LiFePO4-MWCNTs复合正极材料的制备与电化学性能研究

以氧化铁为铁源,通过简单的固相碳热法制备LiFePO4-MWCNTs复合正极粉体材料.利用XRD和SEM表征LiFePO4-MWCNTs复合材料的结构和表面形貌.利用EIS、CV和充放电测试实验测量LiFePO4-MWCNTs复合材料的电化学性能.XRD结果显示复合材料为橄榄石型的磷酸铁锂纯相,多壁碳管在正极材料中将颗粒相连,增加导电面积,形成三维网络结构,为颗粒之间提供附加的导电通道.通过添加质量分数为5%的多壁碳管的方法对LiFePO4正极材料导电通道进行改善.在0.5C充放电速率下首次放电比容量可以达到151.6mAh/g,充放电50次后,放电比容量还能保持在145.5mAh/g,在1C充放电速率下比容量保持在140mAh/g,2C时比容量保持在130mAh/g.随着充放电速率的增加,锂离子电池的性能也更加优越.     

溶胶-凝胶法合成LiFePO4／C多孔正极材料

以Fe3+为铁源,乙炔黑为碳源,采用溶胶-凝胶法合成出了多孔的LiFePO4/C,并用XRD、SEM、CV及恒流充放电测试对材料进行了研究和表征.该材料以1C倍率充放电时,首次放电容量达139.5 mAh/g,循环50周后,仍有132.0 mAh/g的容量.这是由于合成的多孔材料可以与电解液有更充分的接触,从而提高了材料的利用率.     

正极材料LiFePO4的电化学性能的改进

采用固相反应法合成了LiFePO4正极材料，在20mA／g的电流密度下进行恒电流充放电，比容量可以达到135mAh/g，为了改进LiFePO4的性能，提高其高倍率性能，尝试了两种途径并合成出Li(Fe0．8Mn0．2)PO4和LiFePO4/C。低倍率充放电实验得出的两个样品的比容量分别可达到145mAh／g和144mAh／g，而且表现出了良好的循环性能和平坦的电压平台，以上两种方法制备出的材料均具有较好的高倍率性能。     

模板-电沉积法制备孔状结构锡钴负极材料

采用模板-电沉积法制备Sn-Co合金锂离子电池负极材料. 用以柠檬酸、EDTA为络合剂混合CoCl2、SnCl4制备的溶液为电解液,在聚苯乙烯微球(PS)为模板的辅助下制备多孔Sn-Co电极. SEM测试表明:模板电沉积法制得Sn-Co电极表面为多层多孔三维结构. EDS能谱分析表明:多层多孔镀层中Sn-Co原子比(Sn: Co)接近0.72: 1. 首次充放电比容量分别为491.4 mAh/g和1 168.1 mAh/g,经过65次充放电循环之后,其充放电比容量仍然为401.5 mAh/g和419.1 mAh/g.     

共沉淀-微波法合成LiFePO4/C正极材料

采用共沉淀-微波法,利用自制加料装置合成了橄榄石型LiFePO4/C. 利用SEM、交流阻抗及恒流充放电技术对样品进行形貌表征和电化学性能测试. 结果表明微波8min样品具有均匀结构和较好电化学性能;0.2 C充放电表明,首次放电比容量157.81 mAh/g,53周循环后仍为156.15 mAh/g,材料具有良好的循环性能;1C充放电时,第一次放电容量为136.30 mAh/g,经20周循环后容量没有明显衰减,材料的倍率性能较佳.     

碳包埋固相法制备LiFePO4及其电化学性能研究

用石墨粉包埋取代保护性气氛,一步固相法制备LiFePO4.采用XRD,FTIR,SEM和恒电流充放电等方法对材料结构、形貌和电化学性能进行了表征.利用循环伏安法研究了Li+在LiFePO4中的嵌/脱过程.结果表明,这种改进的固相法可以合成亚微米级纯相橄榄石结构LiFePO4,所得材料具有良好的倍率性能和循环稳定性,在0.1C和1C倍率首次放电比容量分别为148.3和131.9mAh.g-1,1C和5C倍率下循环50次容量保持率分别为96%和90%.由循环伏安法计算得到阳极峰和阴极峰处Li+的表观扩散系数分别为1.64×10-13和1.94×10-13cm2.s-1.     

不同碳源对LiFePO4／C复合正极材料电化学性能的影响

取不同碳源(蔗糖、葡萄糖、聚乙烯醇)原料,采用两步固相法制备LiFePO4/C复合锂离子电池正极材料,对其进行XRD和电化学性能测试.XRD分析表明,所制产物均为单一相的橄榄石型晶体结构;恒流充放电测试结果显示,覆碳后的LiFePO4/C放电比容量和循环性能均得到明显改善,添加聚乙烯醇的LiFePO4/C首次放电容量达142.9 mA·h·g -1,充放电循环20 周后,其放电容量仍为143.1 mA·h·g-1.     

