LiNixMn2-xO4对锂离子电池材料LiCoO2的表面改性研究

在锂离子电池正极材料LiCoO2表面上修饰LiNixMn2-xO4来改善LiCoO2在循环过程中的容量衰减问题.对所得产物进行了XRD、SEM表征,并进行了充放电容量测试和交流阻抗测试.通过XRD和SEM,发现LiNixMn2-xO4修饰没有改变材料的晶体结构.在电化学性能测试中,由于包覆LiNixMn2-xO4可以减少材料与电解液的直接接触,最大程度地减缓电极材料在电化学循环时结构遭到破坏,在修饰量较小(3 5%)时,该改性方法改善了LiCoO2电极的循环性能,69次循环后放电比容量没有衰减,且大大地提高了平台效率.     

B元素对正极材料LiCoO2结构及性能的影响

为得到性能优异的锂离子电池正极材料,通过湿化学方法首先制得LiCoO2前驱体,掺入一定量H3BO3后经加热处理即得到掺B样品.通过对掺B样品进行检测分析,结果表明B的掺入能够部分改变LiCoO2的结构;其中当B含量在0.5%～3.5%时效果最好,其循环性也有提高.     

LiCoO2电极中锂离子的扩散性能

为使锂离子电池在较高的充、放电倍率下满足动力型电源的需要,对LiCoO2中锂离子的扩散性能进行了理论推导及试验测定。以球状电极模型对LiCoO2电极进行了处理,在简化的假设条件下,推导出LiCoO2电极的扩散电流表达式,并可求得锂离子在LiCoO2电极中的固相扩散系数DLi 。研究结果表明:I对t-1/2在10～150s表现出很好的线性关系,与理论分析结果相符合;不同晶粒大小的LiCoO2样品扩散系数有很大差别,相差1个数量级以上;锂离子扩散动力学特征是由LiCoO2的晶粒尺寸决定的,与其粒径分布、比表面积及表面形貌等参数基本无关。     

表面修饰MoS2纳米微粒的合成及摩擦学性能

通过液相分散法使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、二烷基二硫代磷酸吡啶盐(PyDDP)为修饰剂成功制备了MoS2纳米微粒.用透射电镜(TEM)对MoS2纳米微粒的形貌进行了表征.结果表明:MoS2纳米微粒平均粒径约为100 nm.利用四球试验机表征了MoS2纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能.摩擦磨损试验结果表明:MoS2纳米微粒具有良好的减摩抗磨性能.     

碳纳米管的表面修饰及性能研究

通过原子转移自由基聚合法(ATRP)在碳纳米管表面接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA),得到表面修饰的碳纳米管(MWNT-g-PDMAEMA),进一步与二茂铁甲酸反应,成功制备了碳纳米管复合材料(MWNTg-PDMAEMA/C11H10O2Fe).详细研究了碳纳米管复合材料(MWNT-g-PDMAEMA/...     

表面修饰剂对纳米二氧化锆吸附催化性能的影响

以硝酸锆、PVP和聚乙二醇为原料,通过加入乙二胺及HAC作为表面修饰荆,利用沉淀法合成了纳米二氧化锆催化剂。研究了在不同的煅烧温度、不同光源条件下以及作为载体担载Ag’的纳米二氧化锆催化剂对吸附和光催化降解甲基橙溶液的影响。实验结果表明：制备纳米二氧锆催化剂时,加入不同表面修饰剂制备的催化剂,对甲基橙的吸附和光催化降解效果影响很大。加入乙二胺作为表面修饰剂,能明显提高催化剂对甲基橙的吸附和光催化降解效果。     

氮修饰对TiO2能带结构及光催化性能的影响

采用无模板一步水热法合成氮修饰的TiO_2样品,以12 W蓝色LED灯作为光源,甲基橙作为模拟污染物,测试了N-TiO_2样品的光催化性能.实验结果表明,光照6 h甲基橙降解率达到91.9%,N-TiO_2样品具有微球结构,微球由直径10～20 nm、长度20～200 nm的纳米棒组成.N-TiO_2样品的光吸收峰红移至600 nm,带隙能已从纯金红石型TiO_2的3.00 eV降至N-TiO_2的2.02 eV.研究发现,氮元素占据了TiO_2表面,并且氮原子取代氧原子形成了O—Ti—N化学键.研究表明表面修饰可以缩小带隙,提高光催化性能.     

不同温度下脉冲激光沉积LiCoO2薄膜的微观结构和表面形貌

使用脉冲激光沉积技术,不同的衬底温度,在单晶Si(100)衬底上沉积了锂离子电池正极材料Li-CoO2的薄膜.用XRD对样品进行晶体结构分析,用SEM观察了样品的表面形貌.结果显示,衬底温度对LiCoO2薄膜的微观结构和表面形貌都有明显影响.在500℃以上的衬底温度下生长的样品结晶质量较好;晶体的颗粒尺寸随着温度的升高而增大.     

