FeAl金属间化合物在熔融LiCl和LiCl-Li_2O中的腐蚀行为

采用还原处理技术处理乏燃料,形成的LiO2质量分数高达3%以上,这易使反应容器及传送熔盐的装置腐蚀加快。以浸没法研究了FeAl金属间化合物在750℃熔融LiCl和LiCl-Li2O中的腐蚀行为。FeAl在熔融LiCl-Li2O中的腐蚀比熔融LiCl中的腐蚀快。FeAl合金在750℃熔融LiCl和LiCl-Li2O中表现出相同的腐蚀趋势:腐蚀初期出现快速腐蚀现象,后期由于受扩散机制的控制,腐蚀速度变得很慢,因而腐蚀动力学曲线呈抛物线形状。

熔融盐法制备LiMn2O4材料的合成条件研究

采用熔融盐法制备锂离子电池正极材料LiMn2O4,对制备过程中熔融盐种类、焙烧时间和焙烧温度等影响因素进行了系统研究。通过XRD、SEM和充放电测试,研究了产物的组成结构、形貌及电化学性能。研究结果表明,合成的LiMn2O4样品具有完整的尖晶石结构;样品的粒径分布范围小,平均粒径为几百纳米;优化实验条件之后制备得到的材料,在电压范围3.3～4.3V,充放电电流值为60mA.g-1(0.5C)时,初始放电比容量约125mAh·g-1,最初50次0.5C充放电循环的比容量保持率约为95%,在后续50次1C循环中,比容量保持率为96%左右,循环性能优良。

纯镍渗硼在熔融LiCl-Li_2O中的腐蚀行为

采用固体粉末包装法在950℃渗硼5h,在纯镍表面制备了厚度约50μm致密连续的渗硼涂层。采用浸没法研究了纯镍及纯镍渗硼涂层在750℃空气及熔融LiCl-10Li2O(Li2O质量分数为10%)中的腐蚀行为。渗硼涂层试样的腐蚀失重为8.4mg·cm-2,只有原始纯镍试样的1/4。渗硼涂层明显改善了纯镍在熔融LiCl-Li2O中的耐腐蚀性能,这归因于渗硼涂层中的硼元素在熔融LiCl-Li2O中的优先腐蚀抑制了镍的加速腐蚀。

熔融盐法合成球形锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0．2O2

采用热分析法对不同组成的LiOH—LiNO3二元体系进行研究，绘制了具有最低共熔点的该二元体系T-x相图，该体系的最低共熔点为175．7℃．利用低共熔混合物LiNO3-LiOH为锂盐，与前驱体球形Ni0.8Co0.2（OH）2混合烧结制备出了球形锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0．2O2.探讨了Li／（Ni＋Co）摩尔比、合成温度、合成时间等因素对产品的影响．X射线衍射分析表明合成的材料具有规整的层状NaFeO2结构，SEM表明所得材料为球形．充放电测试表明在3．0～4．3的电压范围内，首次放电比容量可达170mAh·g^-1，充放电效率为95．5％．结果表明采用该工艺可以制备出电化学性能良好的LiNi0.8Co0．2O2正极材料．

熔融盐法合成高密度锂离子电池正极材料LiNi0．8CO0．15Ti0．05O2

利用低共熔组成的0．38LiOH-0．62LiNO3混合锂盐体系，与高密度前驱体掺杂Co的Ni（OH）2、TiO2粉末在低温下自混合，无需前期研磨和后续洗涤，直接制备出振实密度达3．17g／cm^3的高密度锂离子电池正极材料LiNi0．8Co0．15Ti0.05O2。X射线衍射分析表明合成的LiNi0.8Co0.05Ti0.05O2具有规整的层状α-NaFeO2结构。扫描电镜显示产物颗粒均匀，电性能测试表明，在0．2C放电倍率和3．0～4．3V的电压范围内，LiNi0．8Co0．15Ti0.05O2良好首次放电比容量达169mAh／g，且具有良好的循环性能。

