水系钠离子电池负极材料NaTi_(2)(PO4)_(3)的研究进展 被引量：3

1

作者 刘晓娟 王春香 +3 位作者 吴永麟 钟晓辉 廖斯民 李之锋 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第4期489-500,共12页

近年来,水系钠离子电池由于原材料储量丰富、安全可靠、环境友好等优势在电化学储能系统中引起了愈加广泛的关注与研究。在已报道的诸多水系钠离子电池负极材料中,具有超离子导体结构的NaTi_(2)(PO_(4))_(3)(NTP)成为最具代表性的负极... 近年来,水系钠离子电池由于原材料储量丰富、安全可靠、环境友好等优势在电化学储能系统中引起了愈加广泛的关注与研究。在已报道的诸多水系钠离子电池负极材料中,具有超离子导体结构的NaTi_(2)(PO_(4))_(3)(NTP)成为最具代表性的负极材料。然而,由于NTP固有的本征电子导电性差与不可逆的“溶解-沉淀”行为阻碍了其进一步实际应用。本文综述了近几年来NTP及其复合材料作为负极材料在水系钠离子电池中的研究进展,总结了NTP改性的主要方法,包括表面修饰、尺寸形貌控制和掺杂取代,并对每种改性措施进行了详细论述。最后对NTP作为水系钠离子电池负极材料的应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 水系钠离子电池 NaTi_(2)(PO_(4))_(3) 负极材料 评述

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锂离子电池负极材料PSi@GO的制备及其电化学性能 被引量：4

2

作者 李芮 陈煜 +2 位作者 丁能文 李之锋 李小成 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第5期16-22,共7页

具有高能量密度的硅材料是锂离子电池负极的优选材料之一。但是,低电导率和在充放电过程中伴随的巨大体积变化而导致循环过程中容量迅速衰减,阻碍了硅材料商业化。本文以商业化的铝硅合金为硅源,通过冷冻干燥方法将氧化石墨烯(GO)包覆... 具有高能量密度的硅材料是锂离子电池负极的优选材料之一。但是,低电导率和在充放电过程中伴随的巨大体积变化而导致循环过程中容量迅速衰减,阻碍了硅材料商业化。本文以商业化的铝硅合金为硅源,通过冷冻干燥方法将氧化石墨烯(GO)包覆在其表面,制备了微米级的多孔硅(PSi)与GO的复合材料PSi@GO。该复合材料核层多孔硅内部丰富的孔隙提供充足的空间以适应硅的体积变化,外层的氧化石墨烯可以加速离子和电子传输,并再次缓冲硅的体积变化,从而可以有效地改善硅负极的循环稳定性和倍率性能。研究结果表明,电流密度为500 mA/g时,PSi@GO-2(PSi与GO质量比为10∶5)复合电极材料循环100次后,比容量仍可达到1275 mAh/g;在电流密度为4 A/g时,该复合材料也可达到980 mAh/g的高比容量。该PSi@GO-2复合材料显示了优异的倍率性能,具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 锂离子电池 负极材料 多孔硅 氧化石墨烯 冷冻干燥

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P2型层状钠离子电池正极材料的研究 被引量：2

3

作者 李婷婷 钟盛文 +1 位作者 周苗苗 黄吉丽 《有色金属科学与工程》 CAS 2020年第2期82-88,共7页

采用溶胶-凝胶法合成前驱体,再结合高温固相法得到P2型层状结构钠离子电池正极材料Na0.5Ni0.25Mn0.75O2,并研究该材料的最佳制备条件。研究结果表明,在空气气氛下900℃煅烧16 h制备的材料具有最佳的性能。电镜结果显示结构呈现P2型层状... 采用溶胶-凝胶法合成前驱体,再结合高温固相法得到P2型层状结构钠离子电池正极材料Na0.5Ni0.25Mn0.75O2,并研究该材料的最佳制备条件。研究结果表明,在空气气氛下900℃煅烧16 h制备的材料具有最佳的性能。电镜结果显示结构呈现P2型层状结构、形貌呈现为片状,粒径大小均匀。电化学性能显示,1.5~4.2 V电压范围内,在0.1 C电流下,首次放电比容量达到205 mAh/g,首次充放电效率达99.86%,且循环性能良好,循环60次后容量达到130 mAh/g,充放电效率为100%,容量保持率约为65%。 展开更多

