锂离子电池合金负极材料研究进展

合金类材料具有高比容量和高安全性等优势,是极具潜力的锂离子电池负极材料。合金负极不同的脱嵌锂机制显著影响着锂枝晶生长、锂离子输运及体积膨胀等行为。介绍了不同合金负极的脱嵌锂机制,并从热力学、动力学角度分析了锂沉积形核过程及锂在电极内部输运过程的影响因素,总结了合金负极控制锂沉积行为及体积膨胀的研究进展和未来发展方向。     

镍钴铝三元锂电池容量“跳水”机理研究

对一款商用镍钴铝（LiNi0.8Co0.15Al0.05O2， NCA）/石墨锂电池进行固定节点老化实验，结合差分电压分析方法和电化学阻抗谱分析方法辨识出全生命周期内的老化模式，通过观察微观形貌对老化机理进行验证. 分析结果表明，该锂电池容量衰减过程存在2个阶段：第1阶段容量衰减较慢，该阶段的老化模式主要以负极活性材料损失和锂离子损失为主；第2阶段容量衰减剧烈，这是由于负极表面发生了析锂，直接消耗大量可循环锂造成锂离子损失增加，之后金属锂与电解液反应形成钝化层，增加电极在脱嵌锂过程中的机械应力，使得电极活性材料损失增加. 析锂副反应造成了容量“跳水”现象，后续钝化层的形成导致的活性材料损失加剧和析锂副反应的持续发生则是老化第2阶段容量快速衰减的原因.     

四甲基苯醌在氯化正丁基吡啶－AlCl＿3室温熔盐中的循环伏安行为

四甲基苯醌在氯化正丁基吡啶－ＡｌＣｌ＿３室温熔盐中的电化学行为，和室温熔盐的酸碱度有关，在碱性熔盐中，四甲基苯醌以不络合的形式存在，电极上的还原过程是一个ＥＣＥ过程；在酸性熔盐中，形成络合物ＴＱ（ＡｌＣｌ＿３）＿ｍ，络合数ｍ为１，２，３，随熔盐酸度变化，此外，醌类物质芳香环上的取代基，也影响其电化学性质。吸电子基团使还原电位正移，推电子基团使还原电位负移。     

锂金属与室温熔盐相互作用的电化学和SEM研究

用电化学交流阻抗，循环伏安法和扫描电镜方法研究了锂和１－甲－３－乙咪唑氯化物／ＡｌｃＬ３室温熔卤体系的相互作用结果表明，锂与该室温熔盐体系发生快的化学反应，生成两种钝化膜。     

自然环境条件下硫化铁的自燃倾向性

为了研究硫化铁的自燃倾向性,在自然环境条件下对硫化铁进行氧化实验,实验结果表明:Fe3O4、Fe2O3以及Fe(OH)3硫化后生成的硫铁化合物活性很高,具有较高的自然氧化活性,在室温下可迅速与空气中的氧气反应,同时放出大量的热量.以Fe2O3的硫化产物为典型样品,研究了硫化时间、水分、油品、硫及通风条件对硫化铁氧化升温特征的影响,结果表明,硫化时间长,适量的油品和硫以及良好的通风条件能够加速硫化铁升温过程,而一定的水分及不良的通风条件则降低了硫化铁的自燃倾向性.     

DMSO中Y—Co合金膜的电化学制备

稀土合金作为功能材料，广泛地应用在磁、光、核及超导材料领域．目前一般采用高温或低温熔盐电解及真空镀的方法来制备稀土及其合金材料．如果能在室温下通过电沉积的方法制备稀土合金，则便于控制合金组成，可大大提高它的功效和扩大应用领域．但是，氢的析出使稀土很难...     

