理对Mg-3Sn-2Al-1Zn-5Li合金耐蚀性能的影响

对Mg-3Sn-2Al-1Zn-5Li合金进行了不同方式的热处理。利用电化学测试研究了不同热处理状态合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为,并通过扫描电镜、能谱以及X射线衍射分析了合金腐蚀形貌及腐蚀产物的成分。结果表明:经固溶处理和时效处理后,合金的耐蚀性能有所提高,并且固溶态的Mg-3Sn-2Al-1Zn-5Li合金有着最佳的耐蚀性能;合金的腐蚀特征为丝状腐蚀,腐蚀产物主要为Mg(OH)_(2)。

EVOH-SO_3Li/PET电纺锂离子电池隔膜电化学性能

采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)与乙烯-乙烯醇共聚物的磺化物(EVOH-SO_3Li)进行交替静电纺丝,制备EVOH-SO_3Li/PET复合锂离子电池隔膜,通过扫描电子显微镜对隔膜的微观形貌进行观察,并利用IM6型电化学工作站对隔膜的电化学性能进行分析测试。结果表明:EVOH-SO_3Li/PET纤维膜的平均直径为387nm,两种纤维均呈现均匀的网状结构。相比纯EVOH-SO_3Li纤维,改性后EVOH-SO_3Li/PET复合纤维之间粘连现象明显降低,且纤维表面更加光滑,纤维间孔隙增大;组装的锂离子电池的电化学稳定窗口为5.3V,界面阻抗降至212.31Ω,离子电导率则提高至2.347×10^(-3)S/cm,与EVOH-SO_3Li隔膜相比各项性能均有所提高。

静电纺EVOH–SO_3Li/NCC锂离子电池隔膜的性能

纳米纤维素(NCC)表面的羟基可以与乙烯–乙烯醇塑料(EVOH)接枝SO3Li的表面羟基相互作用形成氢键,使两者结合更加紧密。用聚合物共混原理,将酸水解法制备的NCC按一定比例添加到以N,N一二甲基乙酰胺为溶剂的EVOH–SO3Li纺丝液中均匀混合。用高压静电纺丝技术制备EVOH–SO3Li/NCC复合隔膜,测试并分析其性能。结果表明,NCC添加后,EVOH–SO3Li/NCC复合隔膜的力学性能、热性能得到了一定程度的提高。当NCC含量为3%时,复合隔膜的拉伸强度达到最大值2.42 MPa,相较不含NCC时的拉伸强度1.92 MPa有较大提高,初始热分解温度也由252.18℃提高到262.90℃。

静电纺丝制备EVOH-SO_3Li/SiO_2无纺布形貌及热特性研究

为研究掺杂纳米Si O2对EVOH磺酸锂（EVOH-SO3Li）无纺布形貌及热特性影响,以聚乙烯-乙烯醇（EVOH）和1,3-丙烷磺酸内酯为原料,叔丁醇锂为催化剂,合成EVOH磺酸锂接枝聚合物,并进行纳米Si O2掺杂改性,经静电纺丝制备出EVOH-SO3Li、EVOH-SO3Li/Si O2两种无纺布;应用扫描电镜观察分析了无纺布的微观形貌,并通过差示扫描量热仪及热失重仪对无纺布热性能进行研究分析;结果表明：经纳米Si O2改性后,纤维直径降低,分布在0.1~0.2μm之间,无纺布结晶度升高,熔点提高35℃,起始热分解温度升高30℃.

固态电解质Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)中Li+的迁移特性

Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)(LATP)是一种颇具前景的NASICON型锂离子固态电解质.本文通过第一性原理计算研究了不同Al掺杂浓度(x=0.00,0.16,0.33,0.50)对LATP的结构特性、电学特性以及Li^(+)迁移特性的影响.结果表明,Al能够稳定掺杂进入LiTi2(PO4)3(LTP)的晶体结构当中.当Al掺杂浓度x=0.16时,Li—O键的平均键长最长,成键强度最弱,而Ti—O键强度随Al掺杂浓度变化不大.Al掺杂浓度对LATP带隙的影响不大,但Al附近的O原子聚集了更多的负电荷,形成AlO6极化中心.Li^(+)不同的迁移方式(空位迁移、间隙位迁移和协同迁移)在Al掺杂浓度不同时展现出复杂的能垒变化,Li^(+)在空位迁移中迁移势垒随Al掺杂浓度的增大而升高,而在间隙位迁移中Li^(+)的迁移势垒变化相反,由于协同迁移中涉及空位和间隙位两种位点,Li^(+)的迁移势垒表现为随Al掺杂浓度的升高先降低后升高的复杂变化.当x=0.50时,LATP具有最低的Li^(+)迁移势垒0.342 eV,这个势垒值是间隙位迁移的结果.因此,通过改变Al掺杂浓度,可改变间隙Li^(+)浓度及迁移通道结构,进而调节Li^(+)的迁移性能,提高LATP中的Li^(+)导电性能.

