新型热电池阳极Li-B合金的制备、性能与应用

Li B合金是热电池最新一代的阳极材料。本文介绍了该合金的合成机制、制备方法、显微组织结构和物理化学性能 。

热电池阳极材料Li-B合金的密度分析

根据LiB化合物的六方结构模型 ,计算了热电池阳极材料Li B合金随B含量变化的理论密度曲线。采用阿基米德方法分别测量了含 2 4% (摩尔分数 )B的Li B合金反应完全并经冷挤压后的样品和未经第二次放热反应中间样品的密度 ,综合分析了以往不同研究者所测量的结果。结果表明 ,反应充分并消除合金中孔隙后合金的实验密度值与理论计算值一致 ,以往造成实验偏差的主要原因是样品中存在孔隙。中间样品的密度与Li B元素混合计算密度一致 ,它支持在第一次反应和第二次反应之间B熔化在Li中的观点。

热电池新型阳极材料Li-B合金研究进展

介绍了Li-B合金作为最新一代热电池阳极材料所具有的优良性能。重点综述了它在材料的物理化学性能、结构与组成及材料合成机制与制备等方面的研究现状及最新进展。同时介绍了国内Li-B合金阳极的研究现状。

Li-B合金的制备及反应机制研究

通过对合成装置的温控、散热、搅拌桨叶片等进行有效改进,获得了300g/炉的制备规模,制备出的合金性能均匀一致,其密度及抗拉强度分别为0.870g/cm3,12.61MPa。同时,根据反应合成现象及XRD结果,分析了Li-B合金的反应机制及其动力学过程。

热电池阳极材料Li-B合金的密度分析

根据LiB化合物的六方结构模型,计算了热电池阳极材料Li-B合金随B含量变化理论密度曲线,采用阿基米德方法分别测量了24％B(摩尔分数)Li-B合金反应完全并经冷挤压样品和未经第二次放热反应中间样品的密度,综合分析了以往不同研究者测量的结果,研究表明,反应充分并消除合金中孔隙后其实验密度值与理论计算一致,以往造成实验偏差的主要原因是样品中存在孔隙,中间样品的密度与Li-B元素混合计算密度一致,它支持在第一次反应和第二次反应之间B溶化在Li中的观点。

Li-B合金用作Li/SOCl_2电池负极材料

研究Li-B合金作为负极对锂(Li)/亚硫酰氯(SOCl_2)电池性能的影响。采用Li-B合金可提高Li/SOCl_2电池的工作温度范围,最高工作温度为250℃,且电池在150℃以上时以0.1 C倍率工作,电压平台不低于3.6 V;SEM分析表明:金属锂表面由丝状团簇的锂所组成,Li-B合金由Li_7B_6和Li共同组成;同步热分析表明:Li-B合金具有更好的热稳定性;电化学阻抗谱测试表明:与Li负极相比,Li-B合金负极具有较大的传荷电阻,即具有较低的反应活性。

Mg对锂二次电池负极Li-B合金中骨架结构与性能的影响

在传统热电池负极材料Li-B合金中,加入Mg元素能够提高极片的抗氧化性、抑制自放电,并能够有效提升热电池的放电稳定性。在锂二次电池负极材料Li-B合金中掺杂Mg元素,制备获得Li-B-Mg合金,通过Li-Mg固溶体强化LiB化合物骨架结构,缓解坍塌问题。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电化学充放电测试和交流阻抗谱对两种合金的物相、形貌、电化学性能进行了表征。结果表明,Mg元素对Li-B合金的放电性能有所提升,并能够一定程度支撑LiB纤维骨架结构,缓解坍塌问题。这对于Li-B合金作为锂二次电池负极的潜在材料有一定的奠基作用。

硼粉粒度对Li-B合金结构及热稳定性的影响

分别以3种粒度的硼粉为原料,采用相同的成分配比和工艺参数熔炼制备Li-B合金铸锭。合金铸锭经挤出和轧制获得薄带。随后进行X射线衍射(XRD)测试、扫描电子显微镜(SEM)观察、化学成分分析和热稳定性测试。XRD结果显示,Li-B合金由Li_7B_6相和锂相组成,且Li_7B_6相与锂相的衍射峰强度比随硼粉粒度的增大而减小。SEM观察表明,随原料硼粉粒度的增大,Li-B合金的纤维组织变得粗大且不均匀。化学成分测试显示,Li-B合金中化合态硼含量随硼粉粒度的增大而减小。热稳定性测试表明,原料硼粉的粒度越大,Li-B合金的热稳定性越差。