镝铁氧体的表面修饰对磁性液体性能的影响

纳米磁粒子能否与硅油形成稳定的分散体系是制备硅油基磁性液体的关键。阐述了用共沉淀法制备的粒径约14.2nm的镝铁氧体磁粒子,经不同的表面活性剂修饰后分散于二甲基硅油中,根据分散体系的稳定性和磁性能,考察磁粒子表面的修饰效果对分散体系稳定性和磁性能的影响。用傅立叶红外光谱仪(FTIR)分析了磁粒子与表面活性剂的亲和方式、用振动样品磁强计(VSM)对磁性液体的磁性能进行测试。实验结果表明,在粒径一定的条件下,镝铁氧体磁性液体的稳定性和磁性能主要由使用的表面活性剂种类、修饰方式及用量决定,还与磁性液体中主要组分之间的配比有关。     

表面修饰纳米TiO2的表征及改善润滑油摩擦性能

利用溶胶-凝胶法在混合溶液中制备了硬脂酸修饰的二氧化钛纳米粒子，对所合成的纳米粒子通过AFM和FTIR对其结构进行表征，结果证明表面有有机层的存在，纳米粒子平均粒径为50nm．将纳米粒子作为润滑油添加剂，在万能摩擦磨损试验机上测试其摩擦学性能．试验结果表明，有机基团修饰的纳米粒子具有优良的抗磨、减摩能力，并分析了减摩机理．     

LiCoO2的形貌与结构对其电化学性能的影响

研究了对电极界面状态有重要影响的LiCoO2物理参数如粒径分布、比表面积及表面形貌等对LiCoO2电化学性能的影响.研究结果表明:粒径及比表面积对LiCoO2电极的容量循环稳定性及电压循环稳定性有较大的影响;适宜的粒径分布有助于提高LiCoO2电极的循环稳定性,过大的比表面积会使电极循环稳定性急剧下降;随着晶块尺寸的减小,LiCoO2材料在大电流下的放电性能得到改善;在优化条件下合成的LiCoO2样品具有最佳的高倍率性能、较高的容量及电压循环稳定性.     

Effect of sintering temperature on the electrolysis of TiO2

The effects of sintering temperature on the microstructure and the conductivity of TiO₂ cathodes were studied by examining the phase composition, microstructure, and element contents of the sintered cathodes and the cathodic products using X-ray diffraction and scanning electronic microscopy-energy dispersive spectrometry. The oxygen vacancy, conductivity, average pore diameter, and specific surface area of the sintered cathodes were detected by X-ray photoelectron spectroscopy, four-point probe, and ASPA 2010. The results showed that TiO₂ phase transformations occurred, and oxygen vacancies formed with the increase of sintering temperature. The cathodic conductivity improved, but the average pore diameter and the effective response area of the TiO₂ cathode were reduced when the sintering temperature increased. These phenomena could weaken the contact between reaction ions and electrons and also had the same effect on the cathodes and the molten salt. Moreover, they were disadvantageous to ion migration, so a lower sintering temperature was favorable for the microstructure of electrolysis. Consequently, the cathodic conductivity may be improved, but the microstructure became compact with the increase of sintering temperature. The cathodic products at different temperatures indicated that the cathodic conductivity was more important for electrolysis.     

烧结长度对复合型吸液芯热管传热性能的影响

通过采用直径分别为5.5mm及6mm的芯棒制作外径是8mm、烧结层长度分别占总长度的1/3、2/3及1的复合型吸液芯热管(分别命名为GO、GT和GF),对其极限传递功率(MHTP)、蒸发端、冷凝端及总热阻进行比较。研究烧结长度对复合型吸液芯热管传热性能的影响。工质的填充状态有两种:①吸液芯孔隙填满工质;②填充相同工质量。结果发现:两种工质灌注状态对热阻的影响较小,对MHTP的影响较大。芯棒直径5.5mm时,状态①中,GO、GT、GF的MHTP都达100W以上;状态②中,GF则只达到80 W。芯棒直径6mm时,状态①中,GO、GT、GF的MHTP分别为100 W以上、80 W、60W;状态②中,GO、GT、GF的MHTP则分别为80W、100W以上、80W。减少吸液芯烧结层的长度可有效降低热管总热阻,吸液芯厚度相同时,GT或GO总热阻相对GF至少可减少33%。输入功率60~100 W时,同根热管总热阻大小变化0.01℃/W。吸液芯厚度增加0.25mm时,相同烧结长度的热管总热阻大小相差0.01℃/W。两种工质灌注状态都表明烧结层长度对复合热管蒸发段热阻影响较小,主要对冷凝端及总热阻有影响,其中热管冷凝端热阻的变化趋势与总热阻相同。     

LiCoO2的化学分解浸取过程

废旧锂离子电池中钴的含量较高．钴具有较强的毒性,且资源稀少．为此,研究了废旧锂离子电池的湿法回收工艺过程,并分析了废旧锂离子电池中钴和锂在硫酸溶液中的漫取过程动力学．采用了解体电池塑料外壳、钢壳、正负极材料、N-甲基吡咯烷酮(NMP)分离铝箔与正极活性材料以及硫酸浸取钴与锂的回收工艺．结果表明,铝片的回收率接近100％,钴和锂的浸取率均超过99．6％,同时分析了漫取过程中的工艺参数对钴和锂的漫取率的影响．     

超声波对锂离子正极材料LiCoO2性能的影响

在电解法的基础上,提出了一种新的改进方法来制备锂离子电池正极材料.经超声波与相转移后,采用电解液中析出的Li2CO3和电解中间产物Co(OH)2作为前驱物制备得到了锂离子正极材料LiCoO2.通过X射线衍射,扫描电镜对所合成的材料进行了表征.实验结果证明,该前驱物在850℃下反应仅3h就能得到性能优异的LiCoO2正极材料,大大缩短了反应时间.