磷酸铁锂锂离子电池电芯注液量相关试验验证与探讨

通过详细的理论计算,推导出LFP/230 Ah锂离子电池电芯孔隙率和极限饱和吸液量,并且通过试验设计进行验证。通过调整LFP/230 Ah锂离子电池电芯的一次注液量与不同高温下的静置时间来验证随后高温负压化成后电芯各项电性能参数受到的影响。测试及验证结果表明:随着一次注液后高温静置时间的延长,LFP/230 Ah锂离子电池电芯中游离态电解液量逐渐减少,而且在24 h后基本达到稳定状态;一次注液后随着高温静置时间的延长,电芯在化成过程中的温度逐渐降低,而且化成结束后的开路电压越来越高,分容容量有升高趋势,DCR有降低趋势,电芯满充后黑斑析锂位置点的数量减少,而且黑斑面积也逐渐缩小,但在SoC为0.6%下的K值筛选没有受到显著影响。

LFP电池热失控液氮冷却惰化理论分析方法研究

传统的商用灭火剂扑救锂离子电池热失控火灾和抑制复燃的效果不佳,液氮作为一种高效的灭火剂,其冷却抑制锂离子电池热失控的效果得到了很多研究机构试验验证,但目前针对液氮灭火用量和灭火效能尚缺乏理论分析方法。笔者通过对液氮灭火机理的理论分析,研究确定了液氮冷却和惰化理论分析计算方法。方法中通过试验和理论分析确定热失控放热热量、液氮吸热热量、液氮惰化用量等,并通过实尺试验验证方法的有效性。以280 Ah磷酸铁锂电池热失控为例,依据理论分析方法,计算得到了惰化抑爆和冷却的最低液氮用量,在有效容积为38.88 m3的爆炸试验箱体内,施加了83.39 kg液氮后,24 h间隔点火48次,均未出现燃爆现象。通过实际案例验证理论分析方法的有效性和合理性,提出的理论分析方法为液氮灭火抑爆的设计和有效性分析提供评价手段和方法,进一步增强磷酸铁锂电池舱式储能系统的安全性。

磷酸锰铁锂工厂近零排放水处理系统工程实例

浙江省某新型动力电池正极材料磷酸锰铁锂生产企业水处理系统,采用生产用纯水制备与废水处理耦合的整体解决方案。废水处理部分采用二级物化混凝沉淀-砂滤-锰砂过滤-树脂吸附-反渗透-高压反渗透-MVR的组合工艺;纯水制备系统采用砂滤-碳滤-软化树脂-反渗透-浓水反渗透的组合工艺。系统内反渗透配置大流量内循环系统,以提高回收率与抗污染性能。废水处理系统所产生回用水全部回收至生产用纯水制备系统。其中废水主要包含高浓度废水、低浓度废水、一般清洗废水,废水总磷、硬度、锰、铁含量高。经过水处理系统后的生产用纯水电导率稳定小于15μS/cm,锰、铁、总磷均稳定小于0.1 mg/L。该项目与生产线联动运行以来,出水水质良好,做到该厂整体水处理系统的近零排放,具有良好的环境与经济效益。

电池级磷酸铁中合成参数的影响

以工业级磷酸一铵和七水硫酸亚铁,通过液相沉淀法合成了电池级磷酸铁,并研究了投料磷铁比、FeSO_(4)浓度、搅拌速度和煅烧时间对产品的影响。采用等离子体发射光谱仪、激光粒度分析仪、比表面积与孔径分析仪、扫描电镜等对产品的P含量、Fe含量、P/Fe、比表面积、粒径和形貌进行了表征。得到了电池级磷酸铁的最佳合成参数:投料磷铁比为1.15:1,FeSO_(4)浓度为200 g/L,搅拌速度为120 r/min,煅烧时间为4 h。在上述条件下制备的磷酸铁满足行业标准,可作为制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的前驱体。

液-固相法合成LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)的性能

磷酸锰锂(LiMnPO_(4))材料的电导率低且充放电过程易发生Jahn-Teller效应,导致电化学性能不理想。通过液-固相法合成磷酸锰铁锂(LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4))正极材料,并对晶体结构、放电曲线特性、循环性能等进行分析。Fe均匀地掺入Mn位形成固溶体,样品的常温电化学性能得到改善。在2.0~4.3 V循环,0.1 C倍率下的放电比容量为156.5 mAh/g;以1.0 C倍率循环2000次,容量保持率超过80%。容量衰减主要源于循环过程中正极材料颗粒产生裂纹及颗粒粉化。

