碳包覆对磷酸铁锂高温循环性能的影响机理

制备了碳包覆完整和不完整的2种磷酸铁锂，用以研究碳包覆对使用广泛的磷酸铁锂/石墨电池体系高温循环性能的影响机理。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、粉末电阻率和扣式电池等测试表明2种物料的晶体结构、颗粒尺寸、克容量等性能相近，仅碳包覆完整度差异大。将2种物料组装成磷酸铁锂/石墨软包电芯并在60℃高温下进行1C充放电循环测试，结果表明完整的碳包覆可使其在1 250次循环后的容量保持率由80.4%提升至84.9%。在此基础上，我们成功定量极化容量和热力学容量的改善幅度，可知二者占比分别为76%和24%，这说明碳包覆的主要影响机制是为磷酸铁锂正极提供完整的导电网络，进而降低极化损失。铁溶出测试结果表明，碳包覆的直接抑制作用并不明显，其主要作用可能是通过降低电芯中的水含量从而间接抑制铁溶出，并减少部分热力学容量损失。     

分级过程对LiFePO4/C电池性能的影响

本文采用磷酸铁工艺路线制备碳包覆的磷酸铁锂（LiFePO₄/C）复合正极材料,系统考察气流粉碎分级过程对LiFePO₄/C正极材料及全电池性能的影响. 研究表明：分级前磷酸铁锂颗粒粒度较大,中值粒径为17.37μm,呈规整球形形貌,具有较高的振实密度和碳含量;分级后球形被打碎,振实减小. 全电池测试结果显示：分级过程对全电池的容量、交流内阻、直流内阻、功率密度的影响较小;但分级前电芯的低温放电容量保持率和550周的高温循环保持率分别60.1%和87.5%,明显优于分级后的49.5%和84.7%. 分级前碳层能均匀包覆在磷酸铁锂表面形成均匀导电网络,而分级过程将磷酸铁锂的碳层有一定的剥离和破坏导致性能下降.     

涂碳铝箔对磷酸铁锂电池性能影响研究

本文研究了使用涂碳铝箔作为正极集流体磷酸铁锂电池的性能。研究对比了使用普通铝箔和涂层铝箔的10 Ah软包磷酸铁锂电池的主要性能。研究表明:使用涂层铝箔不但可以提高磷酸铁锂材料的粘结性,而且使用导电涂层可以有效降低正极材料和集流体的接触内阻,从而减小电池内阻,提高电池倍率性能。与使用普通铝箔作为集流体相比,通过使用涂碳铝箔可以使得电池的内阻降低65%左右,但是,磷酸铁锂正极材料的克容量却偏低约5~10 mAh·g-1,首次效率也偏低4%左右;在快速放电15C倍率下,使用涂碳铝箔的电芯比使用普通铝箔容量提高约15%左右,10C放电倍率下,平台增加0.3~0.4 V;使用涂碳铝箔电芯的常温自放电率较高,但容量恢复率也较高;550周循环下,使用涂碳铝箔可以使得电池的循环性能提高约1%。而在电池低温性能方面,使用涂碳铝箔对低温性能并无改善。     

LFP/C掺杂型PVDF-HFP隔膜及其电化学性能研究

本论文向聚偏氟乙烯-六氟丙烯中添加磷酸铁锂纳米颗粒制备得到PVDF-HFP/LFP复合隔膜材料。通过这种掺杂改性,提升了隔膜的吸液率,湿润性,热稳定性,以此提升电池的放电比容量和循环性能。电池正极使用经过碳包覆的磷酸铁锂材料,负极使用金属锂片,通过制备的不同隔膜组装电池探究磷酸铁锂纳米颗粒的添加对PVDF-HFP隔膜性能的影响,并研究了不同比例的磷酸铁锂纳米颗粒对聚合物隔膜的影响。     