TiAl-5Nb在熔融LiCl-Li_2O中的热腐蚀行为

采用浸没法研究了TiAl 5Nb金属间化合物在熔融LiCl- Li2 O中的热腐蚀行为。TiAl- 5Nb在75 0℃熔融LiCl- Li2 O中的抗腐蚀性能优于SS310不锈钢。TiAl- 5Nb在腐蚀初期出现了较快的腐蚀,而后其腐蚀速率减慢并趋于平缓。TiAl -5Nb经熔融LiCl -Li2 O腐蚀后,形成了双层结构的腐蚀膜:外层较厚由γLiAlO2 晶粒构成,内层较薄由Ti的氧化物(Li2 -TiO3 ,TiO2 )构成。γLiAlO2 的快速生长导致了TiAl 5Nb腐蚀初期的快速腐蚀,而腐蚀后期较慢的腐蚀速率归因于Ti的氧化物构成的内层具有较好的保护性。

Ti_3Al金属间化合物在熔融LiCl-Li_2O中的热腐蚀行为

采用浸没法研究了Ti_3Al金属间化合物在750℃熔融LiCl-3%Li_2O中的热腐蚀行为。结果表明：Ti_3Al的耐腐蚀性能优于SS310不锈钢。Ti_3Al在腐蚀初期出现了较快的腐蚀,而后腐蚀速率减慢并趋于平缓。Ti_3Al经腐蚀后,形成了双层结构的腐蚀膜,外层较厚,由铝的氧化物(LiAlO_2,Al_2O_3)构成；内层较薄,由钛的氧化物(Li_2 TiO_3,TiO_2)构成。铝的选择氧化导致了Ti_3Al腐蚀初期快速腐蚀,而腐蚀后期腐蚀速率较慢是由于钛的氧化物构成的内层具有较好的保护性。

熔融盐法合成高密度锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2

采用热分析法对不同组成的LiOH-LiNO3二元体系进行研究,绘制了具有最低共熔点的该二元体系的步冷曲线和t-x相图,该体系的最低共熔点为175.7℃。利用低共熔混合物LiNO3-LiOH为锂盐,与高密度前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2混合经2个恒温阶段烧结(600℃恒温6 h、800℃恒温24 h)制备出了振实密度高达3.23 g/cm3的锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2。X射线衍射分析表明合成的LiNi0.8Co0.2O2具有规整的层状NaFeO2结构。电性能测试表明:在0.5 mA/cm2放电电流密度和3.0—4.3 V的电压范围内,LiNi0.8Co0.2O2首次放电比容量达175(mA.h)/g,放电比容量为163(mA.h)/g,库仑效率为93%。实验结果表明采用该工艺能够制备出电化学性能良好的锂离子正极材料。

LiNO_3熔融盐Li^+插入法对LiMn_2O_4的化学修饰——富锂尖晶石Li_(1+x)Mn_(2-x)O_4的合成

采用含锂熔融盐锂插入法对具有尖晶石结构的二次锂电池正极材料LiMn2O4进行化学修饰,得到了一系列富锂的锂锰氧化物,通过ICP分析和草酸-高锰酸钾标准返滴定法确定了LiMn2O4及其修饰产物的化学式.研究表明:利用LiNO3为熔盐能够对LiMn2O4进行有效的锂插入反应,得到富锂产物;随着反应温度的增加和反应时间的延长,产物的Li、Mn摩尔比均呈现逐渐增加的趋势,并且温度越高趋势越明显;但是过高温度和过长时间都会导致Li2MnO3的生成.

熔融盐法制备粒径可控的片状α-Al_2O_3粉体

以Al_2(SO_4)_3·18H_2O为原料,采用熔融盐法制备片状α-Al_2O_3粉体,详细研究了纳米α-Al_2O_3晶种与片状α-Al_2O_3晶种对片状α-Al_2O_3粉体粒径大小的影响。研究表明,随着纳米α-Al_2O_3晶种含量的增加,片状α-Al_2O_3粉体平均粒径明显减小;随着片状α-Al_2O_3晶种含量的增加,片状α-Al_2O_3粉体平均粒径会增大,但粒径增大的幅度会逐步降低。对片状α-Al_2O_3粉体粒径大小进行了数值模拟,模拟结果表明,片状α-Al_2O_3粉体的最终平均粒径大小与片状α-Al_2O_3晶种粒径成正比,与片状α-Al_2O_3晶种含量的三次方根成反比关系;通过改变片状α-Al_2O_3晶种的粒径大小与含量,能够很好地实现片状α-Al_2O_3粉体粒径大小的控制。

