乙腈-水系混合电解液对Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池电化学稳定性的影响

Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)正极材料具有稳定的三维框架结构、较高的工作电压和相对成熟的制备工艺,近年来也逐渐用于水系锌离子电池中。然而,二价Zn^(2+)的脱嵌和活泼的水系反应环境会加速磷酸盐晶格的破坏。本文在Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池体系的水系电解液中加入适量的乙腈(AN),研究电解液中AN与水的比例对离子溶剂化结构和电化学行为的影响规律,并通过非原位XRD探究Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)晶体结构的演变。结果表明:过少的AN会加快正极材料晶格框架的破坏,而过多的AN会减缓电极反应动力学;在含有适量AN的电解液中,Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池不但在50 mA/g的电流密度下具有91.4 mA·h/g的较高比容量,同时在500 mA/g的电流密度下可以稳定循环1000次且无明显容量衰退。

氯化镁-氯化铝-EMImBF_(4)/有机醚可充镁电池电解液

可充镁电池(RMBs)是下一代最具潜力的储能体系之一,电解液对RMBs的性能具有重要影响.本文通过将1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐(EMImBF_(4))添加到MgCl_(2)+AlCl_(3)电解液(MACC)中,构建了一种MACC-EMImBF_(4)/有机醚(MACCE)可充镁电池电解液体系;采用循环伏安(CV)、线性扫描伏安(LSV)、电化学交流阻抗谱(EIS)和恒流充放电曲线(GCD)等方法测试了MACCE电解液的电化学性能及全电池性能;并通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对循环后的电极表面进行了分析.结果表明,EMImBF_(4)的添加有效改善了电解液的性能,MgCl_(2)-AlCl_(3)与EMImBF_(4)的最佳摩尔比为5∶1.MACCE电解液的离子电导率为3.94 mS/cm,Mg^(2+)沉积-溶出过电位为59 mV,库仑效率达97.5%以上,氧化稳定电位可达2.8 V(vs.Mg/Mg^(2+))且循环时间超过500 h.MACCE电解液在循环过程中可在Mg负极表面形成一层纳米颗粒层,有助于改善循环稳定性.MACCE电解液与正极材料Mo6S8的兼容性好,Mo6S8|MACCE|Mg全电池的放电平均比容量可达64.4mA∙h/g(12.88mA/g,0.1C),100次循环后比容量保持率可达73.2%.

后处理厂红油可能组分丁醇及其衍生物与HNO_(3)的绝热量热研究

通过绝热加速量热仪(ARC)探究丁醇、丁醛、丁酮及丁酸四种组分与HNO_(3)的放热行为,对测试结果进行对比分析,并通过热危险性综合评估指数(THI指数)法评估体系危险性。结果表明:在零氧平衡条件下,丁醛-HNO_(3)体系自放热最明显,当丁醛含量仅0.14 g时体系的绝热温升达到118.4℃,放热量为776.6 J/g;丁醇-HNO_(3)体系在40.2℃左右时开始发生放热,自反应放热段最高温度达到145.7℃,最大压力达到34 bar(1 bar=10^(5)Pa)左右;丁酮-HNO_(3)体系从50℃开始放热至136℃结束,放热量为564.0 J/g;丁酸-HNO_(3)体系在小于140.0℃的温度范围内未观察到放热点。随着HNO_(3)浓度的增加(2.0→6.0 mol/L),丁醇-HNO_(3)体系危险性从中等增加到较高级别;丁醇、丁醛、丁酮及丁酸与4.0 mol/L HNO_(3)的反应体系的危险性分别在较高、较高、中等、中等级别。

Fe^(3+)浓度对全钒液流储能装置电解液电化学性能的影响研究

电解液中的金属离子能够显著影响全钒液流储能装置的电化学性能。利用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对Fe^(3+)浓度影响VO^(2+)/VO_(2)^(+)电极过程的规律进行了研究,实验结果表明,Fe^(3+)在一定浓度范围内能够减小界面和电荷转移电阻,阻碍钒离子的扩散;随后界面和电荷转移电阻随Fe^(3+)浓度的增大而增大,而钒离子扩散阻抗逐渐减小。Fe^(3+)在电解液中存在临界浓度范围,即Fe^(3+)浓度需要控制在100 mg·L^(-1)以下。