关键词 溶胶-凝胶法 正极材料 Na0.5Ni0.25Mn0.75O2 电化学性能

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正极材料LiNi_(0.8)Mn_(0.2)O_(2)前驱体合成工艺的探究 被引量：2

4

作者 胡顺 夏鼎峰 +1 位作者 邹金 钟盛文 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第4期70-79,共10页

成本低、性能稳定的无钴镍锰正极材料是目前的研究热点。采用共沉淀法制备Ni_(0.8)Mn_(0.2)(OH)_(2)前驱体,用氨水作为络合剂,探究了NH_(3)浓度对前驱体Ni_(0.8)Mn_(0.2)(OH)_(2)共沉淀的晶粒生长和形貌的影响,以及对锂离子电池正极材料... 成本低、性能稳定的无钴镍锰正极材料是目前的研究热点。采用共沉淀法制备Ni_(0.8)Mn_(0.2)(OH)_(2)前驱体,用氨水作为络合剂,探究了NH_(3)浓度对前驱体Ni_(0.8)Mn_(0.2)(OH)_(2)共沉淀的晶粒生长和形貌的影响,以及对锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Mn_(0.2)O_(2)的晶体结构和电化学性能的影响。通过X射线衍射仪、扫描电镜、循环伏安测试、交流阻抗和电池充放电测试系统表征材料的结构、形貌和电化学性能。表征结果显示,在0.1 C,2.5~4.2 V化成条件下,初始放电比容量为167 mAh/g,充放电效率为96%。当氨水用量为45 mL时,样品具有较优的循环性能,在1 C倍率下,2.5~4.2 V的电压测试范围内,循环100次后,放电比容量为139 mAh/g,容量保持率为93.9%。在低倍率充放电条件下样品具有明显优于其他材料的电化学性能。 展开更多

关键词 共沉淀法 氨水 LiNi_(0.8)Mn_(0.2)O_(2)

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凹凸棒制备Si@C复合材料及其用于锂离子电池负极材料的电化学性能 被引量：11

5

作者 赵超男 张文齐 +3 位作者 杨建铖 尚志同 梁彤祥 李小成 《有色金属科学与工程》 CAS 2020年第3期52-58,共7页

硅因其超高的理论比容量而被视为最具潜力的下一代锂离子电池(LIBs)负极材料。目前,硅负极材料的高成本和极其苛刻的合成条件严重阻碍了其在LIBs中的使用。以天然凹凸棒为原料,通过水热法提纯和镁热还原反应制备了硅纳米颗粒(MRR Si),... 硅因其超高的理论比容量而被视为最具潜力的下一代锂离子电池(LIBs)负极材料。目前,硅负极材料的高成本和极其苛刻的合成条件严重阻碍了其在LIBs中的使用。以天然凹凸棒为原料,通过水热法提纯和镁热还原反应制备了硅纳米颗粒(MRR Si),并进一步采用化学气相沉积法以乙炔为碳源制备了MRR Si@C复合材料,系统研究了其作为LIBs负极材料的储锂性能。研究结果表明:通过镁热还原制备的硅纳米在0.2 A/g的电流密度下可展现出2362 mAh/g的比容量,首次库伦效率(CE)为71.87%,100次(0.5 A/g)循环充放电测试后比容量为909 mAh/g。相比之下,在MRR Si纳米颗粒表面沉积碳层后制备的MRR Si@C复合材料可展现出2494 mAh/g的放电容量和78.92%的高CE值。循环性能显示,该复合材料在0.5 A/g的电流密度下充/放电100次后的比容量值可达到1324mAh/g。同时,该复合材料还可在5 A/g的大电流密度下依然可展现出高达844 mAh/g的高比容量。该MRR Si@C复合材料显示了优异的倍率性能和良好的应用前景。 展开更多

关键词 凹凸棒 硅负极 镁热还原 锂离子电池

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阴阳离子组合捕收剂在低品位锂云母矿浮选回收中的应用及选择性吸附机理研究 被引量：2

