锂氧电池有机电解液的研究进展

随着消费类电子产品和新能源汽车产业的迅速发展,传统的锂离子电池已经不能满足日益增长的能源需求。为了应对这一挑战,许多高比能电池被提出和研发。其中,锂氧电池以其超高的能量密度引起了广泛的关注,但其可逆性较差问题严重限制了锂氧电池的进一步发展。在锂氧电池中,电解液是一个重要的组成部分,其组分和配比对电池的放电容量、倍率性能和负极稳定性等方面具有至关重要的影响。本文以电解液的组分为线索,对锂氧电池有机电解液的发展历程以及最新研究成果进行了梳理和总结。同时,对于降低过电势和抑制电解液分解的展望,也为锂氧电池的未来发展指明了方向。

Li^(+)浓度对化学增强锂铝硅玻璃性能的影响

采用一步法化学增强工艺,研究了熔盐中Li^(+)的富集对不同厚度锂铝硅玻璃表面压应力、应力层深度、弯曲强度、硬度等性能的影响,选择Na_(3)PO_(4)作为熔盐除杂剂并对净化效果进行了评定。研究表明:熔盐中Li^(+)浓度增加至4800×10^(-6),3 mm化学增强锂铝硅玻璃的表面压应力、弯曲强度、硬度下降16.8%、16.8%、10.6%;8 mm化学增强锂铝硅玻璃的表面压应力、弯曲强度、硬度下降17.6%、14.7%、9.8%。熔盐中Li^(+)浓度的变化未对化学增强锂铝硅玻璃应力层深度产生明显影响。Na_(3)PO_(4)具有较好的除杂效果,化学增强锂铝硅玻璃的表面压应力、弯曲强度、硬度得到了明显的恢复,为保证化学增强锂铝硅玻璃在可见光波段具有较高的透光率,除杂剂Na_(3)PO_(4)的掺量不宜超过1%(质量分数)。

吸附—膜耦合法从高镁锂比盐湖卤水中提锂

中国的锂资源主要赋存于高镁锂比盐湖卤水中,提锂难度较高,单一分离手段难以高效提锂,多种盐湖提锂技术的耦合是盐湖提锂的未来发展趋势。采用吸附—膜耦合法对盐湖卤水进行处理,在优化条件下实现了高选择性锂吸附,动态脱附后卤水镁锂比从105.2降低至1.49。考察了不同条件对纳滤膜分离纯化锂的影响。纳滤膜在稀释倍数1.0、温度20℃、操作压力0.4 MPa、pH 4.66、产水原料液比0.54的条件下,锂截留率为2.63%、分离因子为27.3、渗透通量为7.125 L/(m^(2)·h),最终产水镁锂比从最初的105.2降低至0.05,实现了对高镁锂比盐湖卤水中锂资源的绿色高效提取。

采用沉淀−煅烧法回收盐湖卤水中镁资源制备镁橄榄石耐火材料

通过沉淀−煅烧法研究盐湖锂镁分离和镁资源制备高附加值的镁橄榄石耐火材料。采用Na_(2)SiO_(3)和NaOH组合沉淀剂将盐湖卤水中的锂、镁离子沉淀分离,获得不同MgO/SiO2摩尔比的镁沉淀物。镁沉淀物主要由无定形硅酸镁和氢氧化镁堆积而成,在1400℃条件下的质量残留率均在62%以上。高温烧结实验表明,在Mg/Na_(2)SiO_(3)/NaOH的摩尔比为1:0.6:0.8、烧结温度为1350℃、时间为210 min的条件下,镁沉淀物可制备成性能优良的耐火材料,其耐火度在1800℃以上,抗压强度为190.73 MPa,体积密度为2.53 g/cm^(3),显气孔率为5.94%。所制备的耐火材料主要为镁橄榄石相,含有少量的顽火辉石相。