真空合成锂离子电池LiFePO4/C正极材料及其电化学性能研究

以氢氧化锂为锂源,在真空条件下合成了锂离子电池正极材料LiFePO4.采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）对样品进行表征,并对其进行电化学交流阻抗（EIS）、循环伏安（CV）和恒流充放电等电化学性能测试,并与以碳酸锂为锂源制得的材料进行比较.结果表明：两种锂源在真空条件下合成的LiFePO4均具有单一的橄榄石相,而以氢氧化锂为锂源所得的材料粒度更小且分布更均匀,比容量更高.此外,以氢氧化锂为锂源时,通过在原料预烧后的前驱体中引入碳源得到的LiFePO4/C复合正极材料在0.2 C和1.0 C时的首次放电容量分别为138.4 mAh/g和126.8mAh/g,循环30次后仍能分别释放出135.6 mAh/g和123.9 mAh/g的可逆容量.     

电极活性材料Li4Ti5O12的制备及电化学性能

以LiNO3和TiO2为初始反应物,固相法合成了Li4Ti5O12(M1). X射线衍射实验结果表明,所得粉体为较纯的尖晶石结构的Li4Ti5O12复合氧化物. Li4Ti5O12电极以35 mA·g-1电流密度恒流充放电,首次放电容量达到170 mAh·g-1,接近理论容量,首次充放电效率为92%. 其在大电流密度下充放电性能良好,以175, 350, 875 mA·g-1的电流密度放电,放电容量分别达到了151,140,115 mAh·g-1;与传统方法使用LiOH和TiO2固相合成的Li4Ti5O12(M2)加以比较,3个倍率下的放电容量分别提高了约5%,10%和26%. 循环伏安曲线表明:M1电极电位极化小,可逆性好,电极电化学活性高;M1电极嵌入/脱出锂后交流阻抗测试表明其电化学反应阻抗分别为16和20 Ω.     

微波合成锂离子电池正极复合材料LiFePO4/C电化学性能

采用微波合成技术合成锂离子电池正极材料LiFePO4,并进行碳掺杂,合成出复合材料LiFePO4/C.通过XRD,SEM和恒电流充放电实验,研究了材料结构形貌和电化学性能.结果表明,掺碳量4%时,采用40mA/g进行充放电,材料比容量可以达到109mAh/g,高倍率性能也有一定程度的提高.     

从盐湖卤水中萃取锂

选取磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂,200号溶剂汽油为稀释剂,氯化铁(FeCl3.6H2O)为共萃取剂,从青海盐湖含锂卤水中萃取锂,并对TBP质量分数对萃取率的影响,相比对萃取率及分配比的影响进行研究。研究结果表明:共萃剂FeCl3在萃取过程中作用明显,同时,水相氢离子浓度是非常重要的影响因素,适当的酸度既可以保证锂离子进入有机相,减少氢离子与有机溶剂络合的机会,又可以保证铁离子在溶液中不发生水解;最佳萃取工艺条件如下:TBP质量分数为60%,萃取相比(O/A)为1.5,n(Fe3 )/n(Li )为1.3,水相氢离子浓度为0.05 mol/L。在此条件下,锂的萃取率可达到80%,锂、镁分离效果较好,萃取液经洗涤、反萃取和深度除镁后,可制备高纯度碳酸锂。     

单效溴化锂吸收式制冷机的仿真计算

溴化锂吸收式制冷机是一种可利用低品位热能的节能型制冷机.针对蒸汽型单效溴化锂吸收式制冷机在船舶空调系统中的应用,编写了制冷机的设计计算程序和变工况的仿真计算程序,主要研究设计参数对流体流量和传热面积的影响及外界参数对制冷量与热力系数影响的变化规律.其结果与理论分析能较好地吻合,对溴冷机的设计及操作运行、控制调节等具有一定的指导意义.     

碘化锂在有机合成中的应用

就碘化锂在有机合成中的新进展，如碘代反应、裂解反应、Ｃ－Ｃ键的形成、还原反应以及其它反应进行了综述．     

钕离子掺杂锰酸锂纳米颗粒的自蔓延燃烧制备与性能研究

采用自蔓延燃烧法制备钕离子掺杂锰酸锂(LiMn_1.99Nd_0.01O₄)纳米颗粒,通过XRD、SEM、CV等表征分析了材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能.结果表明:钕离子掺杂不影响晶体结构,但可减小LiMn₂O₄颗粒粒径,进而提高其电化学性能.在0.2C倍率下的放电比容量高达125.6 mAh·g^－1.在1C倍率下的首次放电容量为118.4 mAh·g^－1,循环100次后的放电比容量为110.4 mAh·g^－1,容量保持率为93.2%.     