涂碳铝箔对磷酸铁锂电池性能影响研究

本文研究了使用涂碳铝箔作为正极集流体磷酸铁锂电池的性能。研究对比了使用普通铝箔和涂层铝箔的10 Ah软包磷酸铁锂电池的主要性能。研究表明：使用涂层铝箔不但可以提高磷酸铁锂材料的粘结性,而且使用导电涂层可以有效降低正极材料和集流体的接触内阻,从而减小电池内阻,提高电池倍率性能。与使用普通铝箔作为集流体相比,通过使用涂碳铝箔可以使得电池的内阻降低65%左右,但是,磷酸铁锂正极材料的克容量却偏低约5~10 mAh·g^-1,首次效率也偏低4%左右;在快速放电15C倍率下,使用涂碳铝箔的电芯比使用普通铝箔容量提高约15%左右,10C放电倍率下,平台增加0.3~0.4 V;使用涂碳铝箔电芯的常温自放电率较高,但容量恢复率也较高;550周循环下,使用涂碳铝箔可以使得电池的循环性能提高约1%。而在电池低温性能方面,使用涂碳铝箔对低温性能并无改善。     

LiFePO_4新型正极材料电化学性能的研究

采用固相反应结合高速球磨法,合成了锂离子电池新型正极材料LiFePO4,并对该材料进行碳包覆处理;采用XRD、SEM、元素分析以及价态化学分析等方法对样品进行表征.实验表明,LiFePO4具有3.4V的放电电压平台,而且包覆碳后的磷酸铁锂具有更好的电化学性能,首次放电容量达147mAh/g,充放电循环100次后容量只衰减9.5%.     

酚醛树脂包覆氧化天然石墨作为锂离子电池负极材料

天然石墨经过浓硫酸氧化处理,酚醛树脂包覆并高温碳化后形成具有核壳结构的碳包覆氧化天然石墨复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD),激光显微拉曼光谱(Raman)等检测技术对氧化处理以及酚醛树脂热解碳包覆前后天然石墨材料的结构与形貌进行分析与表征.结果表明,氧化处理与适量的酚醛树脂热解碳包覆有效修复了天然石墨表面的一些缺陷结构,使其表面更为光滑.电化学测试结果显示,经过氧化处理与酚醛树脂热解碳包覆后天然石墨材料电化学性能得到明显提高.酚醛树脂包覆量为9%时,复合材料表现出最好的电化学性能,其首次放电比容量为434.0mAh·g-1,40次循环后,放电比容量保持在361.6mAh·g-1,而未经处理的天然石墨放电比容量仅为332.3mAh·g-1.该改性方法有效提高了天然石墨材料的比容量,对其进一步应用具有重要意义.     

由含铝金属有机骨架材料制备的多孔碳在锂硫电池中的应用

采用水热法制备了一种含铝金属有机骨架材料, 其在高温下发生炭化得到多孔碳, 最后与硫复合制得锂硫电池正极材料. XRD图谱显示在高温炭化时多孔碳样品出现了部分石墨化. N₂等温吸附-脱附测试分析显示合成的多孔碳材料含有微孔和介孔结构. 对不同载硫量的锂硫电池进行了充放电性能测试, 结果显示S质量分数为46.3%的样品在0.01 C倍率下首次放电容量达到1272 mA·h/g; 在0.1 C倍率下首次放电容量为934 mA·h/g, 循环性能良好.     

添加剂氟代乙烯碳酸酯对锂离子电池低温性能影响的机制研究

本文通过磷酸铁锂/碳电池研究了电解液添加剂氟代乙烯碳酸酯（FEC）对电池低温性能的影响. 电池充放电实验证明,FEC添加剂能够在负极表面形成良好的固体电解质界面层（SEI）. 电解液中添加5% FEC后,电池-40 ^oC低温放电容量保持率可以从31.7%提高至43.7%,还提高了电池放电电压平台. 交流阻抗测试表明,FEC的加入能够有效降低电池的界面传荷阻抗（R_ct）. 参比电极测试表明,其主要是降低了碳负极的低温极化.     