热电池阳极材料Li-B合金制备工艺研究

本文简要介绍了将Li-B合金应用到热电池阳极材料中的相关背景,结合Li-B合金的主要物力性质、化学性质和结构,概述了Li-B合金的优势,文章主要阐述的Li-B合金国内外有关机构对Li-B合金制备工艺的研究,最后总结了将Li-B合金作为热电池阳极材料的重要意义,旨在继续深化相关研究工作,不断改进和完善Li-B合金的制备工艺,从而为提高其稳定性和扩展它的应用前景提供有力的保障。

热电池阳极材料Li-B合金的力学性能

考察试验条件对Li-B合金拉伸强度的影响,研究了Li-B合金锭内部的均匀性。结果表明,拉伸方向,试验温度和试样轧制厚度对合金的拉伸强度有显著的影响,强度的最大变化率可达36%;轧制后合金中LiB化合物纤维的织构对强度有显著的影响,合金21℃时的平均拉伸强度为24.5 MPa。合金锭心部的强度比边缘的高,下部的比上部的高;而边缘的密度大于中心的,底部的大于上部的;出现这些结果的原因是,在合金的制备过程中重力和离心力的共同作用使B粉的粗、细颗粒分布不均匀。

热电池阳极材料Li-B合金制备工艺研究（英文）

Li-B合金是一种性能优良的热电池用阳极材料,由于合成制备困难制约了它的应用。通过对合成过程中气氛、搅拌、温度控制、后处理等工艺进行有效改进,获得了300 g/炉的制备规模,得出了本实验条件下制备Li-B合金的最佳工艺,所制备的合金均匀致密,放电性能达到国内先进水平。

Li-B/FeS_2溶盐热电池放电特性的研究

研究了６７％（质量百分数）Ｌｉ－Ｂ合金／ＫＣｌ－ＬｉＣｌ／ＦｅＳ２系列热激活单电池在不同放电温度、电流密度和电解质用量的情况下的恒流放电特征，对影响放电容量的基本因素进行了初步分析。结果表明小电流密度时（小于２００ｍＡ）减少电解质用量，大电流密度时（大于２００ｍＡ）增加电解质用量，并在５００℃～５５０℃之间放电，可以获得较高的放电容量，本试验中最大放电容量为６５５２Ｃ／ｇ，其总锂量的利用率可达７０％。

不同锂含量锂硼合金比较研究

制备了五种不同锂含量的锂硼合金,使用扫描电子显微镜观察了合金的微观结构;在振动态下放电,观察了锂含量对电池安全性的影响;在高、低温下放电,实验了不同锂含量合金材料容量释放的变化规律;发现了应用不同锂含量合金材料设计电池时,电池对热量的不同需求。结果表明:随锂含量增加,电池安全性隐患增大;合金放电容量在65%锂含量附近有一个峰值;随锂含量增加,电池设计热量可以适量减小。

Li-B/FeS_2熔盐热电池放电特性的研究

研究了B-67％Li(质量分数,下同)合金/KCl-LiCl/FeS_2系列热激活单电池在不同放电温度、电流密度和电解质用量的情况下的恒流放电特征,对影响放电容量的基本因素进行了初步分析,结果表明,小电流密度度(<200 mA)时减少电解质用量,大电流密度(>200 mA)时增加电解质用量,并在500～550℃之间放电,可以获得较高的放电容量,本试验中最大放电容量为6550(Q/g电极)其总锂量的利用率可达70％。

锂硼合金的反应合成及相关现象研究

研究了Li-B合金的合成过程,对合金熔炼特性进行了分析,发现Li-B合金的第一步反应完成后,熔体对铁坩埚的润湿性大大增加,认为第二步反应主要依赖于熔体的Li-B化合物,XRD分析结果显示在第二步反应前有少量Li_7B_6生成,采用SEM对合金的显微组织进行了观察与分析。

新型LiB化合物晶体结构和形貌的研究(Ⅰ)

对新型热电池阳极材料Li-B合金中的耐热骨架LiB化合物进行了晶体结构测定和形貌观察,获得了该化合物完整的X射线衍射谱线,经过XRD谱的衍射强度计算和电子密度函数分析,确定该化合物化学组成为LiB,属于六方晶系,空间群为No.194,晶格常数α=0.4022 nm,c=0.2796 nm;单中原子坐标B_1(0,0,0),B_2(0,0,1/2),Li_1(2/3,1/3,0),Li_2(1/3,2/3,1/2),理论密度d=1.50 g/cm^3,电子密度函数分析表明LiB化合物中Li原子的电子向B原子迁移,B原子之间有高密度电子云区,呈共价键特征,SEM观察结果表明,LiB化合物呈纤维状,合金经轧制后纤维沿轧向排列,X射线平板照相实验结果表明它具有丝织构特征,其衍射花样也与本结构模型计算结果一致。