6

作者 姚丽 钟盛文 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期13-20,28,共9页

针对强酸性矿浆体系(pH=2~3)胺类捕收剂浮选锂云母矿时,存在硫酸耗量高、设备腐蚀严重、浮选泡沫黏度大、废水处理困难等问题,以湖南某含钨锡锂铷多金属矿的钨锡选别尾矿(锂云母浮选给矿,Li_(2)O品位0.44%)为研究对象,在中性矿浆环境和... 针对强酸性矿浆体系(pH=2~3)胺类捕收剂浮选锂云母矿时,存在硫酸耗量高、设备腐蚀严重、浮选泡沫黏度大、废水处理困难等问题,以湖南某含钨锡锂铷多金属矿的钨锡选别尾矿(锂云母浮选给矿,Li_(2)O品位0.44%)为研究对象,在中性矿浆环境和不脱泥条件下,采用阴离子捕收剂WJ和阳离子捕收剂DDA(十二胺)组合对该低品位锂云母矿进行浮选回收,并通过原子力显微镜和芘荧光光谱从微观层面探究了阴阳离子组合捕收剂的协同效应与吸附机理。结果表明:相比单一DDA,采用WJ+DDA组合(质量比3.5∶1),捕收剂用量降低130 g/t,获得的锂云母精矿中Li_(2)O品位提高0.35%,Li_(2)O回收率提高1.41%,且浮选泡沫清爽,脉石夹带少。WJ+DDA组合捕收剂分子更密集地吸附在锂云母表面,而在石英/长石表面基本不发生吸附。相比单一WJ或DDA,WJ+DDA组合捕收剂具有更大的非极性和更强的疏水性,因而具有更高的表面活性。 展开更多

关键词 锂云母 浮选 阴阳离子组合捕收剂 协同效应 选择性吸附机理 非极性

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前驱体预处理对富锂锰基氧化物电化学的影响 被引量：2

7

作者 文萌 夏鼎峰 钟盛文 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第1期25-33,共9页

实验通过小规模共沉淀和固相反应成功合成了无钴富锂锰基前驱体Ni_(0.3)Mn_(0.7)(OH)_(2),将前驱体不进行和进行机械粉碎,分别得到2种不同粒径的Ni_(0.3)Mn_(0.7)(OH)_(2)(D_(50)=1.626μm和0.710μm)前驱体。不同粒径大小的前驱体与LiO... 实验通过小规模共沉淀和固相反应成功合成了无钴富锂锰基前驱体Ni_(0.3)Mn_(0.7)(OH)_(2),将前驱体不进行和进行机械粉碎,分别得到2种不同粒径的Ni_(0.3)Mn_(0.7)(OH)_(2)(D_(50)=1.626μm和0.710μm)前驱体。不同粒径大小的前驱体与LiOH以1∶1.55的摩尔比混合,经过高温烧结,合成2种颗粒大小的富锂锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.24)Mn_(0.56)O_(2)(D_(50)=1.667μm和1.148μm)。实验结果表明,颗粒尺寸影响其物理化学性质和电化学性能。Li_(1.2)Ni_(0.24)Mn_(0.56)O_(2)(D_(50)=1.148μm)正极材料具有较小颗粒尺寸,显示出优异的电化学性能(在0.5 C下循环100次后,容量为190.7 mAh/g,循环保持率高达91.2%)。研究揭示了一种简易方法改变颗粒大小,并证明了粒径对电化学的重要性。 展开更多

关键词 富锂锰材料 颗粒大小 电化学 共沉淀法 锂电池

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废旧锂离子电池正极极粉与铝箔高分离及正极极粉的还原浸出 被引量：2

8

作者 姚丽 钟盛文 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第4期479-486,共8页

由于聚偏氟乙烯(PVDF)提供的强大结合力,正极材料和铝箔很难分离。本研究将正极片置于加热的乙二醇中,当乙二醇温度达到PVDF黏结剂的熔融温度后,PVDF由固态逐渐熔化转为液态,此时黏结剂对正极材料与铝箔的黏合力降低,可通过搅拌力的作用... 由于聚偏氟乙烯(PVDF)提供的强大结合力,正极材料和铝箔很难分离。本研究将正极片置于加热的乙二醇中,当乙二醇温度达到PVDF黏结剂的熔融温度后,PVDF由固态逐渐熔化转为液态,此时黏结剂对正极材料与铝箔的黏合力降低,可通过搅拌力的作用,使铝箔和正极材料分离。本文详细分析了正极材料在乙二醇中搅拌时受到的力,并引入了边界层理论,提出了边界层描述的布拉修斯解,计算了分离铝箔和正极材料的理论搅拌线速度。通过流体动力学计算表明,在乙二醇中分离正极材料的理论搅拌线速度为5.08 m/s,即当搅拌速度大于441 r/min时,正极材料在乙二醇中所受合力大于0,可以实现与铝箔的分离。实验结果表明,在加热温度180℃、搅拌速度550 r/min、搅拌时间120 min的条件下,剥离率可达93.00%以上,与理论转速相符合。分离得到的正极粉末采用硫酸-茶多酚体系还原浸出,最终在硫酸浓度1.25 mol/L、茶多酚含量5 g/L、浸出温度65℃、浸出时间90 min的较优条件下得到锂、镍、钴、锰的浸出率均大于95.00%。 展开更多