碳包覆球形LiMn2O4的固相合成及电化学性能

以MnSO4为原料,采用溶液结晶法先制备球形MnO2。以所制得的MnO2和LiOH·H2O为原料,采用高温固相法制备了球形LiMn2O4粉体材料。将间苯二酚和甲醛按1:2的摩尔比均匀混合继续搅拌1h,在85℃下干燥后,球磨2h,得到橘红色碳凝胶粉末。以80:20的质量比将所制得的球形LiMn2O4和碳凝胶混合后,在550℃下烧结6h,得到碳包覆的球形LiMn2O4颗粒。从XRD结果可以看出,包覆碳前后的LiMn2O4结晶程度较好,没有杂质峰出现。在2?=18.76,36.28,44.17,58.36,64.14°分别出现对应于(111),(311),(400),(511),(440)晶面的衍射峰,可归属为单一的尖晶石结构。由于裂解碳属于无定型态并且含量较少,因此在XRD图谱中观察不出其衍射峰。但从图中可以看出,碳的存在并不影响尖晶石LiMn2O4的晶体结构。从SEM图像中可以看,球形颗粒的表面有一层致密的碳包覆层。EDX检测得出,锰、氧和碳含量分别为66.68%、26.9%、6.42%。组装的电池采用锂片作为负极,电解液为1mol·L-1 LiFP6/EC DEC(1:1体积比)。恒流充放电测试在3.2～4.4V范围内进行:以0.5C的电流密度,碳包覆球形LiMn2O4电极在25℃和55℃温度下首次放电容量分别为122 mAh·g-1和115 mAh·g-1,而未包覆的电极其对应的首次放电容量分别为119 mAh·g-1和112 mAh·g-1。同时测评两种电池的循环性能,25℃下碳包覆和未包覆电极循环100次后容量分别为111 mAh·g-1,102 mAh·g-1,容量保持率为91%和86%;55℃下,循环50次后容量衰减率分别为0.3%和0.5%。由此可见,碳包覆LiMn2O4材料的放电及循环性能都优于未包覆材料,可归结于以下原因:裂解的无定形碳提高了电极材料的电子电导率,增强了离子在电极表面的传递速度,两种协同作用使得含有少量碳的电极材料可以充放电完全,库仑效率较高,循环过程中减小电极表面的极化;在高温环境下,LiMn2O4电极容量衰减主要是由于电解液中含氟电解质电离出F-所形成的HF对电极具有强的腐蚀性。采用包覆的方法,在球形颗粒表面形成的碳层可以减少活性物质在电解液中的裸露面积从而减少其对电极的侵蚀,提高电池的循环寿命;另外,碳保护层可以使活性物质颗粒保持良好的接触,循环多次后仍能保持较高容量。利用交流阻抗技术及renew软件对所得阻抗谱进行拟合,可以得出包覆与未包覆的两种电极的电荷转移电阻为16.28O和45.02O。由此表明,碳包覆层增强了Li 在电极表面的脱嵌能力,抑制了Jahn-Teller效应以及电化学极化。     

Near infrared study of aqueous rare-earth ethylsulfates

The near infrared spectra of aqueous solutions of the ethylsulfates of La, Nd, Gd, Tb, Er, Yb, Lu, Y, and Na have been determined from about 0.2 mol-dm^–3 to nearly saturation. The extinction coefficients of water have been calculated taking into account the absorption of ethylslfate anions determined in separate experiments. Their values appeared to be nearly the same as that of pure water. The relative contents of free OH groups in 0.5 and 0.7M solutions have been estimated from the absorbances at 1160 nm. They were lower in solutions of the heavy rare-earth ethylsulfates (Tb, Er, Yb, Lu) than in equimolar solutions of the lighter ones (La, Nd), confirming our previous view that secondary hydration of the heavy trivalent rare-earth cations is distinctly stronger than that of the lighter ones. A comparison of the spectra of these aqueous ethylsulfates with those of perchlorates shows that the structure-breaking ability of the C₂H₅SO ₄ ^– ion is much smaller than that of perchlorate anion.     

