高能量密度富锂正极材料研究进展

面对世界范围内日趋严重的能源危机、气候、环保等问题,能源低碳转型已经成为大势所趋。锂离子电池是“双碳”愿景下电化学储能领域的重要方向,在新能源汽车和智能电子设备领域都发挥了不可忽视的作用。但科技的发展和日益增长的社会生活生产需求对现有锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。富锂正极材料具有成本低、工作电压高、比容量高(>250 mA·h·g^-1)等优点,在下一代锂离子电池正极中极具潜力,但初始库仑效率(ICE)低、容量衰减和电压衰减等问题仍制约着富锂正极材料的商业化进程。本文综述了近年来国内外针对富锂正极材料结构、反应机理和改性方法等方面的研究进展,总结富锂正极材料的研究热点与挑战,并对未来发展方向提出了展望。     

含锂赤泥在硫酸铵溶液中的浸出行为及机理

对赤泥在硫酸铵溶液中的浸出行为进行研究,在热力学分析的基础上,系统考察浸出温度、硫酸铵浓度、时间以及液固比对赤泥中锂、钠、钾浸出率的影响,并通过浸出前后物相和形貌的变化对其浸出机理进行探讨。研究结果表明：升高温度、硫酸铵浓度和延长时间有助于锂的浸出,而温度过高会降低锂的浸出率;在温度为270℃,时间为60 min,硫酸铵质量浓度为200 g/L,液固比为10:1的条件下,锂、钠、钾的浸出率分别为65.07%,95.97%和28.62%;赤泥在硫酸铵溶液中浸出锂、钠、钾的机理可能是离子置换。     

退役锂电池电解液高效热解气化与选择性提锂研究

提出一种退役锂电池电解液高效热解气化和热解气还原正极材料-水浸提取锂的新方法,考察热解温度、氮气流速对电解液气化率的影响规律,研究电解液/正极材料质量比对锂的提取效果的影响。研究结果表明：在热解温度为650℃、氮气流速为35 mL/min、保温时间为30 min条件下,电解液热解气化率高达96.38%,电解液主要转化为一氧化碳、甲烷、氢气、二氧化碳等气体。在质量比为1:0.1、还原温度为650℃、氮气流速为35 mL/min、还原时间为30 min条件下,仅锂元素被高效提取,提取率达到98.93%。本工作同步实现了电解液高效资源转化和正极材料中锂的高效选择性提取,为退役锂电池资源循环利用开辟了新思路。     

多壁碳纳米管涂层修饰苘麻基生物碳/硫复合正极材料的制备及对锂硫电池性能的影响

锂硫(Li-S)电池因高理论能量密度在众多新型电池中受到广泛关注,但存在硫正极导电性差、多硫化物的穿梭等问题,制约其商业应用。针对上述问题,本次试验制备苘麻基生物碳(AC),通过熔融扩散法与升华硫(S)复合形成碳/硫复合材料(AC@S),并使用碳涂层法在正极材料表面涂覆多壁碳纳米管(MWCNTS)作为Li-S电池正极片与隔膜之间的夹层,进一步抑制多硫化物的溶解和扩散,阻止穿梭效应,减小活性物质的损失,提高Li-S电池的容量和循环性能。AC@S+MWCNTs电池首次放电容量为1 242.8 mAh·g^-1,循环150次后仍保持982.4 mAh·g^-1,相同条件下比AC@S高出275.0 mAh·g^-1。将MWCNTS涂层与正极材料结合设计工艺简单,成本低,且可提高材料导电性、抑制多硫化物的穿梭效应,表现出良好的循环性能和库伦效率,是一种解决Li-S电池穿梭效应的有效途径。     