双掺杂提升Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)锂离子传导能力

Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)固体电解质由于优越的综合性能,而极有可能应用于全固态锂电池。但其较低的锂离子电导率影响了电池性能。为进一步提高其锂离子传导能力,采用一定量Ga掺杂锂位将其稳定为立方相,并将不同半径的Cr^(3+),Sc^(3+),Gd^(3+)分别掺杂锆位,并研究它们对LLZO结构及性能的影响。结果表明,Ga,Sc共掺时制备的Li_(6.4)Ga_(0.25)La_(3)Zr_(1.85)Sc_(0.15)O_(12)具有最高的室温离子电导率,可达1.20×10^(-3 )S/cm,而活化能仅为0.22 eV。

EVOH-SO3Li/P(VDF-HFP)/HAP锂离子电池隔膜的制备及电化学性能

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-HFP))、纳米羟基磷灰石(HAP)和聚乙烯-乙烯醇共聚物的磺化物(EVOH-SO3Li)为原料进行高压共混静电纺丝,制备出EVOH-SO3Li/P(VDF-HFP)/HAP锂离子电池隔膜。利用FTIR,SEM,电化学工作站和电池检测系统对隔膜进行测试分析。结果表明:EVOH-SO3Li隔膜为粗细均匀的三维网络结构,加入P(VDF-HFP)和HAP后,EVOH-SO3Li/P(VDF-HFP)/HAP复合隔膜呈现出树枝形状的三维网状结构,提高了隔膜的孔隙率和吸液率,与纯EVOH-SO3Li隔膜相比,分别提高了37.5%和91.6%。同时表现出良好的电化学性能,组装的锂离子电池的电化学稳定窗口为5.65V,界面阻抗降至184.24Ω,离子电导率则提高至2.686×10^-3 S·cm^-1;在0.5 C放电电流下循环100次后容量保持率为96.69%,与EVOH-SO3Li隔膜相比各项性能均有所提高。

Li掺杂α-Bi_(2)O_(3)电子结构和光电性质的 第一性原理研究

α-Bi_(2)O_(3)是一种新型光催化材料,则改善α-Bi_(2)O_(3)在可见光范围内的光吸收率,对其在污水处理和环境治理方面的应用具有重要意义。本文采用第一性原理密度泛函理论对Li掺杂α-Bi_(2)O_(3)的晶体结构、电子结构、光学性质进行了计算研究。结果表明,Li掺杂α-Bi_(2)O_(3)的体系结构较为稳定,有较小的结构变形。本征α-Bi_(2)O_(3)是带隙值为2.85eV的间接带隙半导体,Li掺杂后由于Li 2s态电子的影响,促使价带能级杂化,体系禁带宽度减小为1.131 eV,导带下方出现了杂质能级,便于电子跃迁,降低氧化还原反应所需光子能量,提高光催化效率。Li掺杂使α-Bi_(2)O_(3)对可见光的吸收范围由400.00nm~478.76nm延伸至400.00nm~800.00nm,拓宽了α-Bi_(2)O_(3)的可见光吸收范围,吸收边界发生红移。研究结果阐明了Li掺杂α-Bi_(2)O_(3)光催化性能得到提高的理论原因,为Li掺杂α-Bi_(2)O_(3)在光催化领域中的应用提供了理论基础。

PO_(4)^(3-)掺杂和AlF_(3)包覆协同增强Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54_O_(2))正极材料电化学性能

本研究采用PO_(4)^(3-)掺杂和AlF_(3)包覆的协同改性策略制备了P-LNCM@AlF_(3)正极材料(P=PO_(4)^(3-),LNCM=Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54_O_(2))),提高了LNCM的结构稳定性以及抑制了界面副反应。其中,大四面体的PO_(4)^(3-)聚阴离子掺杂在晶格中抑制了过渡金属离子的迁移,降低体积变化,从而稳定了晶体结构,而且PO_(4)^(3-)掺杂能够扩大锂层间距,促进Li^(+)的扩散,从而提升材料的倍率性能。此外,AlF_(3)包覆层能抑制材料与电解液的副反应从而提升界面稳定性。基于以上优势,P-LNCM@AlF_(3)正极表现出了优异的电化学性能。在1C电流密度下表现出了179.2 mAh·g^(-1)的放电比容量,循环200圈后仍有161.5 mAb·g^(-1)的放电比容量,容量保持率可达90.12%。即使在5C的高电流密度下仍可提供128.8 mAh·g^(-1)的放电比容量。

