五氟化磷制备过程的GC-MS-SIM法评价与监测

比较4种PF5的制备新方法,分别为P2O5和CaF2固-固加热法、KPF6直接加热法、PCl5和CaF2固-固加热法、KPF6和PCl5固-固加热法,并讨论PF5在无水乙醚和乙腈中溶解情况.对4种不同方法反应生成的PF5按照最佳方案经过溶剂预处理,通过GC.MC-SIM法进行评价.研究结果表明:采用P2O5和CaF2固-固加热法生成高纯度的PF5气体,为制备PF5的最优方法,而采用其他3种方法均出现杂质气体产物,分别为PF3和POF3等;对P2O5和CaF2固-固加热法制备PF5过程进行GC-MS-SIM监测,制备过程的最优化方法为:CaF2和P2O5固-固相在质量比≥1:2时,于280℃加热3 h.采用该方法时,原材料无毒、易得,制备过程易控制,优于目前传统的PF5制备方法.     

锰酸锂电池循环性能的改进

采用商品化的LiMn2O4和石墨作为正负极材料制作锰酸锂电池,并利用XRD和SEM表征LiMn2O4原料的结构和形貌.研究不同正负极料量比对电池性能的影响,对各个料量比电池循环之后的正极进行XRD分析.研究结果表明:LiMn2O4容量随着正负极料量比的增大而增大,最高达到106 mA·h/g,而电池的循环性能随着正负极料量比的减小而改善,正负极料量比为2.35时,170次循环后电池容量保持率为87.3%,并且在循环过程中,电池循环性能随着循环的进行而改善;循环后的LiMn2O4晶胞发生收缩,LiMn2O4的结构稳定性提高,并且其晶胞收缩程度随着正负极料量比的减小而增加.     

LiCoO2正极材料的合成及其电化学性能

采用回收的含有少量Co3O4的LiCoO2为原料, 加入Li2CO3调整Li与Co的物质的量比, 高温合成正极材料LiCoO2, 运用扫描电镜和X射线衍射仪对合成的LiCoO2进行微观形貌与晶相结构的研究. 研究结果表明 合成时间对晶体结构和电化学性能有较大的影响, 合成时间越长, LiCoO2的结构越完整;将LiCoO2样品组装成电池进行电化学检测, 烧结时间为12 h的样品首次充、放电比容量分别为161.16和150.67 mA·h/g, 经30次循环之后, 放电比容量仍有141.19 mA·h/g, 表现出良好的电化学性能.     

粘结剂对C-LiFePO4/石墨电池电化学性能的影响

采用商品化的LiFePO4作为原料,对比水系粘结剂和油性粘结剂(PVDF)对LiFePO4电池初始放电容量、循环性能,倍率性能和内阻的影响.利用XRD对循环后的电池正极进行分析.研究结果表明,油性粘结剂体系中LiFePO4的容量较高,首次放电容量达到124 mA·h/g,且循环性能较好,200次循环容量保持率为96.3%.发现水性粘结剂电池循环后LiFePO4结构变化较大.水性粘结剂的倍率性能良好,1C(C为充放电倍率)容量是0.1C的92.2%,而对于油性粘结剂,1C容量是0.1C的85.5%;水性体系中电极界面阻抗要小于油性体系中的界面阻抗,并且水性粘结剂电池的内阻要小于油性粘结剂的内阻.     

复合材料LiMn2O4/活性炭的电化学行为

利用充放电测试、循环伏安和交流阻抗等方法研究LiMn2O4/活性炭复合材料在1 mol/L LiPF6-EC/EMC/DMC有机电解液中的电化学性能.研究结果表明:复合材料同时具备超级电容器高功率密度和锂离子电池高能量密度的特点;复合材料的容量包含活性炭的双电层电容和LiMn2O4电化学反应的容量;当活性炭的质量分数为20％时,10C倍率下复合材料的首次放电容量高达76.4 mA.h/g,100次循环后容量几乎没有衰减(0.01％),与纯LiMn2O4电极相比有很大提高.     

沥青基人造石墨/天然石墨球复合炭负极材料的制备与性能

将沥青与天然石墨球按不同比例混合,经碳化处理后再进行石墨化得到锂离子电池用复合炭负极材料。研究结果表明:复合炭材料具有较大的平均层间距d002;复合炭材料仍保持类球形形貌;复合炭材料在较大倍率下的循环性能优于天然石墨球,其中在沥青基人造石墨与天然石墨球的质量比为15%的条件下,0.1C(1C=300 mA/g)充放电电流下材料的可逆比容量为343.7 mA·h/g,首次库仑效率为85.4%,1C下可逆比容量为295.4 mA·h/g,达到0.1C时可逆比容量的85.9%;1C倍率下50次循环比容量保持率为91.6%,与天然石墨球相比,复合材料具有更大的锂离子扩散系数。     

活化焙烧强化盐酸浸出红土矿的镍

通过X线衍射、红外光谱、差热、扫描电镜和液氮吸附等方法考察活化焙烧对红土矿矿相结构变化和有价金属浸出的影响。研究结果表明:该矿在277℃左右发生了针铁矿脱水转变为赤铁矿,在610℃发生蛇纹石去羟基化作用,该结果与通过XRD表征的在不同温度下进行焙烧的矿石中主要矿相的晶型转变结果一致;矿物在300℃焙烧时,比表面积为21.04 m2/g,在610℃焙烧时,比表面积为26.45 m2/g,比原矿的比表面积16.03 m2/g有较大提高,有助于后续的浸出过程;在300℃焙烧后,矿样浸出可以获得最大的镍浸出率,达93%,而铁的浸出减少,进一步升高焙烧温度不利于有价金属镍的浸出。     

氯化铵-氯化焙烧红土镍矿工艺及其热力学计算

通过对使用氯化铵焙烧法处理云南元江地区红土镍矿的相关化学反应进行热力学计算,并在此基础上研究氯化铵与红土镍矿质量比、焙烧温度、焙烧时间等工艺条件对红土镍矿氯化焙烧效果的影响.研究结果表明:随着焙烧温度的提高,镍、钴、锰的铁酸盐的氯化程度降低;而镍、钴、锰的硅酸盐和蛇纹石的氯化程度受焙烧温度的影响很小;镍、钴、锰、铁的氧化物除二氧化锰外,氯化程度均随焙烧温度提高而降低;当焙烧温度为673 K、焙烧时间为15 min、氯化铵与矿料质量比为0.8-1.0时,镍、钴、锰、铁、镁在常温下用水浸出5 min的浸出率分别为80%,60%,99%,58%和19%.