珊瑚共生虫黄藻密度结合卫星遥感分析2007 年南沙群岛珊瑚热白化

以珊瑚大量损失共生虫黄藻为特征的珊瑚白化, 是当今全球变暖背景下珊瑚礁大面积死 亡和退化的主要因素, 但白化的特征、过程和白化后的恢复等则因海域环境不同而有所差异. 依托2007 年6 月的南沙群岛航次, 在美济礁和渚碧礁进行了实地生态调查和采样, 室内分析了珊瑚共生虫黄藻密度、近10 年来南沙海域实测海表温度(SST)和调查期间的NOAA 卫星遥感资料, 探讨了2007 年发生在南沙群岛的珊瑚白化事件. 研究结果显示: (1) 白化的珊瑚主要分布在水深5 m以内, 最大可至20 m, 至少有35 种石珊瑚白化; (2) 珊瑚总白化率(单位面积内白化珊瑚个数占总珊瑚个数的比例) 为15.6%, 发生白化最严重的为枝状杯形珊瑚 (白化率为23%) 和鹿角珊瑚 (白化率为21%), 块状滨珊瑚和蜂巢珊瑚的白化率低, 没有发现菌珊瑚白化, 显示了菌珊瑚对高温有较高的耐受性; (3) 白化了的珊瑚损失了共生虫黄藻72%~90%, 而肉眼观察未白化的珊瑚也损失了31%~53%的虫黄藻, 指示当时南沙群岛的珊瑚正处于白化的初始阶段; (4) 调查期间实测月平均SST 为30.8℃, 为1998 年以来最高, 结合NOAA卫星的热点(Hotspot)和周热度指数(DHW), 认为2007 年6 月南沙群岛异常高SST 是导致美济礁和渚碧礁珊瑚白化的主要原因. 本研究还发现, 单纯用卫星遥感预警珊瑚白化事件可能会存在低估的现象.     

基于ADAMS仿真的轮胎异常磨损研究

为了有效地消除车辆轮胎的异常磨损,保证车辆行驶平顺性和驾驶安全性。采用ADAMS仿真软件对某车型车辆的悬架系统进行了仿真分析。通过对车轮定位角的分析研究,并结合维修实践经验,找出造成该车轮胎异常磨损的主要因素,并对该车车轮定位参数进行优化,确定最佳的车轮调整定位角,来消除轮胎异常磨损。     

基于面向方面（AO）的重构

面向方面编程(Aspect Oriented Programming AOP)技术提供了一种在编程阶段实现关注点分离的有效手段。将面向方面技术和重构技术结合形成一种新的重构技术,就是面向方面的重构。对面向方面这种新的编程技术进行了分析,对重构技术进行了简要的说明,阐述了如何利用AOP技术进行重构。通过一个具体实例说明了面向方面的重构技术,并讲述了面向方面的重构技术的优点。     

LiBF4/二甲基亚砜溶液中的相互作用

二甲基亚砜(DMSO)具有介电常数高,溶剂能力强等特点,是常用的有机溶剂,广泛应用于石油加工、医药生产、化学品制造等方面.但由于DMSO自身缔合严重,纯态时存在单聚体、二聚体、多聚体等多种形式,因此对其电解质溶液的结构尚不清楚.本文利用拉曼光谱技术和密度泛函理论研究了高浓度LiBF4/DMSO溶液中的溶剂化现象,计算了锂离子的溶剂化结构,讨论了Li 、BF-4对DMSO缔合的影响,明确了DMSO与阴离子相互作用的方式.     

磁控溅射参数和锂添加对LiPON薄膜离子电导率的影响

锂磷氧氮化合物(LiPON)是一种广泛应用于全固态薄膜电池体系的固态电解质。本文采用射频磁控溅射工艺制备LiPON薄膜,研究了溅射工艺参数和烧结锂片添锂对LiPON薄膜离子电导率的影响。结果表明,在溅射功率为120 W时,随着N₂/Ar流量比由3∶7升高至7∶3,薄膜离子电导率由1.31×10^-6 S/cm增至2.24×10^-6 S/cm;当N₂/Ar流量比为7∶3时,随着溅射功率由160 W降至120 W,薄膜离子电导率由2.09×10^-6 S/cm增至2.24×10^-6 S/cm。分析认为,高氮气比例和低溅射功率有助于双配位和三配位氮结构含量的提升,从而提高LiPON薄膜的离子电导率。此外,烧结锂片添锂法能有效实现靶材添锂,相同溅射参数下,所制薄膜的离子电导率提升了21.4%。     

冷热-荷载耦合下锂渣混凝土梁的受弯承载力

为研究静载与冷热循环共同作用下锂渣混凝土梁的损伤机理和抗弯性能,对4组不同冷热循环次数（0、100、300）和静载水平（0、0.2、0.35）组合下的锂渣混凝土梁开展了抗弯加载试验。此外,基于轴心抗压试验得到的锂渣混凝土本构模型,通过对梁截面的受力分析,提出了冷热-荷载耦合下锂渣混凝土梁的受弯承载力计算公式。将公式所计算的结果同实测值对照,发现公式的计算结果均小于实测值,故在安全储备范围之内,可为大温差地区锂渣混凝土矩形截面梁受弯承载力的计算提供参考依据。