预处理对喷射沉积Al-Cu-Li合金中Al_(3)Zr粒子析出及再结晶行为的影响

本文为探究如何调控喷射沉积Al-Cu-Li合金中Al_(3)Zr粒子的析出以及其析出机制,通过扫描电镜、透射电镜和电子背散射衍射研究了预处理对喷射沉积Al-Cu-Li合金中Al_(3)Zr粒子的析出行为及其对再结晶的影响。研究结果表明,喷射沉积Al-Cu-Li合金中Al_(3)Zr粒子存在分布不均匀,其粒子数量密度在Zr原子过饱和度高的晶内更高,在过饱和度低的晶界附近更低;晶界附近和晶内均存在局部无沉淀析出带,且晶界附近存在少量粒子线性团簇。在均匀化过程中Zr原子与位错攀移之间发生交互作用使得Al3Zr粒子析出。在均匀化前热变形预处理增加了基体中位错数量进而促进了Al_(3)Zr粒子析出,改善了粒子分布,抑制了局部无沉淀析出带。相比于(573 K/12 h)退火预处理和673 K下压缩10%预处理,673 K下压缩30%预处理试样中Al3Zr粒子密度更高,分布更均匀,尺寸更小。经过热压缩和固溶处理后,3种热压缩试样大角度晶界占比分别为30.3%、21.6%和17.3%。本研究将为喷射沉积Al-Cu-Li合金的研发提供依据。

Li含量对Li_(3x)La_((2/3)–x†(1/3)–2x)TiO_(3)固态电解质表面稳定性、电子结构及Li离子输运性质的影响

Li_(3x)La_((2/3)–x†(1/3)–2x)TiO_(3)(LLTO)是一类颇具前景的锂离子电池固态电解质.本文采用第一性原理结合分子动力学方法对贫锂相和富锂相两种类型的LLTO表面进行研究,分析表面Li含量对其稳定性、电子结构及Li离子输运性质的影响.结果表明,具有La/O/Li-原子终端的(001)面为最稳定晶面.对于LLTO(001)面,当贫锂相/富锂相终端Li含量为0.17/0.33,0.29/0.40,0.38/0.45时,其表面结构更为稳定.电子结构分析表明,随着Li含量的增大,不论是贫锂相还是富锂相,其(001)表面均发现金属至半导体的转变.Li离子输运性质的研究结果表明,贫锂相和富锂相LLTO(001)表面均具有沿ab平面的二维扩散通道,且当终端Li含量分别达到0.38和0.40时具有最大的Li离子扩散系数及最低的Li离子扩散能垒,最低扩散能垒分别为0.42 eV和0.30 eV.因而,改变终端Li含量有利于提高LLTO(001)表面稳定性、打开表面带隙、改善Li离子迁移性能,这有助于抑制LLTO表面锂枝晶的生长.

Mg-3Li和Mg-3Li-1Sc合金直接化学镀镍工艺研究

选用真空熔炼Mg-3Li和Mg-3Li-1Sc合金为实验材料,在以Ni2SO4为主盐的溶液中对其进行化学镀镍。以主盐和还原剂的配比、施镀温度和时间为变量,进行正交实验,对获得的化学镀镍层进行形貌观察,并用3.5%NaCl水溶液全浸实验评价镀层的耐蚀性。结果表明:主盐与还原剂配比为1∶1时两种合金镀层耐蚀性较高;最优温度与时间为:90℃/3 h(Mg-3Li)和80℃/2 h(Mg-3Li-1Sc)。

V_(2)O_(5)-Al_(2)O_(3)助烧剂对低温烧结Li-Zn微波铁氧体性能的影响

随着现代无线通信技术的进步,微波通信器件向小型化、一体化方向发展,其中低温共烧陶瓷/铁氧体技术是关键所在.针对适用于雷达移相器中的Li-Zn微波铁氧体,本文通过加入V_(2)O_(5)-Al_(2)O_(3)(VA)助烧剂实现低温烧结(低于950℃),并研究助烧剂添加量及烧结温度对于材料晶体结构、微观形貌以及磁性能(饱和磁感应强度、矫顽力、铁磁共振线宽等)的影响.VA助烧剂的参与可以在降低烧结温度的同时维持Li-Zn微波铁氧体的尖晶石晶体结构,并能促进晶粒的生长,Li-Zn铁氧体的平均晶粒尺寸由最初的0.92μm增至9.74μm.在Li-Zn铁氧体烧结过程中,VA助烧剂中的V_(2)O_(5)由于具有较低的熔点会先融化形成液相,促进晶粒的生长;同时具有较高熔点的Al_(2)O_(3)可以抑制晶粒的过大增长,使晶粒均匀化.未添加助烧剂与添加VA助烧剂(质量分数为0.18%)制备的铁氧体相比,样品的饱和磁感应强度(B_(s))由144 mT增至281 mT;矩形比(M_(r)/M_(s))由0.57升至0.78;矫顽力(H_(c))由705 A/m降低至208 A/m;铁磁共振线宽(ΔH)由648 Oe减至247 Oe(1 Oe=10^(3)/(4π)A/m).总体来说,VA助烧剂可以有效提升Li-Zn微波铁氧体的多项性能,对低温共烧陶瓷/铁氧体技术的发展具有积极意义.

