LiFePO_4锂电池正极材料的共碳包覆和Mn掺杂的改性

采用高能球磨辅助固相法制备碳包覆并掺杂Mn的LiFePO4正极材料LiFe1-xMnxPO4(x=0.04、0.05、0.06和0.07)。通过X线衍射光谱仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、比表面积(BET)及恒流充放电等测试手段考察Mn的掺杂量及碳的包覆量对LiFePO4的结构、形貌及电化学性能的影响,最终确定优化条件。结果表明:Mn掺杂量x=0.06及碳的前驱体(蔗糖)添加量为LiFe0.94Mn0.06PO4质量的2.5%(碳最终质量分数为1.26%)时,所获得的碳包覆和Mn掺杂的LiFePO4正极材料的电化学性能最优异,其0.1C倍率的放电比容量为165.1 mA·h/g,10C倍率的放电比容量仍达92.4 mA·h/g,50次循环后容量保持率分别为96.7%及89.2%。     

碳包覆对由磷铁低温合成的LiFePO_4电化学性能的影响研究

利用磷化工生产过程的副产物Fe-P废渣为原材料,合成磷酸铁锂正极材料,针对其电化学性能不佳的情况,通过包覆不同含量的碳及不同的碳源来进行优化.实验结果表明,当碳含量为5 wt%且碳源为葡萄糖时,磷酸铁锂材料能表现出最好的电化学性能.本结果为磷酸铁锂正极材料的改性提供了一种新的思路.     

磷铁制备锂电池材料LiFePO_4的碳包覆优化研究

利用磷化工副产物磷铁和CO2为原料,合成锂离子电池正极材料LiFePO4.通过对不同焙烧温度下葡萄糖的变化以及质量损失分析确定样品碳包覆量,将纯LiFePO4和不同碳包覆量的LiFePO4/C复合材料进行恒电流充放电及循环伏安测试.碳包覆量为4.3wt%的LiFePO4/C放电容量约是未进行碳包覆的纯LiFePO4放电容量的3倍,循环可逆性也更优.本工艺方法简单,成本低廉,实现了变废为宝和低碳环保,为未来生产提供了新思路.     

可用于航空锂电池正极材料LiFePO4氮掺杂碳包覆改性研究

以二氰二胺为氮掺杂剂,采用溶胶凝胶法制备了氮掺杂碳包覆LiFePO_4的复合材料,并且分析了氮掺杂量对电极材料结构与性能的影响。研究结果表明,柠檬酸和二氰二胺在高温下的原位分解使合成的LiFePO_4颗粒表面包覆了一层氮掺杂的碳膜,有效的增加了各颗粒间的电接触,改善了LiFePO_4的电化学性能。当氮掺杂量为0.35 wt%时,LiFePO_4@N_(0.35%)C样品具有最优良的电化学性能。在2.5~4.2 V的电压范围内,电极材料在0.1 C倍率下的首次放电比容量达到157.2 mAh/g,经过30个循环后放电容量基本不变。     

多孔LiFePO_4锂电池正极材料制备及电化学性能研究

聚苯乙烯微球(PST)作模板成功地制备出了三维(3D)多孔LiFePO4锂电池正极材料,并与传统固相法制备的LiFePO4比较,分析形貌、性能差异.结果显示,固相法合成的LiFePO4近似呈球形,颗粒大小不均,平均粒径约80~220nm.而模板法合成产物具有3D多孔结构,孔径较为均匀.BET测试显示,3D多孔LiFePO4比表面积较大,为11.239 8m2/g,单孔体积为0.034cm3/g,而固相法合成产物比表面积为2.003 2m2/g,单孔体积为0.006cm3/g.因此,3D多孔LiFePO4为锂电池中锂离子嵌入和脱出提供便利通道.电化学性能显示,两种方法在3.3~3.5V电压区间有一个较好充电和放电平台,固相法最大充放电比容量为60~70mAh·g-1,而模板法合成的多孔材料其稳定性较好,充放电比容量基本稳定在170mAh·g-1左右.电化学阻抗谱(EIS)分析,多孔的LiFePO4材料其欧姆接触电阻(R1)、电化学反应的电荷转移电阻(R2)和半无限边界条件下的扩散阻抗(W1)较之固相法合成LiFePO4材料均小,3D多孔结构有利于减少因阻抗引起的电池容量的损耗,增强电池的稳定性,提高可逆比容量.     

PVA辅助两步碳热还原法合成LiFePO_4/C复合材料

以Fe3+为铁源,葡萄糖和有机物聚乙烯醇PVA共同为碳源两步碳热还原法合成LiFePO4/C材料.采用XRD,SEM,LAND电池测试系统及电化学工作站等对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行了研究,并对PVA不同时间加入对材料性能的影响做了分析.结果表明:PVA在原料预烧之后加入,所得LiFePO4/C复合材料具有丰富的表面结构,有较小的交流阻抗和很好的充放电性能,0.1C下初始放电比容量达到了167mAh.g-1,且不同倍率下循环性能稳定.     

