锂离子电池富锂正极材料的包覆改性研究进展

随着新能源汽车及储能行业的快速发展,传统正极材料难以满足人们对电池高能量、高密度锂电池的要求。富含Li和Mn的层状氧化物xLi₂MnO₃·(1–x)LiMO₂ (M=Ni,Mn,Co),其高比容量可超过250 mA·h·g–1,有希望成为下一代锂离子电池最理想的正极材料。但是,富锂材料仍存在首次循环不可逆容量高、循环性能差和倍率容量低等问题,为解决这些问题,本文阐述了富锂正极材料的结构和电化学反应之间的构效关系,讨论了金属氧化物、金属氟化物、碳、导电聚合物和锂离子导体等涂层材料对富锂正极材料电化学性能的影响规律及作用机理,同时还对以上涂层在富锂正极材料中应用的优缺点进行了总结。最后,对锂离子电池富锂正极材料的包覆改性的未来发展发现作出展望。      

铜电解沉积过程中添加剂的影响研究现状及展望

铜电解沉积过程中添加剂的种类及含量决定着阴极铜的品质.为获得结晶致密、表面光滑、杂质含量低及化学成分合格的阴极铜,通常会在电解过程中加入适量的添加剂改善阴极铜品质.综述了铜电解精炼、电积铜和电解铜箔等的过程中添加剂种类对阴极铜质量的影响.在铜电解精炼过程中,通过添加剂改变阴极极化程度能有效改善阴极铜质量,常见添加剂有明...     

铜电积用节能阳极及电解液离子影响的研究现状

采用浸出-萃取-电积技术从低品位铜资源生产阴极铜技术在全球得到广泛应用。铜电积用阴阳极的不断优化和完善,促进湿法炼铜的迅速发展。阳极材料对电积过程的能耗、阴极产品的质量有至关重要的影响,是影响槽电压、电流效率等经济指标的重要因素。节能阳极材料能降低槽电压,提高电流效率,降低生产过程的能耗和生产成本。从阳极结构方面介绍了铅合金阳极、涂层阳极、多孔阳极、铝基合金阳极4种湿法冶金铜电积用节能阳极材料,并以铅合金为例介绍了溶液中锰离子、氯离子、钴离子对阳极的影响。同时针对当前铜电积用铅合金阳极、钛及钛涂层阳极、铝基铅合金阳极材料存在的不足进行了阐述和展望。     

D型滤池在污水处理厂中应用的工艺原理

在污水处理厂中,D型滤池作为一个重难点项目对污水处理厂的运行及处理效率起着非常重要的作用,本文以某污水厂(一期)项目为例,重点说明了 D型滤池在污水处理厂中的应用原理,以期为D型滤池在污水处理厂中的应用提供一定的理论指导.     

附着力促进剂对铝阴极板表面环氧涂层性能的影响

为了探究附着力促进剂对销阴极板表面环氧涂层性能的影响,本文通过拉拔实验、盐雾实验、硫酸锌浸泡实验以及交流阻抗测试,系统研究了磷酸酯类和硅烷偶联剂类附着力促进剂对环氧涂层附着力和耐腐蚀性的影响.结果 表明:附着力促进剂可以明显提升环氧涂层和铝基材的结合力,添加3％附着力促进剂2063的涂层附着力最优,可以达到12.85 ...     

富锂锰基正极材料结构优化及晶面调控研究进展

富锂锰基正极材料(Li-rich manganese cathode material,LMCM)具有高放电比容量(250 mAh·g-1@0.1C)、高电压、制作成本低和环保等优点,被视为下一代动力锂电池正极材料的理想之选,是锂电池能量密度突破400 Wh/kg的关键电极材料.但LMCM存在首次不可逆容量高和库伦效率差、倍率性能差和电压衰减等问题,在一定程度上制约了此类正极材料的大规模使用.为了解决LMCM存在的问题,相关学者做了大量的研究工作.一方面,针对LMCM在循环过程中的容量特性及结构演变规律进行了研究,为LMCM优化改性提供理论基础;另一方面,通过表面包覆、离子掺杂、表面酸处理等方法进行改性以提升LMCM的电化学性能,虽然取得了一定的成果,但是并不能完全满足使用需求.因此,近年来学者们开始在材料结构优化及活性晶面调控方面不断尝试,在保持LMCM优点的同时,进一步提高材料的倍率性能和循环寿命,降低首次不可逆容量损失,抑制循环过程的电压衰减.材料晶体结构优化的主要研究方向有构筑缺陷体系、层状-尖晶石异质结构、微纳结构、多孔结构等,优化后的结构能够有效缩短充放电过程中Li+的扩散路径,提升材料的结构强度,减少过渡金属离子的迁移和相变的发生,增强电解液渗透性,有效提高材料的结构及电化学稳定性;而晶面调控通过构筑具有α-NaFeO2结构且晶向与锂层平行的晶面作为Li+脱嵌的电化学活性面,为Li+扩散提供畅通的路径,既能缩短Li+的扩散距离,又能提高Li+脱嵌的速率,从而提升材料大电流充放电能力.本文归纳了LMCM的研究进展,分别对材料的容量特性及结构演变、结构优化、电化学活性晶面调控等方面进行了介绍,分析了LMCM研究的成果和面临的问题,并对后续研究方向进行展望,以期为LMCM的设计和可控制备提供参考.     