Microstructures of Some Bi-W-Nb-O Phases

Microstructures of three Bi-W-Nb-O phases have been examined by using high-resolution transmission electron microscopy. Bi₁₇W₂Nb₃O₃₉ and Bi₁₇WNb₃O₃₆ have incommensurate superstructures derived from the defect fluorite-type δ-Bi₂O₃ and can be regarded as intermediate phases between the type II solid solutions in the Bi-Nb-O and Bi-W-O systems. Bi₈W₂Nb₂O₂₃ has a Bi₂WO₆-like subunit cell with a stepped superstructure. Formation mechanisms of various superstructures are discussed.     

Reactivity of Binary Mixtures of La(III) Oxide and Cu(II) Oxalate or Nitrate and Synthesis of La(III) Cuprate

Reactivity of mixtures of La(III) oxide and Cu(II) oxalate/nitrate in hydrated as well as anhydrous state was studied using TG, DTA and XRD. Cu(II) oxide formed in the endothermic decomposition of mixture containing hydrated Cu(II) nitrate and La(III) oxide could not form La₂CuO₄ while Cu(II) oxide formed in the exothermic decomposition of mixture containing hydrated/anhydrous Cu(II) oxalate and La(III) oxide reacts with La(III) oxide and develops the phases CuLaO₃ and La₂CuO₄. The maximum reactivity with respect to the formation of La₂CuO₄phase was observed in mixture containing anhydrous Cu(II) oxalate. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Preparation of ZrO2-TiO2-CeO2 and Its Application in the Selective Catalytic Reduction of NO with NH3

TiO₂,ZrO₂-TiO₂,andZrO₂-TiO₂-CeO₂ were prepared by co-precipitation method and characterized by X-ray diffraction (XRD), specific surface area measurements (BET), temperature programmed desorption (NH₃-TPD), oxygen storage capacity (OSC), and temperature programmed reduction (H₂-TPR). The results showed that ZrO₂-TiO₂-CeO₂ exhibited large number of surface strong acid, possessed some oxygen storage capacity, and strong redox property. The three materials were used as supports and the monolith catalysts were prepared with 1% (w) V₂O₅ and 9% (w)WO₃ for selective catalytic reduction (SCR) of NO with ammonia in the presence of excessive O₂, and the results of catalytic activity showed that the catalyst used ZrO₂-TiO₂-CeO₂ as support yielded nearly 100% NO conversion at 275 °C at a gas hourly space velocity (GHSV) of 10000 h⁻¹, and it had the best catalytic activity and showed great potential for practical application.     

电感耦合等离子体光谱法测定铜冶炼烟尘中锌

本实验介绍了电感耦合等离子体光谱法测定铜冶炼烟尘中锌含量的分析方法。针对样品碳,硅含量高的特点,有针对性的研究了样品的消解方法,确定采用盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸对铜冶炼烟尘样品进行消解。同时进行了干扰试验,确定样品中高含量的铜,铅,砷等对样品测定结果没有影响。并对仪器的工作参数进行了优化。方法检出限为为0.011 mg/L,测定下限为0.019 mg/L,3个样品的相对标准偏差在0.54%~0.92%之间,加标回收率在96%~101.14%之间。该方法样品消解完全,流程短,操作简单,快速,测定准确度高,可以满足铜冶炼烟尘中锌含量的测定。     

α-Fe2O3掺杂对In2O3电导和气敏性能的影响

用化学共沉淀法制备了α Fe2O3掺杂的In2O3纳米晶微粉,研究了α Fe2O3掺杂对In2O3电导和气敏性能的影响. 结果表明, α Fe2O3和In2O3间可形成有限固溶体In2－xFexO3(0≤x≤0.40); Fe3＋对In2O3晶格中In3＋格位的部分取代,大大增强了阴阳离子间的结合力,导致材料中氧空位VO×数骤降、 自由电子的浓度变稀和电导下降. n(Fe3＋):n(In3＋)=5 :5的共沉淀粉于800 ℃下灼烧4 h所得的α Fe2O3掺杂In2O3传感器元件,对45 μmol•L－1 C2H5OH的灵敏度达54.0,为相同浓度干扰气体汽油的8倍多.     