LiFePO_4的水热合成及电化学性能

通过水热法合成了纯度较高、结晶良好且粒径均匀细小的LiFePO4粉体.采用XRD,SEM对材料的结构和形貌进行分析,并研究了水热合成温度和反应时间对材料电化学性能的影响.结果表明,提高反应温度和延长合成时间有利于提高材料的结晶度,但会增大材料粒径.200℃水热合成5 h样品电化学性能最佳,0.1C倍率首次放电比容量138.0 mAh.g-1,具备工业化实用性.在水热合成中加入抗坏血酸和葡萄糖可有效避免Fe2+的氧化并增强材料的导电性.     

掺杂锰氧化物的聚乙烯醇基碳包覆复合材料的制备及界面改良优化机制

采用掺杂锰氧化物MnO_x的聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)基碳包覆(CF_0.79@C-MnO_x)对氟化碳(CF_0.79)进行改性.为提升锂氟化碳电池倍率性能,进一步探讨碳化温度、氧化温度和包覆层厚度对制备的CF_0.79@C-MnO_x复合材料电化学性能的影响,以此优化氟化碳包覆层获得界面改良最佳优化机制.实验结果表明:优化碳化温度,可得到导电性最好的碳层;优化氧化温度,可得到结晶性好的锰氧化物;优化PVA和Mn(NO₃)₂浓度来调控包覆层厚度,可进一步改善氟化碳的界面,促进锂离子扩散到氟化碳电极上.微观形貌表征及电化学性能分析均表明,CF_0.79@C-MnO_x-350℃氩气-400℃氧气-0.25mol/LMn(NO₃)₂-0.25mol/LPVA具有最佳的性能,在高的放电倍率下,无论在倍率性能还是电压平台,...     

Fe_2P_2O_7制备锂离子电池正极材料LiFePO_4的碳包覆优化研究

利用Fe_2P_2O_7和碳酸锂为原材料,并通过不同的碳包覆合成LiFePO_4/C复合材料.利用XRD、SEM、碳硫分析仪、恒流充放电法和循环伏安对产物的组成、结构、形貌和电化学性能进行测试,确定含碳量为2.45wt%的LiFePO_4/C复合材料具有更好的电化学性能.实验结果表明,在0.1C倍率下,锂离子电池的放电比容量为130.49 m Ah/g,在1C倍率下,锂离子电池的放电比容量为108.58 m Ah/g.     

铈掺杂LiFePO_4的电化学性能研究

以Ce为掺杂源,蔗糖为碳源,利用溶胶-凝胶法合成了LiFe1-xCexPO4/C正极材料,并采用SEM、XRD、EIS等分析方法重点考察了不同Ce掺杂量及Ce掺杂同时碳包覆样品的结构及电化学性能。结果表明,所制备的样品均为橄榄石结构,颗粒粒径明显细化。电化学性能测试表明,Ce掺杂量为1%(摩尔分数)时性能最佳,0.1C(C为倍率)放电,其容量可达153.1mAh/g,50次循环后容量保持96.7%;既掺Ce又包覆碳的效果更好,0.1C下其容量可达162.4mAh/g,50次循环后容量几乎没有衰减,1C时其容量可达109mAh/g,表现了良好的倍率性能。EIS测试表明,Ce的掺杂可以明显改善电极表面电化学反应的动力学性能,降低电极/电解液界面电荷转移电阻,Ce掺杂同时碳包覆样品的改善效果更为明显。     

PPy/LiFePO4复合材料的制备与性能

通过原位聚合方法制备了聚吡咯(PPy)/磷酸铁锂(LiFePO4)复合材料.傅立叶红外光谱测试表明PPy与LiFePO4之间发生了相互作用;采用扫描电镜观察了PPy在LiFePO4表面的分布情况;采用四探针法、电化学阻抗法及恒电流充放电法测试了复合材料的性能.结果表明:PPy的质量分数为4.69%的PPy/LiFePO4复合材料具有最佳的电化学性能,最小电荷转移电阻为98.83Ω,最大交换电流为0.256 mA,首次放电容量达到154.34 mAh/g,平台容量和平台率分别为133.48 mAh/g和86.48%,并且具有较好的循环性能及倍率性能.     