亚硫酸钠对铜电解液中砷、锑杂质离子脱除影响的研究

以铜电解液为原料进行As、Sb、Bi杂质离子脱除试验的研究,考察了Na_(2)SO_(3)的滴加浓度对铜电解液AsH 3放出的影响,以及温度、时间等对As、Sb等离子脱除的影响。结果表明:Na_(2)SO_(3)的滴加浓度为0.75 g/L、反应温度为65℃、反应时间为120 min时,As^(5+)浓度在铜电解液中的存在量从11.35 g/L下降到10.68 g/L,说明As^(3+)与Sb^(5+)形成了沉淀阳极泥,有效减少了As、Sb杂质离子。

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。

五氧化二钒电解制备全钒液流电池V^(3+)电解液

电解液的质量直接决定了全钒液流电池的储电能力。为了降低全钒液流电池的生产成本,在国内首次采用流动型电解槽电解还原法,研究了采用相对廉价的五氧化二钒(V2O5)代替价格昂贵的硫酸氧钒(VOSO4)为原料制备全钒液流电池电解液的制备技术;研究了阳极电极材料、电解电流密度等对制备电解液的影响因素;并通过循环伏安、交流阻抗和充放电测试分析和比较由两种原料制备的电解液的电化学性能。实验结果表明:以Ru Ir/Ti为阳极,多孔铅板为阴极,3 mol·L-1 H2SO4为阳极电解液,1.5 mol·L-1 V2O5+3 mol·L-1 H2SO4粉末混合溶液为阴极电解液,40 m A·cm-2恒流电解得到的电解液不但具有良好的电化学活性和可逆性,且电流效率高和电能损耗低,完全可以满足全钒液流电池的工作需求。

ITO及WO_3在电解液中的交流阻抗特性

采用表面过程法拉第阻纳表达式方法与等效电路方法,研究透明ITO平面电极及带WO3薄膜层的ITO平面电极处于1 mol LiClO4丙烯碳酸酯电解液中的电化学阻抗谱.分析显示WO3薄膜层有效地阻止了表面吸附参量对ITO电极反应的影响,使电极反应仅受电极电位的影响,并且随WO3薄膜在电解液中浸泡时间的增加,WO3薄膜的常相位角元件的特性最终回归为电容效应.

锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2在不同电解液中的性能研究

应用低热固相合成法制备锂离子电池正极材料L iCo1/3N i1/3Mn1/3O2.研究该材料的结构与形貌,并比较它在商品L iPF6盐和在实验室合成的L iBOB(L iB(C2O4)2)盐电解液中的电化学性能.在L iPF6/EC+DMC+DEC电解液中,该材料表现出优良的电化学性能,其于0.5C、1C、1.5C、2C、3C放电倍率的初始比容量依次为167、163、163、157、147mAh/g,电池的循环性能也较好,说明低热固相合成的材料的有较好的高倍率性能.在L iBOB/EC+DEC+DE电解液中,0.5C倍率下比容量为160 mAh/g,较之L iPF6盐电解液的相差不大,但在高倍率下的比容量有所下降.

电解液中(NaPO_3)_6对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜的影响

通过在硅酸盐电解液体系中加入(NaPO3)6,研究其对ZAlSi12Cu2Mg1表面微弧氧化陶瓷膜层厚度、孔隙率及相组成的影响。结果表明,当(NaPO3)6的加入量在0～12g/L内逐渐增加时,微弧氧化陶瓷膜层的厚度逐渐上升。加入量为0～6g/L逐渐增加时,膜层孔隙率逐渐下降,超过6g/L时,孔隙率开始上升。电解液中未加(NaPO3)6时,陶瓷膜层主要由γ-Al2O3、α-Al2O3及Al2SiO5组成,α-Al2O3和γ-Al2O3相衍射峰强度大致相同;而加入6g/L(NaPO3)6后,陶瓷层中没有发现Na+或PO-,但α-AlO相的衍射峰强度明显高于γ-AlO相,且铝基体的衍射峰强度有所降低。

锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2与电解液的相容性

研究LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2正极材料在四种不同的电解液体系中（LiPF6／EC＋DEC（1：1）、LiPF6／EC＋DMC（1：1）、LiPF：6／EC＋EMC（1：1）和LiPF：6／EC＋Pc＋DMC（1：1：1））的电化学性能，讨论了正极材料与电解液的相容性。结果表明在1mol·L-1LiPF6／EC＋Pc＋DMC（1：1：1）电解液体系中，2．8～4．6V电压范围内，LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2的电化学性能最好，其首次放电比容量可达202．17mA·h·g-1，50次的容量保持率可达88．58％。

γ-丁内酯基电解液中Li_2CO_3添加剂的电化学行为

研究了固体添加剂Li2CO3用于锂离子电池"-丁内酯基(GBL)电解液时的电化学行为。发现Li2CO3提高了石墨电极的首次放电容量和循环性能。采用1mol/LLiPF6/(EC+DMC+GBL)(体积比为4∶4∶3)+0.05mol/LLi2CO3电解液的软包装锂离子电池,首次放电比容量为142.6mAh/g、1C循环200次后的比容量保持率为88.6%。以交流阻抗法和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)方法分析了Li2CO3对SEI膜的影响,结果表明,Li2CO3添加剂促进了SEI膜的形成,降低了SEI膜的阻抗,减少了GBL基电解液的分解,增大了SEI膜中Li2CO3的含量。

基于NaNO_3电解液的TC4薄板阵列群孔电解加工研究

以NaNO3溶液为电解液,利用掩模电解加工原理,采用大功率脉冲电源进行实验。选择电源占空比、脉冲频率、加工电压、电解液温度4个主要参数进行研究,讨论了在以NaNO3溶液为电解液的情况下,不同的加工参数对加工阵列小孔锥度的影响。实验结果表明,采用NaNO3溶液为电解液,选用适当的电源参数和电解液温度,加工的阵列小孔能够达到较低的锥度,且孔径大小和公差均在设计要求范围内,可用于批量生产加工。

离子交换法净化InCl_3电解液的研究

研究离子交换法净化InCl3电解液的工艺.结果表明,采用717型强碱性阴离子交换树脂净化InCl3电解液,最佳工艺条件为铟浓度为50～100g/L,盐酸浓度为0.1mol/L,空间流速为1m3/m3·h.净化后InCl3电解液纯度达99.96%左右.

VC-Li_2CO_3电解液添加剂对锂离子电池TMP基阻燃电解液电化学性能的影响

以磷酸三甲酯(TMP)为阻燃添加剂制备了4种锂离子电池电解液1 mol.L-1L iPF6(1-y%)(ECn-DMC1.0-EMC1.0)-y%TMP((n,y)=(1,44%),(1.5,39%),(2,35%),(1.0,0%))。考察了碳酸亚乙烯酯——碳酸锂添加剂对采用磷酸三甲酯阻燃添加剂的电解液的石墨负极与L iCoO2正极电化学性能的影响。结果表明,制备的1 mol.L-1L iPF661%(EC1.5-DMC1.0-EMC1.0)-39%TMP-4%VC-0.05 mol.L-1L i2CO3电解液具有较好的综合电化学性能,VC-L i2CO3添加剂有效抑制了TMP在碳电极的分解和共嵌入行为。采用这种电解液制备的L i/graph ite电池的首次放电比容量为336.5 mAh.g-1、以0.1 C倍率循环20次的放电比容量为334.5 mAh.g-1,制备的L i/L iCoO2电池的首次放电比容量为145.2 mAh.g-1、以0.1 C倍率循环20次的放电比容量为136.5 mAh.g-1。

用优化的Na2SiO3电解液制备的镁合金陶瓷膜的防护性能

优化镁合金微弧氧化常用的Na2SiO3电解液并制备了白色陶瓷质微弧氧化膜,采用动电位极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)等方法研究其防护性能.结果表明,与常用的Na2SiO3电解液制备的试样相比,优化的Na2SiO3电解液所制备试样的自腐蚀电流降低了3个数量级,并表现出较高的阻抗值;在3.5%NaCl溶液中浸泡发生点蚀的时间从24 h延长到240 h.SEM和XRD分析结果表明,在优化的Na2SiO3电解液中制备的AZ91D的陶瓷膜层孔隙减少,孔径也较小,且增加了低溶解度的Mg5F2(SiO4)2相和起钝化作用的MgAl2O4相.