关键词 正极材料 铝箔 废弃锂电池 流体力学 浸出

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CO_(2)氧化多孔Mg_(2)Si制备微纳分级Si/C材料及储锂性能

9

作者 郑娅 刘娟 +3 位作者 喻强 穆艺臣 赵小玉 李小成 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第2期256-264,273,共10页

硅基负极材料储量丰富、能量密度高、工作电压稳定,是最具有前景的锂离子电池负极材料之一。然而硅接近300%的体积膨胀和较低的离子导电率在电池的循环中十分不利。本文以多孔Mg_(2)Si为原料,通过CO_(2)氧化一步法去除了Mg的同时,在微... 硅基负极材料储量丰富、能量密度高、工作电压稳定,是最具有前景的锂离子电池负极材料之一。然而硅接近300%的体积膨胀和较低的离子导电率在电池的循环中十分不利。本文以多孔Mg_(2)Si为原料,通过CO_(2)氧化一步法去除了Mg的同时,在微米级多孔硅体系中引入了纳米级孔隙,并实现了碳层的均匀复合,制备了微纳分级三维多孔Si/C复合材料(MN-p-Si/C)。该结构不仅减轻了硅在脱嵌锂过程的体积膨胀,为离子和电子的传输提供了三维有效通道,碳层还大幅提高了材料的导电性。得益于这些优势,MN-p-Si/C表现出优异的电化学性能,首次充放电比容量分别为2869.2 mAh/g、2364.5 mAh/g,初始库仑效率高达82.41%,在1A/g高电流密度下,200圈循环后MN-p-Si/C可逆容量还保持在1127.1 mAh/g,容量保持率为70.9%,具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 硅/碳负极 多孔结构 CO_(2)氧化反应 Mg_(2)Si

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全固态锂离子电池正极与石榴石型固体电解质界面的研究进展 被引量：6

10

作者 李栋 雷超 +4 位作者 赖华 刘小林 姚文俐 梁彤祥 钟盛文 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期694-702,共9页

全固态锂离子电池具有高安全性、高能量密度、宽使用温度范围以及长使用寿命等优势,在动力电池汽车和大规模储能电网领域具有广阔的应用前景。作为全固态电池的重要组成部分,无机固体电解质尤其是石榴石型固态电解质在室温下锂离子电导... 全固态锂离子电池具有高安全性、高能量密度、宽使用温度范围以及长使用寿命等优势,在动力电池汽车和大规模储能电网领域具有广阔的应用前景。作为全固态电池的重要组成部分,无机固体电解质尤其是石榴石型固态电解质在室温下锂离子电导率可达10^–3 S·cm^–1,且对金属锂相对稳定,在全固态电池的应用中具有明显的优势。然而正极与石榴石型固体电解质间接触性能以及界面的稳定性差,使得电池表现出高的界面阻抗、低的库伦效率和差的循环性能。本文以全固态锂离子电池正极与石榴石型固体电解质界面为研究对象,分析了正极/固体电解质的界面特性以及界面研究中存在的问题,综述了正极复合、界面处理工艺、界面层引入等界面调控和改性的方法,阐述了优化正极与石榴石型固体电解质界面结构,改善界面润湿性的解决思路,提出了未来全固态锂离子电池发展中有待进一步改进的关键问题,为探索全固态锂离子电池的实际应用提供了借鉴。 展开更多

关键词 无机固体电解质 复合电解质 界面润湿性 界面阻抗 界面改性 综述

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铌掺杂对镍基正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 电化学性能影响 被引量：3