LiODFP在锂离子电池正极氧化分解的DFT研究

使用密度泛函理论(DFT),研究锂盐二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)作为成膜添加剂在锂离子电池正极的作用机理。各研究体系的氧化电势理论计算值的排列顺序为:碳酸酯(包括EC、PC、EMC和DMC)>ODFP^(-)(单分子)≈碳酸酯-ODFP^(-)配合物。ODFP^(-)优先于碳酸酯发生氧化反应,ODFP^(-)结构分解的路径比EC分子分解的路径更容易进行。EC+ODFP^(-)-e体系可能发生的分解反应路径是ODFP^(-)结构开环,生成CO、CO_(2)和自由基R1。R1可能进一步发生自由基终止反应,生成含有氟代磷酸盐单体的低聚物,从而抑制碳酸酯溶剂分子的氧化分解。

盐商子弟查礼的绘画交游研究——结合查礼与水西庄诗人群体的视角

盐商查氏家族是清代天津风雅文化的重要赞助人和推动人,查礼是家族艺文活动的核心人物。本文引入地方诗人社群的概念,结合查礼与水西庄诗人群体的视角,研究查礼早年闲居天津时期与离津为官初期的绘画交游活动,着重分析其中的运行机制,最后总结水西庄诗人群体在查礼绘画交游中的重要作用。

西藏西北部盐湖卤水富矿因素及成矿机理

青藏高原盐湖区是我国四大现代盐湖区之一,矿产资源十分丰富,所含的资源量及潜在经济价值巨大,其盐湖卤水成矿机制一直是众多学者研究的重点。对西藏西北部37个湖泊地表卤水进行系统采样和分析测试的结果表明,这些盐湖地表卤水中氯化锂的平均品位为0.19~748.20 mg/L,其中洞错盐湖成矿潜力较大,矿床地表卤水锂矿可达中型规模;此外,加琼错、懂布错、别若则错及热帮错同样具有较好的开发利用价值。通过对盐湖卤水成矿条件综合研究分析认为,西藏西北部盐湖卤水成矿可能与新特提斯洋壳俯冲及印度欧亚大陆碰撞作用关系密切。

试论嘉庆初年云南盐务改革——以永北同知李书吉记述为中心

乾嘉之际,云南盐务弊病丛丛,引发社会矛盾尖锐。嘉庆二年云南爆发“压盐致变”,是云南盐弊突出的反映。嘉庆四年云南推行“民运民销”的盐务改革,破解盐务弊病困局。作为地方官的李书吉经历事变,他以信札形式把谏言等上报地方要员,这为“民运民销”改革提供决策参考,为此改革作出贡献。

水合盐相变材料用于锂离子电池热管理

锂离子电池的性能对温度很敏感。由于高倍率放电带来的温度变化较大,对电池热管理的要求越来越高。为调控电池的最高温度及温度均匀性,制备水合盐相变材料。该相变材料由三水醋酸钠、甘氨酸、十二水磷酸氢二钠构成的共晶水合盐和膨胀石墨组成。当添加质量分数5.0%的膨胀石墨时,材料的相变温度和相变焓分别是45.31℃和196.17 J/g,热导率为1.60 W/(m·K),且抗泄漏能力较好。在室温(25℃)下,当放电倍率为2 C时,采用相变冷却,单体电池的最大温差为0.21℃,电池组的最高温度控制在55℃以内,电池组间的最大温差为2.41℃,分别比空气冷却降低了89.55%、22.24%和77.46%。与空气冷却相比,相变冷却可提高电池组在高倍率放电时的温度均匀性,并使其处于合适的温度范围。

锂离子电池用低温电解液的研究进展

在低温下由于电解液流动性下降、Li+传输能力降低导致的锂离子电池容量快速衰减、循环寿命缩短等问题,日益受到重视。分析锂离子电池低温性能的影响因素,如电解液的本体性质与电解液/电极界面反应。着重从溶剂、锂盐和添加剂等方面,总结低温电解液的研究进展,如开发高低温兼顾的电解液、制备锂盐及探讨不同添加剂的协同作用。对低温电解液的发展提出展望,如制备局部高浓度电解液或发展全氟化电解液等。