天然石墨在室温离子液体电解液中的嵌脱锂性质

室温离子液体是现代化学中的先进液态功能材料之一,用作锂离子电池电解液具有导电性好、不燃烧和易回收等突出优点,是未来动力锂离子电池理想的电解液组分[1].然而,由于离子液体的造价高、粘度大且与电极活性物质的浸润性差,将其用于锂离子电池还需要大量的基础研究工作[2]. 本文研究了天然石墨负极材料在室温离子液体电解液中的电化学嵌脱锂性质,选用多种有机电解液添加剂改善了离子液体电解液与石墨类负极材料的相容性,报道了一种在锂离子电池中有应用前景的室温离子液体电解液体系.1　实验部分　等摩尔的溴化三甲基己基铵(TMHABr)和二(…     

电合成L-半胱氨酸高活性电极的研制

采用化学修饰和电沉积方法在Ｔｉ表面镀覆一层结合牢固的Ｓｎ层，从而制成钛基锡电极，该电极和Ｐｂ电极比较，对Ｌ－半胱民合成反应，具有更高的电催化活性，电流效率大于９９．０％，电解收率为９８．０％以上，明显优于Ｐｂ电极电解。     

在电沉积镍－钼合金上的析氢反应

本文运用极化曲线和电化学阻抗图谱等方法，研究了含钼量不同的镀液电沉积镍铝钼金在７ｍｏｌ．Ｌ－１氢氧化钠溶液中的析氢动力学过程．实验结果表明，随着镀液钼含量的增加，镀层的析氢催化活性大大增加，其活性大大超过纯镍和纯钼电极．同时初步探索了各种沉积条件对析氢催化活性的影响．     

稀土熔盐电解中非碳阳极的研制及其腐蚀机理

针对稀土金属Ｎｄ的氟化物体系熔盐电解中石墨阳极所存在的一系列不足，研制了一种新型的电极材料，称其为非碳阳极；并对其在电解过程中的腐蚀机理进行了较详细的探讨，提出了还原反应、氧化反应、电解质渗透、电极组分溶解、析氧膨胀等几种可能的腐蚀原因．与此同时，作者还将在轻金属铝电解中应用较成功的２种惰性阳极进行了稀土熔盐电解实验，实验结果否定了其在稀土电解中应用的可能性．     

FeS2-H2O系综合平衡电势-pH图及其应用

根据综合平衡原理,建立和讨论了一种新型的ＦｅＳ２－Ｈ２Ｏ系电势－ｐＨ图及该体系中溶液态物质的浓度分布函数单质硫只有较小的稳定区且依赖于溶液中含硫物种总浓度Ｃｔ（Ｓ）和Ｈ２Ｓ气体的分压大小,当Ｃｔ（Ｓ）固定时,分压小于某临界值后单质硫的稳定区将消失Ｆｅ２Ｏ３（Ｓ）和ＦｅＳ２（Ｓ）的稳定区均很大,Ｆｅ２Ｏ３的稳定性与溶液中含铁总浓度Ｃｔ（Ｆｅ）有关,而ＦｅＳ２的稳定性与Ｃｔ（Ｓ）、Ｃｔ（Ｆｅ）及Ｈ２Ｓ气体的分压均有关图３,表３,参４     

镍硼电极及FeS催化剂对煤电解液化的催化作用

用镍硼非晶态合金电极在碱性水溶液中研究煤电解加氢液化.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法对所制备电极进行表征.通过极化曲线和电流-时间曲线对NiB电极的活性进行测试.制备不同负载量的FeS催化剂,研究其对电解加氢液化的催化作用以及负载量对催化活性的影响.对煤浆连续电解24h后,由四氢呋喃(THF)可溶物元素分析可知,H/C原子比由电解前的1.01增加到电解后的1.34;THF可溶物所占比例由电解前9.10%提高到电解后44.29%,表明煤炭经过电解加氢,其四氢呋喃可溶率得到了较大的提高,即得到有效的液化.     