低温熔盐法合成球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2研究

采用低温熔盐法合成了锂离子电池正极材料Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2,并就低温熔盐0.62xLi NO3-0.38xLi OH-（1-x）CH3COOLi.2 H2O的具体比例、焙烧温度和焙烧时间对材料的影响进行了对比研究.XRD结果表明以x=0.6的低温共熔盐,经3阶段温度烧结（200℃,3 h;600℃,制备的样品的α-NaFeO2层状结构发育的较为完备.SEM扫描显示材料是由许多片状晶体构成的球形颗粒.材料在2.8～4.3 V范围内充放电,倍率为0.2 C时,首次放电比容量为173.6 mA.h.g^-1,循环20次后容量保留97.4%;倍率为1 C时,首放126.0 mA.h.g^-1,循环20次后容量保留94.1%.

高密度锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2的合成与表征

利用低共熔混合物LiNO3-LiOH为锂盐，与高密度前驱体Ni0.8Co0.2（OH）2混合烧结制备出了高密度锂离子电池正极材料LiNi0．8Co0.2O2。探讨了合成温度、合成时间等因素对产品的影响。X射线衍射分析表明合成的LiNi0.8Co0.2O2具有规整的层状NaFeO2结构，充放电测试表明在3．0～4．3V的电压范围内，首次放电比容量可达168mAh／g，充放电效率为95％。结果表明采用该工艺可以制备出电化学性能良好的高密度LiNi0．8Co0.2O2正极材料。

锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.15)Mo_(0.05)O_2的制备与性能

利用具有低共熔组成的LiOH-LiNO3混合锂盐体系,与高密度前驱体混合,经3阶段恒温烧结制备出高密度锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.15Mo0.05O2。X射线衍射分析表明合成的材料具有规整的层状α-NaFeO2结构。SEM显示材料的颗粒均匀。电性能测试表明,在0.2C放电倍率和3.0～4.3V的电压范围内,LiNi0.8Co0.15-Mo0.05O2首次放电比容量达175mAh/g,且具有良好的循环性能。

Cu-Cu_2O/C纳米复合物的制备及其光催化性能研究

本文以硫酸钠为熔融盐介质,油酸铜为前驱体,采用熔融盐焙烧法合成了Cu-Cu2O/C纳米复合材料.通过调整Cu Cl2·2H2O和KOH的比例以及焙烧温度,获得了不同物相和粒度的产物.XRD结果表明,所有产物均为Cu-Cu2O纳米复合物.TEM结果显示,产物为不同尺寸球形纳米粒子负载于碳膜上.对Cu-Cu2O-C复合材料的系列产物对甲基橙进行了光催化降解研究.结果表明,当焙烧温度为400℃,铜盐与碱摩尔比为1:2.5时,所得产物光催化性能为最佳,产物在光照180 min之后降解率达97.3%.

熔盐法合成电池材料残余锂盐的再利用

在熔融盐法制备LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2(NCM523)正极材料过程中,对残余的熔融盐进行回收利用。通过XRD、SEM和电化学性能测试等,考察二次利用的正极材料的性能。回收熔融盐合成的正极材料(NCM-R)和新鲜熔融盐所制备的正极材料(NCM-P)都具有良好的层状结构和形貌特征。NCM-P、NCM-R在3.0~4.3 V循环,10.0 C倍率比容量最大值分别为127.8 m Ah/g和125.67 m Ah/g,以1.0 C充放电,第500次循环的容量保持率分别为78.37%和76.13%。

用于珠光颜料的片状氧化铝制备

采用熔融盐法制备片状α-Al2O3,研究了硫酸盐、煅烧温度、添加剂(磷酸盐、二氧化钛)对片状α-Al2O3晶体形貌的影响。当氢氧化铝凝胶煅烧温度为900℃时,没加硫酸盐分解所得的氧化铝晶相为κ-Al2O3晶相,而加入硫酸盐的氧化铝晶相为α-Al2O3晶相,熔融盐降低了片状α-Al2O3的形成温度,促进κ-Al2O3向α-Al2O3晶型转变。煅烧温度由900℃上升到1200℃时,片状α-Al2O3的团聚程度降低,颗粒尺寸分布更加均匀。当煅烧温度在1200℃下、磷酸盐添加量为3%、二氧化钛添加量为2%时,所制得片状氧化铝分散均匀,径厚比较大,片状氧化铝平均粒径为5.225μm、厚度约400-500 nm。