盐湖卤水吸附提锂技术研究进展

随着科技与经济的快速发展,传统资源的提取已无法满足当今新能源产业的需求,锂作为新能源的支柱性资源更是研究热点之一。文中列举了目前国内外盐湖资源状况,介绍了盐湖卤水中吸附提锂工艺的原理和研究现状,其以能耗低、成本低、绿色无污染等显著优势逐渐成为未来获取锂资源的重要方向,综合分析了锰钛系离子筛和铝系层状吸附剂的吸附与解吸机理以及循环稳定性能。简要综述了膜吸附和电化学吸附两类新型锂资源开发技术,并对未来吸附工艺的优化进行展望。

LiCl-KCl-MgCl_(2)熔盐体系中Li-Mg共沉积机理研究

Li-Mg合金作为锂电池负极材料在新能源领域中具有广阔的应用前景,熔盐电解法制备Li-Mg合金极具优势。本文采用三电极体系研究了Mg2+在LiCl-KCl-MgCl_(2)熔体中钨电极上的电化学行为及Li-Mg共沉积机理,探究了MgCl_(2)浓度对电解共沉积Li-Mg的影响。方波伏安法与计时电流法实验结果表明:Mg2+在钨电极上一步两电子还原为金属Mg,属于瞬时成核过程,不受温度的影响。计时电位法实验结果表明:随着MgCl_(2)浓度的增加,LiCl-KCl-MgCl_(2)熔体电解共沉积Li-Mg所需的阴极电流密度逐渐增大。当LiCl-KCl-MgCl_(2)熔体中MgCl_(2)浓度为5%时,实现Li-Mg共沉积的最小阴极电流密度为0.287 A/cm^(2)。恒电流电解结果表明:当MgCl_(2)浓度≤5%时,Li-Mg产品中金属Mg含量随着熔体中MgCl_(2)浓度的增加而增大,当MgCl_(2)浓度达到10%时,电解仅得到金属Mg。

镁锂分离纳滤膜的研究进展

随着锂电池行业的快速发展和广泛应用,全球锂资源消耗量逐年增大,节能高效的提锂技术日益受到关注.Mg^(2+)和Li^(+)的分离是盐湖卤水提锂工艺中最具难度的环节,纳滤膜可有效降低盐湖卤水中的镁锂比,在盐湖卤水提锂领域具有良好的应用前景.本文总结了近年来商品纳滤膜用于镁锂分离的研究进展,梳理了操作参数对膜性能的影响,深入讨论针对镁锂分离的荷正电纳滤膜的设计与制备,在此基础上,提出该领域的核心问题和发展方向,旨在为推动膜法盐湖提锂的实际应用提供参考.

低碳盐湖提锂:高渗透选择性纳滤膜和正渗透膜材料

报道了联合基金项目“面向青海盐湖卤水锂提取过程强化的高性能中空纤维正渗透膜材料的设计研究”的最新进展。研究从吸附/解吸或稀释盐湖卤水出发,采用“纳滤-正渗透膜”耦合工艺纯化和浓缩Li^(+)浓度至3 wt.%用于碳酸锂沉淀。研究重点是制备高渗透分离性能的层层自组装中空纤维纳滤膜和正渗透膜材料。通过基膜孔结构和物化性能与层层自组装纳滤膜性能和界面聚合正渗透膜性能之间的关系研究及系列技术攻关,已完成四寸中空纤维纳滤膜和正渗透膜的制备,技术指标达到项目指标。项目研究为青海盐湖锂提取提供了核心的分离和浓缩膜材料。

混合盐电解液对锂离子电容器性能的影响

优化电解液配方可提高锂离子电容器的性能。以六氟磷酸锂(LiPF_(6))和离子导电性好、热稳定性高的双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)为溶质,碳酸乙烯酯(EC)/碳酸二甲酯(DMC)/碳酸甲乙酯(EMC)(体积比1∶1∶1)为溶剂,配制锂离子电容器电解液。调控LiTFSI的添加量,研究LiPF_(6)和LiTFSI混合盐电解液对镍钴锰酸锂(LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_(2))+活性炭(AC)/硬碳(HC)锂离子电容器性能的影响。通过循环伏安、线性伏安、交流阻抗和充放电等测试,比较各电解液体系中锂离子电容器的比容量、循环稳定性等性能。与LiPF_(6)电解液相比,LiTFSI的加入可提高电解液的导电性和电压窗口,改善器件的容量发挥和循环稳定性。当LiTFSI添加量为0.2 mol/L时,锂离子电容器的比能量和比功率最高,以5.0 C倍率在2.5~4.0 V循环5000次后,容量保持率达91.3%。