TC4钛合金HF-HNO_(3)化学抛光的表面质量和元素机理分析

为了提升电火花线切割(Wire cut Electric Discharge Machining,WEDM)加工后的TC4钛合金表面质量,减少表面重熔层厚度,采用不同浓度配比(1∶4、1∶6和1∶8)的HF-HNO_(3)酸蚀溶液对钛合金试件进行化学抛光处理。实验结果表明,HF-HNO_(3)酸蚀溶液能使钛合金重熔层得到显著去除,表面微裂纹得到有效控制;当HF-HNO_(3)酸蚀溶液的浓度配比为1:6时,试件能获得最低的表面粗糙度和最大的表面粗糙度下降率,并且抛光前后钛合金表面元素含量发生了不同程度的变化,Ti、Al和V元素质量分数分别提高了21.5%、41.3%和13.2%,而O、C元素质量分数分别降低了82.5%和33.6%;HF-HNO_(3)酸蚀溶液可显著改善TC4钛合金试件电火花线切割加工后的表面缺陷。钛合金重熔层结构的主要成分与化学抛光后氧化膜的主要成分相似,但与氧化膜的结构不同,这对TC4钛合金试件表面质量提升具有重要意义。

HNO_(3)改性淀粉生物炭吸附四环素的研究

四环素对水环境的污染情况日益严重,需要研究一种高效去除四环素的技术。基于此,利用ZnCl_(2)作为活化剂活化淀粉制备多孔的生物炭材料,再用HNO_(3)对其氧化,制备出表面含氧官能团丰富的多孔生物炭BCHNO_(3),当pH为5时,BCHNO_(3)对四环素具有1263.4 mg/g的吸附容量,吸附动力学符合Elovich模型,吸附机理主要为孔隙填充和氢键作用。

碱性电解液中K_(3)[Fe(CN)_(6)]在锌阳极上的自发还原和吸附延长锌镍电池的循环寿命

采用K_(3)[Fe(CN)_(6)]作为锌镍电池的电解液添加剂,克服了锌阳极的变形。此外,通过一系列实验设计和表征,探索了电解液中金属锌与K_(3)[Fe(CN)_(6)]的反应机理。通过XRD(X-ray diffraction)和XPS(X-ray photo-electron spectroscopy)测试,我们发现金属锌在KOH水溶液中能够与K_(3)[Fe(CN)_(6)]反应,将[Fe(CN)_(6)]^(3-)还原为[Fe(CN)_(6)]^(4−)。添加K_(3)[Fe(CN)_(6)]的锌镍电池实现了更长的循环寿命,比不添加K_(3)[Fe(CN)_(6)]的锌镍电池长3倍以上。在相同循环次数下,改性电解质中锌阳极循环不仅形状变化较小,而且没有出现“死”锌现象,电极添加剂和粘结剂也没有发生偏析。此外,不同于一般的有机添加剂,K_(3)[Fe(CN)_(6)]的加入不仅不会增大电极的极化,还能够提高锌镍电池的放电容量和倍率性能。因此,考虑到这一改性策略有着较高的可行性和较低的成本,K_(3)[Fe(CN)_(6)]添加剂在锌镍电池的实际应用中具有极大的推广潜力。

电解液中添加La（NO3）3·6H2O及Na5P3O10对ZAlSi12表面微弧氧化层特性的影响

在硅酸盐电解液体系下对ZAlSi12铝合金进行微弧氧化,研究电解液中不同的添加剂对陶瓷膜形成过程及膜层特性的影响,采用SEM、XRD、EDS等分析手段分析陶瓷层的表面形貌、相组成及成分,同时测试了膜层的厚度。结果显示,加入La(NO3)3·6H2O后,膜层增厚,膜层的基本组成相仍为α-Al2O3和γ-Al2O3,且La(NO3)3·6H2O及Na5P3O10·6H2O的加入使两相的相对含量增加,能谱分析显示La元素及P元素也进入到膜层中,说明其不仅影响了烧结过程,还参与了氧化反应。