废旧磷酸铁锂电池正极材料回收工艺与技术的研究进展

锂电池具有储能高、寿命长和绿色环保等优点,在各个领域得到了广泛的应用。然而,近些年随着磷酸铁锂电池的大规模使用,大量的废旧磷酸铁锂电池即将到达使用寿命的终点,怎样处置这些废旧电池,这已经是影响锂电池行业发展前景的重要问题之一。本文将对目前废旧磷酸铁锂的回收工艺与技术进行总结概括,对固相法、液相法、固相-液相结合法、氧压浸出法和超临界萃取法的工艺流程与效果的优缺点进行阐述,并对废旧磷酸铁锂电池的回收技术的发展方向进行了展望。

醋酸铜氨废液中铜的回收及其废水处理研究

针对醋酸铜氨废液总铜、氨氮、化学需氧量含量高的特点,提出了蒸汽吹脱-铁屑置换-Fenton氧化-磷酸铵镁沉淀组合处理工艺。实验结果表明,蒸汽吹脱最佳条件为:蒸汽吹脱温度70℃,吹脱时间70 min,氨氮去除率达到96.5%;铁屑置换最佳条件为:pH为1.5,铁屑投加量为理论值的1.8倍,置换时间60 min,经置换反应后废液中铜质量浓度降至0.255 g/L,铜置换率达到99.71%;Fenton氧化最佳条件为:pH为3.0,n(H2O2)∶n(Fe^(2+))=3.34∶1,反应时间30 min,废液CODCr从11300 mg/L降至358 mg/L,CODCr去除率达到96.83%;磷酸铵镁沉淀最佳条件为:pH为9.0,n(Mg)∶n(N)=1.2,n(P)∶n(N)=1.0,反应时间10 min;在最佳工艺条件下,废水最终出水水质氨氮<25.8 mg/L,余磷量<7.5 mg/L,CODCr<360 mg/L,总铜<0.02 mg/L,为废水后续生化处理创造了条件。

磷酸铁沉淀过程八种金属的固液分配规律研究

以废旧LiFePO_(4)正极粉脱锂后的磷铁渣为原料,经磷酸溶出、液相氧化沉淀制备磷酸铁,并系统研究八种微量金属在磷酸铁沉淀过程的分配规律。有价金属在固液相中有不同的分配关系,其中,镁、钙、锰、钴、镍、锌的沉淀率低于15%,基本保留在液相中;铜、铝的沉淀率分别为约20%和33%,部分与磷酸铁共沉淀。溶解沉淀平衡分析表明,微量元素的初始沉淀pH值高于磷酸铁,易保留在液相中,这有利于磷酸铁的精细化制备。

取向硅钢张力涂层研究进展

在“双碳”背景下,要求开发低铁损的取向硅钢,在取向硅钢表面涂覆张力涂层可以实现这一目标。本研究对国内外取向硅钢表面大张力涂层研究进展情况进行了介绍,包括陶瓷体系张力涂层、氧化物张力涂层及磷酸盐张力涂层,并对应用最广泛的磷酸盐张力涂层进行重点介绍。最后对磷酸盐张力涂层的发展及陶瓷体系张力涂层、氧化物张力涂层的应用前景及张力涂层的发展方向进行了展望。

涂刷型带锈磷化液的研制与应用

研制了一种性能优良的涂刷型带锈磷化液。这种磷化液对漆膜无破坏作用、不损伤基体金属,操作安全可靠,已被国内三十多个单位使用,其效果良好。

常温快速磷化工艺

讨论了钢铁常温快速磷化成膜机理 ,以及常温磷化液的成分及其含量、酸度、温度及磷化时间等工艺参数对膜层性能的影响。利用正交试验法试制出一种性能优良的常温快速磷化钝化液及其处理工艺。该工艺不仅节能、效率高 ,且磷化膜附着力和耐蚀性好 ,膜层与漆膜的结合良好 。

钢铁发黑技术的现状及展望

钢铁发黑主要包括高温碱性发黑、常温发黑、常温无毒发黑、黑色磷化、化学镀和电镀黑色镀层。概述了发黑技术的机理及现状 。

常温清洁铁系磷化液研究

为使磷化实现一级清洁生产，开发了一种用于钢铁表面涂装前处理的常温清洁铁系磷化液。该磷化液组分所有的成分均参加成膜反应生成磷化膜、水、沉渣或在磷化膜干燥过程中挥发。此磷化液不含亚硝酸盐和重金属，在5～40℃下浸渍磷化5～10min，在每平方米即可生成质量约为0．7g的膜和耐CuSO4溶液点滴时间达90～140s的彩色磷化膜。且磷化后可免水洗。

