热聚合法制备纳米级Li3V2(PO4)3/C作为锂离子电池正极材料的性能研究

通过热聚合法成功制备出纳米级Li₃V₂（PO₄）₃/C正极材料,中间产物和最终材料的Li₃V₂（PO₄）₃/C颗粒均小于200 nm,无定形碳的含量为4.6%,处于Li₃V₂（PO₄）₃颗粒表面和颗粒与颗粒之间.该材料在3.0sim4.3 V和0.1 C电流下放电比容量为124 mAh/g,100次循环之后无衰减,表现出较好的循环性能.其倍率性能优异,在3.0sim4.3 V和20 C的条件下放电比容量达到80 mAh/g,在3.0sim4.8 V和10 C的条件下放电比容量达到100 mAh/g.     

地热水锂组分快捷分离纯化及同位素测定

锂是一种战略性矿产资源, 青藏高原蕴藏着富锂地热水, 锂同位素可以用来示踪其物质来源和演化过程。本文采用AG50W-X8阳离子交换树脂对地热水锂组分进行了快捷分离纯化, 建立了利用多接收电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)测定锂同位素的方法。移取适量的地热水样品加热蒸干, 转化成0.20 mol/L HCl溶液后上柱, 继续使用0.20 mol/L HCl纯化锂组分。当洗脱液中Na/Li比值≤1.2且锂的回收率超过99%时, 可以在MC-ICP-MS上直接测定锂同位素比值。应用该方法测定了标准物质L-SVEC、IRMM-016和标准海水IAPSO的δ7Li值, 结果分别为0.01±0.34‰、-0.02±0.46‰和30.75±0.35‰, 与推荐值相符合。利用L-SVEC配制的标准溶液检查了MC-ICP-MS的长期稳定性, 外精度要好于0.4‰ (2σ)。在测定青藏高原地热水样品时, 本方法获得了准确的δ7Li值, 可为青藏高原富锂地热水的成因机制研究提供技术支撑。     

金属锂负极溶剂化结构调控的研究进展

金属锂负极具有极高的理论比容量和极低的氧化还原电位,被认为是二次电池体系中负极材料的最终选择.但在实际应用过程中,不稳定的电极/电解液界面会造成大量的锂枝晶生长,导致容量损失乃至热失控等安全问题.调控锂离子溶剂化结构,可促进有益的固态电解质界面膜(SEI)成膜组分在电极表面优先分解,进而稳定电极界面并可诱导锂离子均匀沉积,是提升液态和准固态金属锂电池电化学性能的重要手段.本文综合评述了近年来从液态到准固态电解质中锂离子溶剂化结构调控的策略和设计原则,探讨了溶剂化结构改变对电极/电解质界面的影响,并对准固态电解质的研究前景进行了展望.     

缺陷工程在金属基电池中的研究进展（英文）

清洁能源在开发和利用过程中存在间歇性和不稳定性,开发高性能、高效率、环保清洁的新型储能器件可保障稳定的能源输出,实现能源转型.其中,金属基电池(如金属-空气电池,金属-硫电池等)具有低成本,高能量密度的优势,具有较高的应用价值.电池电极材料(催化剂)的合理设计影响着其储能效率,对可再生能源技术的发展具有重要作用.近年来,随着研究人员对电催化反应机理的深入理解,缺陷工程被普遍认为是增加催化活性位点数量,提升电池性能的有效策略.其原因在于缺陷可以提供大量不饱和位点,从而为电化学过程提供更多活性中心,增强电极催化效率,实现电化学动力学的提升.此外,缺陷工程实现了电池电极材料局部原子结构以及配位环境的可控调节,进一步调整电极材料的电子和结构特性,可显著提升电池的电化学动力学.本文系统总结了缺陷工程促进电催化性能的可行性策略和金属基电池电催化剂缺陷工程的最新进展.首先介绍了金属-空气电池和金属-硫电池的反应机理,明确金属基电池的反应机理和反应过程对于开发性能优异、环境适应性强催化剂至关重要.其次,归纳和总结了缺陷的种类(本征缺陷、阴离子空位、阳离子空位、晶格畸变和杂原子掺杂)及其引入的常用方法(...     