Mn对铝-锰合金组织和锌电积过程锌成核的影响

为了研究Mn元素对铝合金阴极在电积锌过程中锌的成核机理的影响,利用废弃的1070铝阴极熔炼并制备了不同Mn元素含量的Al-Mn合金,并分析Mn元素添加对铝合金金相组织的影响。采用线性伏安扫描、恒电流极化和恒电位阶跃计时电流等手段研究1070纯铝和Al-Mn合金阴极在酸性硫酸锌体系中锌的成核机理,分析不同Mn元素含量对铝合金阴极的析氢和析锌动力学的影响规律;采用扫描电镜观察金属锌在阴极表面的初期形核规律。结果表明：一定范围内的Mn元素添加对铝合金组织具有细化作用;Mn元素添加能降低铝合金阴极的析氢过电位（最多高达120 mV）和锌析出过电位（最多为80 mV）,增大交换电流密度（最多增大4个数量级）,从而提高阴极的电催化活性,使锌更容易在阴极合金表面析出;在锌的初期成核过程中,Al-0.6%Mn阴极沉积锌速率最快;1070纯铝和Al-0.6%Mn阴极上锌的成核均遵循三维瞬时成核机理,但Al-0.6%Mn与理论瞬时成核的吻合度更高;从沉积机理来看,沉积锌的质量由形核速率和形核数密度两个方面决定。     

铜电解沉积过程中添加剂的影响现状及展望

铜电解沉积过程中添加剂的种类及含量决定着阴极铜的品质,为获得结晶致密、表面光滑、杂质含量低及化学成分合格的阴极铜,通常会在电解过程中加入适量的添加剂改善阴极铜品质。本文综述了铜电解精炼、电积铜和电解铜箔等过程中不同种类添加剂对阴极铜质量的影响,铜电解精炼过程通过添加剂改变阴极极化程度能有效改善阴极铜质量,常见添加剂有明胶、硫脲和氯离子;电积铜过程在电解液中加入古尔胶和硫脲提高阴极铜的质量,添加硫酸钴达到降低阳极析氧电位和提高腐蚀性的效果;电解铜箔过程中添加聚乙二醇、胶和聚二硫二丙烷磺酸钠能达到细化阴极铜晶粒的目的,本文针对目前添加剂在铜沉积过程中存在的问题及未来发展趋势进行了展望。     

不同浓度盐酸刻蚀对钛基锡锑钌氧化物涂层电极活性和寿命的影响

钛基体的酸刻蚀是钛基氧化物涂层电极能否在湿法冶金中应用的关键前处理步骤。采用不同质量分数(5%,10%,15%,20%,25%)的盐酸溶液刻蚀钛基体并制备钛基锡锑钌氧化物涂层电极。通过扫描电镜、电化学工作站及加速腐蚀测试对电极的表面形貌、电催化活性及强化寿命进行了表征,以获得钛基体刻蚀的最佳盐酸浓度。结果表明:随着盐酸浓度升高,钛基体表面腐蚀的程度加深,孔径变大,从纳米级至数微米,扩孔腐蚀起主导作用;随着盐酸浓度的升高,刻蚀后制备的涂层电极的析氧过电位和电荷传递电阻先减小后增大,伏安电量先增大后降低;当盐酸浓度为20%时,刻蚀后制备的涂层电极的析氧过电位最低,其值为274.6 m V(500 A/m^2),电荷传递电阻最低,为0.216 5Ω·cm^2,伏安电量最高,达0.029 9 C/cm^2;在150 g/L H2SO4溶液中以1 A/cm^2的电流密度条件进行加速寿命试验结果显示,浓度为20%的盐酸刻蚀后制备的电极具有最长的使用寿命,其电极寿命为80 h,是浓度为5%的盐酸刻蚀后制备的电极寿命的2.85倍。