Li／FeS_2电池常温放电过程的磁性研究

本文报导组装特殊结构的Ｌｉ／ＦｅＳ２电池，对其放电过程中磁性的变化进行了测定，实验结果支持了作者关于该电池放电过程中有植根于晶粒表面的弯电杆状分子—（ＦｅＳ２晶粒）－Ｓ－Ｆｅ－Ｓ－Ｌｉ生成的观点，而且对中间产物ＬｉｚＦｅＳ２的产生过程作了与磁性变化规律相一致的解释，此过程也解释了天然黄铁矿Ｌｉ／ＦｅＳ２电池常温放电只适宜于微电流的原因。     

高功率Li/FeS2电池的研制

随着信息技术的快速发展,用电器对电池的需求也日益增长,尤其是对高能量高功率电池的需求,而普通碱性电池显然无法满足这种要求.本文作者在国内率先成功研制了采用改性FeS2作为正极材料的AA型高能量高功率Li/FeS2电池.天然FeS2经过研磨、焙烧和酸洗,可最终制得改性FeS2.讨论了天然及改性FeS2的化学成分、物理性质和结构特征,并分别测试了二者组装成锂电池的放电容量.研究结果发现:FeS2的纯度、颗粒大小是影响Li/FeS2电池电化学性能的重要因素.在此基础上,对比了AA型Li/FeS2电池与同型号碱性电池的放电性能.Li/FeS2电池的整个制备过程完全满足环保的要求.研究表明:Li/FeS2电池是一种绿色、高功率的新型能源,具有广泛的应用前景.     

高功率Li／FeS2电池的研制

随着信息技术的快速发展，用电器对电池的需求也日益增长，尤其是对高能量高功率电池的需求，而普通碱性电池显然无法满足这种要求。本文作者在国内率先成功研制了采用改性FeS2作为正极材料的AA型高能量高功率Li／FeS2电池。天然FeS2经过研磨、焙烧和酸洗，可最终制得改性FeS2。讨论了天然及改性FeS2的化学成分、物理性质和结构特征，并分别测试了二者组装成锂电池的放电容量。研究结果发现：FeS2的纯度、颗粒大小是影响Li／FeS2电池电化学性能的重要因素。在此基础上，对比了AA型Li／FeS2电池与同型号碱性电池的放电性能。Li／FeS2电池的整个制备过程完全满足环保的要求。研究表明：Li／FeS2电池是一种绿色、高功率的新型能源，具有广泛的应用前景。     

Solid FeS lubricant: a possible alternative to MoS2 for Cu-Fe-based friction materials

Molybdenum disulfide (MoS2) is one of the most commonly used solid lubricants for Cu-Fe-based friction materials.Nevertheless,MoS2 reacts with metal matrices to produce metal sulfides (e.g.,FeS) and Mo during sintering,and the lubricity of the composite may be related to the generation of FeS.Herein,the use of FeS as an alternative to MoS2 for producing Cu-Fe-based friction materials was investigated.According to the reaction principle of thermodynamics,two composites—one with MoS2 (Fe-Cu-MoS2 sample) and the other with FeS (FeS-Cu2S-Cu-Fe-Mo sample),were prepared and their friction behaviors and mechanical properties were compared.The results showed that MoS2 reacted with the Cu-Fe matrix to produce FeS,metallic ternary sulfides,and Mo when sintered at 1050℃.The MoS2-Cu-Fe and FeS-Cu2S-Cu-Fe-Mo samples thereby exhibited similar characteristics with respect to phase composition,density,hardness,and tribological behaviors.Micrographs of the worn surfaces revealed that the stable friction regime for both composites stemmed from the iron sulfides friction layers rather than from the molybdenum sulfides layers.     