11

作者 刘芝君 彭弯弯 +3 位作者 李之锋 王春香 张骞 钟盛文 《有色金属科学与工程》 CAS 2020年第2期89-96,共8页

解决镍基正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的电化学循环稳定性和高温循环性能是其产业化推广应用的关键。研究了掺杂铌改性高镍正极材料,优化材料的电化学性能,提升循环稳定性。首先以硫酸盐为原料,在N2保护气氛下,采用共沉淀法合成三元球形... 解决镍基正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的电化学循环稳定性和高温循环性能是其产业化推广应用的关键。研究了掺杂铌改性高镍正极材料,优化材料的电化学性能,提升循环稳定性。首先以硫酸盐为原料,在N2保护气氛下,采用共沉淀法合成三元球形Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体,通过高温固相反应与LiOH·H2O,Nb2O5合成Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)1-xNbxO2(x=0,0.01,0.02,0.03)系列正极材料。X射线衍射结果表明,Nb5+离子可少量进入正极材料晶格,并在正极材料表面形成化学稳定性好的Li3NbO4。当x=0.02时,在室温25℃,电压2.75~4.2 V,0.2 C倍率下首次放电比容量为172.9 mAh/g,100次循环后容量保持率为97.47%,在50℃,0.5 C倍率下循环20次容量基本不变,平均放电比容量为183.7 mAh/g,且该样品具有较好的倍率性能。 展开更多

关键词 正极材料 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 铌掺杂 电化学性能

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烧成温度对溶胶凝胶法合成LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料性能的影响 被引量：5

12

作者 黄庆研 梁雅莉 +3 位作者 王俊荣 谢光明 王春香 李之锋 《有色金属科学与工程》 CAS 2020年第6期64-70,共7页

通过溶胶-凝胶法制备LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料,研究了烧成温度对材料结构、形貌和电化学性能的影响。采用XRD、SEM及恒流充放电测试对材料性能进行表征。分析结果表明,材料均呈现典型的α-NaFeO2层状结构且阳离子有序度较好。不同... 通过溶胶-凝胶法制备LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料,研究了烧成温度对材料结构、形貌和电化学性能的影响。采用XRD、SEM及恒流充放电测试对材料性能进行表征。分析结果表明,材料均呈现典型的α-NaFeO2层状结构且阳离子有序度较好。不同烧成温度时材料形貌呈现不规则块状且粒径随着温度的增加而增大;温度低于780℃时,材料结晶性不好,生长不完全;温度高于800℃时,材料团聚现象严重、形貌不规整。烧成温度为800℃时材料有较好的电化学性能,在5 C高倍率充放电下,首次放电比容量为147.95 mAh/g,循环200次后,容量保持率为76.71%。 展开更多

关键词 锂离子电池 溶胶-凝胶法 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 烧成温度 高倍率

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石墨烯和碳纳米管二元复合导电剂对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)锂离子电池性能的影响 被引量：6

13

作者 黄锦朝 郭子霆 +1 位作者 肖青梅 钟盛文 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第3期355-362,共8页

主要以石墨烯(Gen)、碳纳米管(CNTs)及其二者的复合材料石墨烯/碳纳米管(Gen/CNTs)为研究对象,将其以不同的含量、比例添加在LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)中,制备了一系列软包电池。通过XRD、SEM、电化学性能等测试研究了不同导电... 主要以石墨烯(Gen)、碳纳米管(CNTs)及其二者的复合材料石墨烯/碳纳米管(Gen/CNTs)为研究对象,将其以不同的含量、比例添加在LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)中,制备了一系列软包电池。通过XRD、SEM、电化学性能等测试研究了不同导电剂与正极材料结合情况,以及导电剂含量配比对锂离子电池性能的影响。结果表明:电池的性能与导电剂含量密切相关,并且复合导电剂的性能优于单一导电剂。在石墨烯/碳纳米管比例相同的情况下,随着导电剂添加量增加,电池的内阻显著降低,放电容量、倍率性能、循环性能均得到改善。导电剂为1.5%Gen/CNT(3/7,质量比)时,0.2 C下放电比容量可达163.2 mAh/g,在5 C下放电比容量仍可达85.5 mAh/g,其循环性能也最好,1 C循环200次后,容量保持率可达103.12%。 展开更多

关键词 锂离子电池 复合导电剂 石墨烯 碳纳米管 内阻

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石墨烯与导电炭黑Super-P复合导电剂对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)锂离子电池性能的影响 被引量：5

14

作者 郭子霆 黄锦朝 +1 位作者 肖青梅 钟盛文 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第2期227-234,共8页