Dead lithium phase investigation of Sn-Zn alloy as anode materials for lithium ion battery

In this work, based on First-principle plane wave pseudo-potential method, we have carried out an in-depth study on the possible dead lithium phase of Sn-Zn alloy as anode materials for lithium ion batteries. Through investigation, we found that the phases Li_xSn₄Zn₄(x = 2, 4, 6, 8) contributed to reversible capacity, while the phases Li_xSn₄Zn_8−(x−4)(x = 4.74, 7.72) led to capacity loss due to high formation energy, namely, they were the dead lithium phases during the charge/discharge process. And we come up with a new idea that stable lithium alloy phase with high lithiation formation energy (dead lithium phase) can also result in high loss of active lithium ion, besides the traditional expression that the formation of solid electrolyte interface film leads to high capacity loss. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50771046), Natural Science Foundation of Guangdong Province (Grant No. 05200534), Key Projects of Guangdong Province and Guangzhou City (Grant Nos. 2006A10704003 and 2006Z3-D2031) and China Postdoctoral Science Foundation (Project No. 20080440764)     

电子与锂原子的弹性碰撞

采用处理慢电子被原子散射的等效势模型,计算能量在0.1～15eV范围内电子与锂原子系统的弹性散射总截面和微分截面,并把计算结果与一些实验和理论值进行对比,结果吻合较好.另讨论了Hammerling交换势中比例系数γ取不同数值时对结果的影响.     

盐湖卤水提锂技术及产业化发展

 据美国地质调查局2020年最新统计，已查明的世界锂资源量为8000万t，其中59%锂资源分布在盐湖中，寻找不同类型盐湖的提锂技术亟待解决。根据盐湖卤水中锂和其他伴生离子赋存特征，综述了沉淀法、膜法、萃取法、盐梯度太阳池法、吸附法等盐湖提锂技术发展现状，总结了锂资源生产流程，探讨了各种方法对不同镁锂比盐湖的适应性及优势。研究发现，盐湖提锂不能按照单一方法进行，要根据不同盐湖赋存类型进行提锂工艺的选择。沉淀法已经在低镁锂比盐湖中经过工业化生产验证；吸附法是目前在高镁锂比盐湖中综合效果最为理想的提锂技术，其吸附容量高、一步直接提锂、循环性能高、稳定性强；天然矿物改性吸附法是未来盐湖提锂产业化应重点关注的方向。     

2-苯基-8-羟基喹啉锂和8-羟基喹啉锂的合成及荧光性质

合成了一种新型的2-苯基-8-羟基喹啉配合物.利用元素分析、红外吸收光谱等方法对配合物的组成进行了分析,分析结果表明:2-苯基-8-羟基喹啉可与锂离子以1:1的比例形成配合物;对比研究了2-苯基-8-羟基喹啉锂和8-羟基喹啉锂的荧光性质,前者的荧光发射峰位置较后者红移了37 nm.从而说明苯环的取代增加了有机配体π-π共轭的程度,使HOMO-LUMO之间能隙变小,引起发射峰红移.     

青藏高原南部地热型锂资源

 高温地热水中含有丰富的锂资源,世界各国对其中锂资源的开发利用的研究越来越多。对青藏高原丰富的地热资源中富锂地热资源进行了综述,得出其具有以下特点：（1）构造控制强烈,地热型锂资源主要分布在雅江缝合带两侧及其南部地区强烈活动的高温地热田中,受到沿近NS向正断层发育的裂谷或地堑盆地的强烈控制;（2）品质好,锂含量可高达239 mg/L;Mg/Li非常低,多数富锂地热系统Mg/Li介于0.03~1.48;Li/TDS相对较高且介于0.25%~1.14%（扎布耶富锂盐湖为0.19%;玻利维亚乌尤尼盐湖为0.08%~0.31%）;持续稳定排放数十年,部分达到工业品位（32.74 mg/L）;伴生可以综合利用的B、Cs和Rb元素等;（3）规模大：据不完全统计,当前锂含量达到或超过19 mg/L的富锂温泉至少有19处,年排出金属锂约4281 t,折合碳酸锂25686 t,并且最新钻孔数据表明地热田深部潜力巨大;（4）属于非火山型,火山岩缺失;（5）深部来源成因,富锂地热系统的形成与印度和欧亚大陆碰撞引起的地壳深部部分熔融密切相关,深部熔融岩浆为富锂地热系统提供了稳定的热源,富锂的母地热流体沿着青藏高原南部广泛发育的断裂带上涌至地表形成高温富锂热泉。由此,认为青藏高原南部广泛发育的高温富锂地热资源是一种非常有价值、值得开发利用的地热型锂资源,随着地热水中锂提取技术的不断提升,青藏高原南部地热型锂资源有望成为一种可有效开发利用的锂矿床新类型--地热型锂矿床。     

尖晶石型掺杂锂钛复合氧化物的性能研究

采用高温固相法合成尖晶石型锂钛复合氧化物,并对材料进行Sn、Cr掺杂改性.采用XRD测试对材料进行表征,恒流充放电,电化学阻抗,循环伏安测试方法对材料进行电化学性能测试.实验结果表明,Sn、Cr复合掺杂提高了材料的容量,其中,ST首次放电容量达到168 mAh/g,SC的首次放电容量达到170 mAh/g.同时降低了材料的放电电压平台,改善了材料的电化学性能.