Solid FeS lubricant:a possible alternative to MoS2 for Cu-Fe-based friction materials

Molybdenum disulfide (MoS₂) is one of the most commonly used solid lubricants for Cu-Fe-based friction materials. Nevertheless, MoS₂ reacts with metal matrices to produce metal sulfides (e.g., FeS) and Mo during sintering, and the lubricity of the composite may be related to the generation of FeS. Herein, the use of FeS as an alternative to MoS₂ for producing Cu-Fe-based friction materials was investigated. According to the reaction principle of thermodynamics, two composites-one with MoS₂ (Fe-Cu-MoS₂ sample) and the other with FeS (FeS-Cu₂S-Cu-Fe-Mo sample), were prepared and their friction behaviors and mechanical properties were compared. The results showed that MoS₂ reacted with the Cu-Fe matrix to produce FeS, metallic ternary sulfides, and Mo when sintered at 1050℃. The MoS₂-Cu-Fe and FeS-Cu₂S-Cu-Fe-Mo samples thereby exhibited similar characteristics with respect to phase composition, density, hardness, and tribological behaviors. Micrographs of the worn surfaces revealed that the stable friction regime for both composites stemmed from the iron sulfides friction layers rather than from the molybdenum sulfides layers.     

铁粉表面硫化处理制备高密度Fe-Cu-C合金

突破常规铁基粉末合金的制备工艺,设计出一种制备高密度Fe-Cu-C合金的新工艺.通过对铁粉表面进行硫化处理,Fe与S反应合成FeS,均匀包覆在Fe粉颗粒表面,形成一层FeS润滑薄膜,有利于降低压制摩擦力.通过X射线衍射、扫描电镜、和场发射扫描电镜分析研究材料的物相、元素分布和显微组织.研究结果表明:包覆在铁粉颗粒表面的FeS薄膜,有利于提高压坯密度,活化烧结.当S质量分数为0.5%时,硫化处理的Fe-2Cu-0.8C合金的力学性能优异,压坯密度7.31 g·cm-3,硬度78.6 HRB,抗拉强度485 MPa;当S质量分数达到0.8%时,多余的FeS占压制体积分数,导致试样的压坯密度降低,力学性能降低.     

Low-cost solid FeS lubricant as a possible alternative to MoS2 for producing Fe-based friction materials

Three reaction systems of MoS2–Fe, FeS–Fe, and FeS–Fe–Mo were designed to investigate the use of FeS as an alternative to MoS2 for producing Fe-based friction materials. Samples were prepared by powder metallurgy, and their phase compositions, micro-structures, mechanical properties, and friction performance were characterized. The results showed that MoS2 reacts with the matrix to produce iron-sulfides and Mo when sintered at 1050°C. Iron-sulfides produced in the MoS2–Fe system were distributed uniformly and continuously in the matrix, leading to optimal mechanical properties and the lowest coefficient of friction among the systems studied. The lubricity observed was hypothesized to originate from the iron-sulfides produced. The FeS–Fe–Mo system showed a phase composition, porosity, and density similar to those of the MoS2–Fe system, but an uneven distribution of iron-sulfides and Mo in this system resulted in less-optimal mechanical properties. Finally, the FeS–Fe system showed the poorest mechanical properties among the systems studied because of the lack of Mo reinforcement. In friction tests, the formation of a sulfide layer contributed to a decrease in coefficient of fric-tion (COF) in all of the samples.     

FeS2-MnO2-H2SO4浸出软锰矿反应

针对FeS2-MnO2-H2SO4浸出软锰矿的浸出过程进行了研究,考察了反应过程中FeS2反应方式对MnO2浸出的影响.研究过程中分别对矿浆中的Mn2+,Fe2+和Fe3+质量浓度,以及矿浆电位的变化进行了监测,并对浸出过程进行了阶段的划分与分析.通过对浸出过程中不同反应阶段的分析,发现不同反应阶段过程中Mn2+与Fe3+浸出速率的比值是不同的,说明在不同阶段存在着不同的反应方式,导致FeS2的利用率在不同阶段存在明显差异.同时,对矿浆电位的监测表明,高电位有利于FeS2浸出Fe2+,从而加快了MnO2的浸出速率.