含人工缺陷的2195-T8铝锂合金在30%HNO_(3)中的腐蚀行为

为研究2195-T8铝锂合金在酸性介质中的腐蚀性能,通过扫描电子显微镜(SEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)等微观表征手段,分析2195-T8铝锂合金在30%HNO_(3)中的腐蚀形貌。提出一种块分割和边缘检测相结合的图像处理方法,从统计的角度对2195-T8铝锂合金在30%HNO_(3)中的腐蚀规律进行分析。结果表明:合金在浸泡不同时长后出现了典型的点蚀和晶间腐蚀形貌;人工缺陷深度会加剧腐蚀的程度;在腐蚀的初期阶段,蚀坑的数量快速增长,蚀坑面积主要集中在0~20μm^(2)。而在腐蚀的中后期,蚀坑的数量及面积变化不大,只有少量的蚀坑可以继续扩展形成面积大于50μm^(2)的蚀坑。

Li(Mn_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3))_(1-y)M_yO_2(M=Al,Mg,Ti)正极材料的制备及性能

采用液相共沉淀合成锰镍钴氢氧化物前驱体，在前驱体中掺入元素M（M=Al，Mg，Ti），与锂结合生成Li（Mn1／3Ni1／3Co1／3）0.98M0.02O2材料，结果表明掺杂可有效提高材料的循环性能。X射线衍射结果表明：随掺钛量增大（0≤y≤0．15），晶格畸变增大，半高宽变大，晶粒粒径增大；其中掺钛量y=0．1的材料电化学性能表现最好，以20mA／g电流充放电，在2．5～4．6V电压区首次放电容量可达215mA·h／g。

西藏扎布耶盐湖盐田高品位Li_2CO_3混盐的制取试验及意义

扎布耶盐湖具天然Li2 CO3 产出 ,其为微溶矿物 ,且溶解度随温度升高而降低 ,其余大多数盐类矿物溶解度均为随温度的升高而升高。不同结构结晶池所产出混盐中Li2 CO3 质量百分数明显不同 :露天式为 4 .0 6 % ,MPFS式为 2 .5 3% ,FPFS式为 5 6 .4 3%。据此 ,总结出高品位Li2 CO3 混盐制取的基本思路和控制指标 :盐田冷冻、日晒 ,使卤水中Li含量升高至当时水温条件下的饱和点后 ,不蒸发而升温 ,卤水中Li饱和后的控制指标为温度。

高倍率性能锂离子电池Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2正极材料的制备及其电化学性能

采用改进的碳酸盐共沉淀与高温固相法相结合的方法制备出了高倍率性能的锂离子电池正极材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安扫描(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和电化学性能测试等手段对材料进行表征.结果表明,该方法制备的材料具有良好的α-Na Fe O2型层状结构(R3m(166)),一次粒径平均大小为157 nm,二次颗粒成球形.同传统碳酸盐制备得到的材料相比,该材料具备良好的倍率性能和循环性能,在2.7-4.3 V电压范围内,0.1C(1.0C=180 m A?g-1)倍率下,首次放电比容量为156.4m Ah?g-1,库仑效率为81.9%.在较高倍率下,即0.5C、5.0C和20C时,其放电比容量分别为136.9、111.3、81.3m Ah?g-1.在1C倍率下100次循环容量保持率为92.9%,高于传统共沉淀法得到的材料(87.0%).

锂离子电池正极材料Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的研究进展

综述了锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的研究现状。对该材料结构、合成方法、电化学性能及热力学稳定性的研究进展作了较为详细的介绍,并对它的发展进行了展望。

Li_3V_2(PO_4)_3电极过程及其锂离子脱嵌动力学研究(Ⅰ)

采用溶胶凝胶法合成了Nasicon化合物Li3V2(PO4)3,采用X射线衍射(XRD)对产品进行了物相分析.采用充放电测试,循环伏安(CV)研究了化合物的电化学性能和锂离子的脱嵌过程,计算出Li+在固相中的扩散系数(10-8cm2?s-1);采用交流阻抗测试(EIS)研究了Li3V2(PO4)3的电极过程;对两种类型的阻抗图谱提出不同等效电路模型并对结果进行了拟合;研究了Li3V2(PO4)3电极过程动力学以及新鲜电极界面在充放电过程中的变化特性.