镍酸锂系正极材料倍率性能的研究进展

为了获得更高的能量密度和更低的成本,高镍化和无钴化成为了镍基正极材料发展的趋势。在各类高镍无钴正极材料中,镍酸锂（LNO）系正极材料因具有较高的能量密度和较低的成本成为了研究的热点,然而其倍率性能较差,难以满足电动汽车、 3C数码产品及储能领域日趋增长的快充需求。因此,如何提高其倍率性能,成为了亟待解决的关键问题。本文从原子-晶体-颗粒尺度出发,系统阐述了Li+/Ni2+混排、相变、非理想化学计量配比、颗粒形貌和界面副反应等因素对LNO系正极材料倍率性能的影响,并归纳出制约倍率性能的三个关键因素：体相结构稳定性、界面结构稳定性和锂离子扩散能力。为提高LNO系正极材料的倍率性能,基于以上制约因素提出结构优化（掺杂改性、包覆改性、结构设计）、体系优化（正极掺混、优化电解液添加剂）和工艺优化（优化合成工艺、优化循环制度）等改性策略。最后,基于LNO系正极材料的发展现状,指出了LNO系正极材料发展过程中面临的新挑战。     

手性Salen及Ga(Salen)催化苯基锂对环氧环己烷对映选择性开环反应

合成了14个含1,2-环己二胺、1,2-二苯基乙二胺或邻苯二胺的手性Salen化合物, 研究了手性Salen直接催化苯基锂对环氧环己烷的不对称开环反应, 结果表明二胺的结构和苯环上3,3'-位取代基对反应的对映选择性有很大的影响. 用Salen与 Me₃Ga原位生成的Ga(Salen)催化苯基锂对环氧环己烷的不对称开环反应, 与用Salen直接催化相比, 得到了更好的化学产率和对映选择性. 当用Ga(Slane) 15为催化剂时, 最佳ee值为73%.     

KCl-LiCl-MgCl2熔盐体系中共电沉积制备Mg-Li合金及理论分析

在670 ℃的KCl-LiCl-MgCl₂熔盐体系中通过共电沉积方法制备了Mg-Li合金,并进行了理论分析。循环伏安表明：670 ℃时,锂在镁上(镁预先沉积到钼丝上)的欠电位沉积形成了液态的Mg-Li合金;当MgCl₂质量分数为10%时,出现了Mg-Li合金成核。极化曲线表明：在含有5% MgCl₂的熔盐中,MgCl₂的极限电流密度为0.35 A·cm^-2,超过此值时,Mg和Li就能产生共电沉积。对沉积物进行X射线衍射和电感耦合等离子体发射光谱(ICP)分析表明：通过恒电流电解得到了3种不同相的Mg-Li合金。在电流密度为6.21 A·cm^-2电解2 h条件下,只有当MgCl₂质量分数小于10%时,才能得到Mg-Li合金。并通过Nernst和浓差极化方程讨论了MgCl₂浓度对于Mg-Li合金形成的影响。Mg-Li合金中锂的含量能够通过熔盐中的MgCl₂浓度配比和电解参数来控制。实验证明这种直接从原料入手,通过共电沉积制备Mg-Li合金的新方法是可行的。     

碳包覆Li3V2(PO4)3:溶胶-凝胶法合成及性能

利用V₂O₅、LiOH·H₂O、H₂O₂、NH₄H₂PO₄与柠檬酸为原料,通过溶胶-凝胶法合成了碳包覆的Li₃V₂(PO₄)₃复合正极材料。采用XPS、XRD、SEM、TEM、拉曼光谱和电化学方法对材料的性能进行了研究。还研究了其结构与焙烧温度、样品电导率和电化学性能的关系。研究表明复合材料具有空间群为P2₁/n的单斜结构,表面包覆粗糙多孔的碳层。在800 ℃下制备的碳包覆样品的电子导电率高达9.81×10^-5 S·cm^-1,约为高温固相氢气还原法制备的未包覆碳Li₃V₂(PO₄)₃的10000倍。测试结果表明碳包覆Li₃V₂(PO₄)₃的电化学性能远优于未包覆碳的样品。在3.0～4.3 V电压范围内,以0.1C和2C倍率充放电时,碳包覆的Li₃V₂(PO₄)₃具有高比容量(分别为128和109 mAh·g^-1)和优异的循环性能。     

纳米级锂离子电池正极材料LiFePO4

LiFePO₄以其价格便宜,稳定性好,无毒等优点而倍受关注。但是非纳米LiFePO₄的电子导电率低及扩散系数小限制了其在锂离子电池领域的大规模应用。而纳米电极材料以其特有的优点很好的解决了这些问题。本文主要综述了国内外合成纳米级LiFePO₄ 的不同方法及所得材料的对电化学性能和相关机理,以及纳米LiFePO₄作为锂离子正极材料存在的问题。     

纳米级锂离子电池正极材料LiFePO4

LiFePO4以其价格低廉、稳定性好和无毒等优点而备受关注.但是非纳米LiFePO4的电子导电率低及扩散系数小限制了其在锂离子电池领域的大规模应用.而纳米电极材料以其特有的优点很好地解决了这些问题.本文主要综述了国内外合成纳米级LiFePO4 的不同方法及所得材料的对电化学性能和相关机理,以及纳米LiFePO4作为锂离子正极材料存在的问烫