磷酸铁前驱体纳米孔洞结构对磷酸铁锂电性能的影响

利用液相结晶法制备出球状且表面具有纳米孔洞结构的磷酸铁前驱体,并通过高温固相法进一步制备成磷酸铁锂,通过XRD、SEM、FT-IR和电化学测试等手段对样品进行表征。结果表明,有纳米孔洞结构的磷酸铁前驱体制备的磷酸铁锂比无纳米孔洞结构的磷酸铁前驱体制备的磷酸铁锂在0.1 C倍率性能下的首次充放电容量提升了17%,达到149.38 m Ah/g,电极电荷转移电阻降低了约88%,仅为54.91Ω。

钢铁中温锌-钙系黑磷化液研制

为了改善锌–钙系黑色磷化膜的外观和性能,配制了锌–钙系中温黑磷化液,研究了配位剂、总酸度、磷化时间对黑磷化膜厚度、金相形貌和耐蚀性的影响,采用X射线荧光光谱法(XRF)分析了磷化膜的成分。结果表明,采用柠檬酸三钠作配位剂,控制总酸度为50～100,磷化时间15～20min,能够获得防护性能良好的黑色磷化膜。

液相合成纳米磷酸铁锂材料：沉淀方法与煅烧温度的影响

固相反应法的固有缺陷使其磷酸铁锂产物难以规模用于动力锂离子电池领域。包括沉淀法和水热法在内的液相合成途径正在该领域扮演越来越重要的角色。使用不同的沉淀方法制备了纳米磷酸铁锂材料,用粉末X射线衍射、场发射电子显微镜、充放电测试等方法进行了对比研究,对沉淀方法进行了优选并解释了所制材料性能差别的机理。详细研究了煅烧温度对磷酸铁锂材料的平均粒径、粒径分布、晶粒形貌等方面的影响。

钢铁件磷化处理液的研究

磷化是应用于钢铁件涂料涂装工序间防锈和增大涂料与钢铁件附着力的有效措施。通过单因素实验和正交实验确定了"四合一"磷化处理液的最佳配方及工艺条件为:磷酸200mL/L,氧化锌35g/L,氟锆酸钾2.0g/L,钼酸钠2.0g/L,植酸25mL/L,硝酸10mL/L,柠檬酸2.0g/L,硝酸镍1.0g/L,OP 10 4mL/L,常温,20min。该工艺用于涂料涂装前的钢铁表面预处理,具有溶液稳定、耐蚀性好、与涂料附着力强等特点。

钢铁化学法磷化发黑工艺研究

介绍了一种钢铁化学法着黑色溶液的组成及工艺参数:K2Cr2O710g/L、MnSO44g/L、(NH4)2SO420g/L、Zn(H2PO4)220g/L、KNO312g/L、CuSO46g/L、添加剂A(钼酸铵)2～3g/L、添加剂B(柠檬酸盐)3g/L、H3PO4适量、pH值为1 5～2 5、温度为10～25℃(室温)、时间为12～18min。分析了该着色液着色的机理,着重讨论了该配方各组分的作用及其对着黑色膜质量的影响。实验结果表明:该工艺发黑具有着色时间短、环境污染小、黑膜附着力强、光泽性好特点,同时该膜提高了钢铁的耐磨性和耐蚀性。

高校化学实验课教学中应用型人才培养——以钢铁表面磷化处理技术实验为例

以“钢铁表面磷化处理技术”实验为例，探讨了在地方普通高校化学实验课中进行应用型人才培养教学改革的必要性和可行性。教学改革应兼顾教育规律和社会需求，在激发学生学习兴趣、传授基本理论和操作技能的基础上，培养学生的实践能力和应用探究能力。

液氮淬火法制备高性能锂离子电池正极材料LiFePO_4/C

以FePO4、Li2CO3和葡萄糖为原料,用液氮急速淬火法制备单一橄榄石结构的锂离子电池正极材料LiFePO4/C。结果表明：淬火使得LiFePO4晶格中产生Li空位,有利于提高其电子导电性。淬火样品的一次颗粒细小（100~500 nm）,无明显团聚,并形成多孔结构;该样品在1C、2C和4C倍率下的首次放电比容量分别为151.4、138.0和116.7 mA.h/g,循环100次后的容量保持率高达99.3%、98.6%和94.5%。