“私怨”还是“公愤”——王余照控案与晚清川盐官运改制再认识

“王余照控案”所呈现的真实历史面向十分复杂。丁宝桢参奏王余照“多罪”的证言出于自流井职员李春霖,而李春霖为李陶淑堂的掌舵人,是王余照家族在富荣盐场的重要竞争对手,二人私交不洽,甚至对簿公堂,其呈控王余照多罪的“事实”大有可疑。丁宝桢将矛头直指王余照“私德”不佳,却故意隐瞒曾任用王余照为“总绅”参与川盐官运改制的事实,有意将上控一案导向王余照对自己妄怀“私怨”的报复性回击。丁宝桢所隐晦不语的是,二人不睦的真因在于盐务本身,王余照对官运商销制度落地过程中所产生的诸多弊病的上呈,成为二人分道扬镳的关键。因上控内容基本属实,故不能以王余照窃名上控而视其为诬告。

混合超级电容器用锂离子电池材料的进展

综述了锂离子电池正极材料(LiCoO2,LiMn2O4)、负极材料(石墨,Li4Ti5O12,TiO2)和电解质锂盐(LiPF6,LiBF4,LiClO4)用于混合超级电容器领域的研究进展。

盐湖锂资源开发利用及对中国锂产业发展的建议

近年来,锂及其化合物的用途日益重要而广泛,特别是电动车和各种移动电子设备对大小功率锂电池的需求急剧增长,大大带动了锂资源的开发利用。全球锂资源有80%以上蕴藏在盐湖卤水、油田水、地热水等液体矿床中。在被称为"锂三角"的南美安第斯高原的智利、阿根廷、玻利维亚交界处,分布有丰富的盐湖锂资源,当地少雨、多风、极度干燥的自然条件,对开发盐湖资源十分有利,在当今世界锂开发潮流中,已成为一大热点地区。文章介绍了世界盐湖卤水锂资源的状况和开发利用工艺流程;作为多个新兴产业交汇点的锂产业,从上游锂资源调查评价、加工利用到下游各种产品的研制,近年来在中国都取得了长足发展;最后对中国锂产业的发展提出了一些建议。

含HCl四元水盐体系溶解度预测及其在工艺上的应用Ⅰ:HCl的Pitzer参数的获得

H，Li，Mg／Cl－H2O对体系的相平衡关系研究对于从锂的液体资源中有效的分离提取锂盐有重要意义。用实验的方法研究这样复杂的气－液－固多相体系是耗时费力、难度很大的工作。利用现代电解质溶液理论，开展这种体系的溶解度预测，显然有理论和实际意义。本文报导我们在这一方面的前期工作，即适用于高离子强度的HCl的Pitzer参数的获得的问题。文中给出了一些有意义的结果。

熔盐电解法制备铝锂中间合金

研究在LiCl-LiF-Li2CO3纯锂盐体系中下沉式铝液阴极槽结构电解生成铝锂中间合金的工艺过程,尤其是以Li2CO3为原料代替LiCl的电解过程。采用熔盐电解监控仪测量电解过程中的反电动势、槽电压、电流等工艺参数及电解波形图,通过电位控制法调节Li2CO3的加料周期,同时根据得到的合金产品中的锂含量探讨影响电流效率的因素。结果表明,反电动势随电流密度增加而增大,加入2%的Li2CO3可使反电动势降低0.5V;通过控制电位法测得加料周期为15min;在680℃、电流密度为0.62A/cm2的条件下持续电解3h,最终制得了锂含量高达7.93%的铝锂合金,电流效率可达74.1%。