主要以石墨烯(Gen)、导电炭黑Super-P(SP)以及复合导电剂石墨烯/导电炭黑(Gen/SP)为研究对象,将LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)作为正极材料,通过制备浆料、涂布、卷绕等工艺,分别制备了单一导电剂SP、Gen,以及不同质量比复合导电剂Ge... 主要以石墨烯(Gen)、导电炭黑Super-P(SP)以及复合导电剂石墨烯/导电炭黑(Gen/SP)为研究对象,将LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)作为正极材料,通过制备浆料、涂布、卷绕等工艺,分别制备了单一导电剂SP、Gen,以及不同质量比复合导电剂Gen/SP的软包电池。采用XRD、SEM和恒流充放电等测试手段,研究了不同含量的导电剂与正极颗粒的复合情况,以及对电池性能的影响。结果表明,复合导电剂含量为1.0%时,电池性能最优;复合导电剂含量为0.5%时,电池性能最差。复合导电剂的电池性能优于单一导电剂,含量为1.0%的复合导电剂Gen/SP(5∶5,w/w)制备的软包电池性能最优,0.1 C首次放电比容量为160.38 mAh/g,0.5 C循环100次后容量保有率为97.3%。 展开更多

关键词 石墨烯(Gen) 导电炭黑(SP) 复合导电剂Gen/SP 放电比容量 内阻

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石墨烯复合导电剂对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)动力学及电化学性能的影响 被引量：5

15

作者 夏鼎峰 周苗苗 +3 位作者 郭乾坤 胡顺 邹金 钟盛文 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第3期35-42,共8页

采用循环伏安、交流阻抗法对添加导电炭黑(SP)和导电炭黑复合石墨烯(SP+G)的两组不同导电剂,与LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)组装成的电池进行锂离子脱嵌动力学研究,通过计算锂离子扩散系数探究不同导电剂对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.... 采用循环伏安、交流阻抗法对添加导电炭黑(SP)和导电炭黑复合石墨烯(SP+G)的两组不同导电剂,与LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)组装成的电池进行锂离子脱嵌动力学研究,通过计算锂离子扩散系数探究不同导电剂对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)锂离子脱嵌动力学的影响。电化学性能测试表明,添加单一导电剂SP和复合导电剂SP+G的首次放电比容量分别为166、184 mAh/g,添加复合导电剂SP+G的放电比容量显著提升。 展开更多

关键词 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2) 锂离子扩散系数 石墨烯 导电炭黑 导电剂

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LiClO_(4)预氧化Ni_(0.8)Co_(0.17)Al_(0.03)(OH)_(2)提升锂离子电池的循环稳定性 被引量：3

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作者 赖福林 王玉琴 +4 位作者 马全新 周翎飞 杨梦倩 钟盛文 Sydorov Dmytro 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第1期57-66,共10页

层状高镍正极材料(LiNi_(0.8)Co_(0.17)Al_(0.03)O_(2))因为具有高的镍含量,相比于LiCoO2拥有更高的比容量和更低的成本,受到了大众的欢迎。然而,循环过程中容量的快速衰退阻碍了LiNi_(0.8)Co_(0.17)Al_(0.03)O_(2)的进一步商业化使用... 层状高镍正极材料(LiNi_(0.8)Co_(0.17)Al_(0.03)O_(2))因为具有高的镍含量,相比于LiCoO2拥有更高的比容量和更低的成本,受到了大众的欢迎。然而,循环过程中容量的快速衰退阻碍了LiNi_(0.8)Co_(0.17)Al_(0.03)O_(2)的进一步商业化使用。其中,Li+/Ni^(2+)混排现象是造成材料不良循环性能的主要原因之一。本文中,使用具有强氧化性的LiClO_(4)对Ni_(0.8)Co_(0.17)Al_(0.03)(OH)_(2)前驱体进行预氧化处理。X射线衍射(XRD)测试和精修结果显示,LiClO_(4)处理后的LiNi_(0.8)Co_(0.17)Al_(0.03)O_(2)(LiClO4-NCA)样品有着更低的Li+/Ni^(2+)混排程度,这与X射线光电子能谱(XPS)测试得到的正极材料中Ni^(2+)/Ni^(3+)结果相一致。电化学测试结果显示,LiClO_(4)-NCA相比于原始样品LiNi_(0.8)Co_(0.17)Al_(0.03)O_(2)(NCA)具有更优异的循环性能,1 C倍率循环100圈后,LiClO4-NCA的容量保持率(94.3%)明显高于NCA(82.4%)。LiClO_(4)-NCA优异的电化学性能归因于LiClO_(4)促进了材料中的Ni^(2+)转化为Ni^(3+),减少了阳离子混排现象,保持了更完整的层状结构。因此,LiClO_(4)对Ni_(0.8)Co_(0.17)Al_(0.03)(OH)_(2)前驱体进行预氧化处理可以改善材料中的Li+/Ni^(2+)混排现象,优化层状高镍正极材料的循环稳定性。 展开更多