不同锂源和碳源对RAPET法合成LiFePO_4/C的影响

以自制的磷酸铁作为铁源和磷源,用高温自生压力法（即RAPET法）合成了LiFe-PO4/C复合材料,分别比较了以葡萄糖、蔗糖或柠檬酸为碳源和以碳酸锂或氢氧化锂为锂源所得LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响。利用X射线衍射（XRD）、循环伏安（CV）、交流阻抗（EIS）和充放电测试等方法,分别对样品的晶型和电化学性能等进行了表征和分析。结果表明：以柠檬酸为碳源、碳酸锂为锂源制备的LiFePO4/C复合材料电化学性能更优异,首次放电比容量达到166.1mAh/g。     

低碳钢的高温力学性能

利用Gleeble 1500热模拟实验机,采用加热法和凝固法两种加热变形制度,研究了实验用低碳钢的热塑性及强度,测定了该钢种的零塑性温度(ZDT)θd及零强度温度(ZST)θs,分析了其裂纹敏感性及断口组织·结果表明,凝固法所测结果更符合实际;实验钢的高温脆性温度范围为1300℃至熔点,在1100～1300℃范围内,此钢的断面收缩率均大于60%,具有良好的塑性·实验用低碳钢的高温脆性区较小,具有较强的抗高温裂纹特性·其θd和θs分别为1350℃和1400℃·     

聚苯胺在LiFePO_4/C正极中的双重功能

锂离子电池(LIB)中正极活性材料的导电率σ都很低,要减小正极的极化程度,增大活性材料的比充、放电容量和充、放电电流密度,最有效方法之一是选用高导电率的导电剂,与粘结剂混合在一起在正极中组成良好的导电网络.测试结果表明:聚苯胺(PAn)的导电率(σPAn=18.39 S/cm)大于正极中常用导电剂乙炔黑(AB)的导电率(σAB=7.77 S/cm).以PAn作为正极活性材料,不添加其他导电剂,对其进行恒电流充、放电试验(电流密度I=15 mA/g)时,其第3循环的比放电容量D3=60.8 mAh/g,充、放电效率η3=94.56%,试验结果表明:PAn在正极中兼有导电剂和活性材料的功能.以LiFePO4/C含碳复合材料作为正极活性材料,以PAn替代AB作为导电剂进行了恒电流充、放电试验,在电流密度为15 mA/g,30 mA/g,45 mA/g,60 mA/g,75 mA/g,90 mA/g和120 mA/g时,LiFePO4/C的比充、放电容量都增加了,表明正极的极化程度减小了.正极在经过较大电流密度(120 mA/g)充、放电后,再以小电流密度(15 mA/g)进行充、放电时,比充、放电容量几乎没有变化,表明经大电流(120 mA/g)充、放电后LiFePO4/C的贮锂结构没有变化.     

几种中高温热泵工质的理论循环性能

寻求环境特性和循环性能俱优的中高温热泵工质，是当前中高温热泵技术研究中的关键问题之一．考虑到纯物质数量和性质的限制，以性能相对优良的新物质为组元，根据组元性能优势互补的原则．结合理论循环性能分析评价，进行了混合工质的研究，提出了一种臭氧破坏势ODP为0，温室效应势GWP较低的非共沸混合工质M1．在冷凝温度为70～100℃的热泵循环工况范围，M1的压力水平适中，有5～8℃的相变温度滑移：与传统工质CFC114和新物质HFC143、CF3I相比，M1的单位容积制热量大于CFC114、HFC143的单位容积制热量，性能系数高于CFC114、CF3I的，M1具有作为中高温热泵工质的潜力．     

高低温试验箱内温度场实验及数值研究

高低温试验箱内部循环风速的大小对试验区的温度变化速率和温度场均匀性有着关键性作用,为了提高温变速率和温度场的均匀性,以内箱体积576 L的高低温试验箱作为研究对象,通过数值模拟分析6种送风方案(送风风速依次为1、2、3、4、5、6 m/s)下试验箱内试验区的温变速率、温度场,并计算分析能量利用系数.结果表明,方案1、2...     

基于Bayes的火箭弹高、低温环境试验方法

针对现有国军标规定的高、低温环境试验用弹量难以适用昂贵火箭弹定型试验的需要,提出了应用专家经验和Bayes方法的高低温环境下减少试验用弹量的试验方法.根据检测人员对标准样柱裂纹和脱粘检出结果,利用混合Beta分布确定检测人员每天检出概率的先验分布,导出在一定检出率要求下的检测次数,采用先验和Bayes方法确定高低温环境下的试验用弹量,与现行方法相比,在不降低试验要求的情况下,大幅度减少了试验用弹量.     

低应变速率下锰硫比对低碳钢高温塑性的影响

研究了在低应速率下锰硫比对低碳钢高温塑性的影响,实验结果表明,不同测试温度下锰硫比对钢的高温塑性的影响不同。按其影响规律,可分为４个温度区域即：（１）１３５０－１４００℃,锰硫比越高,塑性越差;（２）１０００－１３５０℃,锰硫比对塑性无影响;（３）８００－１０００℃,锰硫比越高,塑性越好;（４）６００－８００℃,锰硫比越高,塑性越差,同时还对锰硫比对高温塑性的影响机理进行了分析。     

高温热处理石油焦的微观结构与其充放电性能的关系

对两种不同的石油焦进行了高温热处理,采用X射线、扫描电镜和Raman光谱研究了经不同高温热温度（TH,max）处理过的试样的结构、形貌、结构与石墨化度,采用恒电流充放电－－原位XRD法和粉末微电极循环伏安法研究了试样的充放电过程,据此讨论了微观结构与充放电性能的关系。