电感耦合等离子体光谱法(ICP-AES)测定银精矿中铜、铅、锌、砷、镉、钙、镁、锰含量

针对银精矿样品复杂,难消解的特点,研究了不同酸溶法和碱熔法对样品的消解情况,建立了硝酸,盐酸,氢氟酸,高氯酸消解银精矿的方法。根据元素灵敏度和抗干扰性,选定各元素的测定波长。通过酸溶样和碱熔样测定结果比对,验证了方法准确性。建立了四酸消解-电感耦合等离子体光谱法测定银精矿中铜、铅、锌、砷、镉、钙、镁、锰含量的方法,元素的线性相关系数均在0.9999以上。通过共存元素干扰实验,确定了银精矿中高含量元素(铜、铅、锌、铁、锑、铋等)对测定元素结果没有影响。方法检出限：Cu 0.0063 mg/L, Pb 0.0159 mg/L ,Zn 0.0090 mg/L,As 0.0192 mg/L, Cd 0.0093 mg/L ,Ca 0.0084 mg/L, Mg 0.0075 mg/L, Mn 0.0081 mg/L。测定下限：Cu 0.0105mg/L,Pb 0.0265 mg/L, Zn 0.0150 mg/L, As 0.0320 mg/L, Cd 0.0155 mg/L, Ca 0.0140 mg/L, Mg 0.0125 mg/L,Mn 0.0135 mg/L。3个样品的相对标准偏差在0.87%~3.56%之间,加标回收率在95.00%~103.56%之间。方法流程短,操作简单,快速,灵敏度和再现性高,结果准确可靠,可以满足银精矿中铜、铅、锌、砷、镉、钙、镁、锰含量的测定。     

Li_(1.3)Ti_(1.7)Al_(0.3)(PO_4)_3,Na_(1.3)Ti_(1.7)Al_(0.3)(PO_4)_3的离子交换研究

研究了在不同温度下的NaNO3和AgNO3水溶液中Li1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3和Na1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3离子交换行为.实验表明Li1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3和Na1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3均显示出了高选择性与Na+和Ag+进行离子交换的特征,且对Ag+的选择性高于Na+.升高温度可显著提高Ag/Li和Ag/Na的交换反应速度.     

Reactivity of Zn3V2O8 Towards ZnMoO4 in the Solid State

The reactivity of Zn₃ V₂ O₈ towards ZnMoO₄ was investigated by using DTA and XRD methods. A new compound of the formula Zn_2.5 VMoO₈ was found. It crystallises in an orthorhombic system. The melting temperature was determinated to be 845±5°C. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Near infrared study of aqueous lanthanide perchlorates

The near infrared spectra of water in aqueous solutions of La(ClO₄)₃, Pr(ClO₄)₃, Nd(ClO₄)₃, Gd(ClO₄)₃, Er(ClO₄)₃, Yb(ClO₄)₃, Lu(ClO₄)₃, and NaClO₄ have been measured in the concentration range from 0.3 to 2.5 mol-dm^–3, at 25°C. The relative contents of free OH groups in the 1.0, 1.6, and 2.2M solutions have been calculated from extinction coefficients for water at 1160 nm. They increase with increasing salt concentration and are greater in solutions of the lighter lanthanide perchlorates at any fixed molarity. The results are discussed in terms of the stoichiometry and structure of hydrated cations of trivalent lanthanides.