关键词 层状高镍正极材料 预氧化改性 Li+/Ni2+混排 循环稳定性

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多维度二元导电剂对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)电池性能的影响 被引量：2

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作者 邹金 胡顺 +2 位作者 龙茜茜 李宝宝 钟盛文 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第3期63-68,共6页

将超级导电炭黑Super-P(SP),碳纳米管(CNT)和石墨烯(GN)任取2种等比例添加到LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)中制备扣式电池,探究二元导电剂对电池性能的影响,此外设立单一导电剂SP作为对照组。采用X射线衍射仪分析导电剂的结构,并使... 将超级导电炭黑Super-P(SP),碳纳米管(CNT)和石墨烯(GN)任取2种等比例添加到LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)中制备扣式电池,探究二元导电剂对电池性能的影响,此外设立单一导电剂SP作为对照组。采用X射线衍射仪分析导电剂的结构,并使用扫描电镜分析导电剂的形貌,此外还测试了电池的电化学性能。添加质量分数为3%GN/SP二元导电剂的电池首次放电比容量最高,为181.1 mAh/g;添加质量分数为3%CNT/GN二元导电剂的电池循环性能最好,0.2 C循环100周容量保持率为76.2%;添加质量分数为3%CNT/SP二元导电剂的电池倍率性能最优,阻抗最低。结果表明,二元导电剂对电池性能的提升能力均优于单一导电剂SP。 展开更多

关键词 二元导电剂 碳纳米管 导电炭黑 石墨烯 锂离子电池

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P2型锰基钠离子正极材料的制备与改性 被引量：2

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作者 周苗苗 李婷婷 +2 位作者 黄吉丽 郭乾坤 钟盛文 《有色金属科学与工程》 CAS 2019年第5期61-66,共6页

实验以碳酸钠为钠源,采用溶胶-凝胶法分别合成钠离子正极材料Na0.46Ni0.26Mn0.54O2和含有部分铁离子的正极材料Na0.46Ni0.13Fe0.13Mn0.54O2.两者均在相同的条件和相同煅烧温度下合成.分别讨论这两种材料结构上的差异和性能上的变化.利用... 实验以碳酸钠为钠源,采用溶胶-凝胶法分别合成钠离子正极材料Na0.46Ni0.26Mn0.54O2和含有部分铁离子的正极材料Na0.46Ni0.13Fe0.13Mn0.54O2.两者均在相同的条件和相同煅烧温度下合成.分别讨论这两种材料结构上的差异和性能上的变化.利用X射线衍射仪观察两种材料的晶体结构、扫描电子显微镜观察两种材料的组织形貌.将合成的材料做成电池,分别进行电化学的测试.结果表明:不添加Fe元素的材料,即S1:Na0.46Ni0.26Mn0.54O2具有层状结构,呈现P2结构、形貌呈现为片束形状态,粒径大小均匀,且电池的电化学性能更佳.而添加了铁元素的材料即S2:Na0.46Ni0.13Fe0.13Mn0.54O2,无论从结构、形貌和电化学性能来比较,都次于P2型结构的Na0.46Ni0.26Mn0.54O2. 展开更多

关键词 钠离子电池 溶胶-凝胶法 Na0.46Ni0.26Mn0.54O2 Na0.46Ni0.13Fe0.13Mn0.54O2 电化学性能

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核壳结构ZnS纳米颗粒协同碳毡提升锌离子电池的能量密度

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作者 刘国珏 刘涛 +1 位作者 赖中元 李小成 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第10期1273-1277,共5页

通过溶剂热法以及化学气相沉积法(CVD)制备了ZnS@C纳米颗粒作为正极材料用于锌离子电池体系中,并通过制备碳毡夹层来改善电池的电化学性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)及恒流充放电测试对材料性能... 通过溶剂热法以及化学气相沉积法(CVD)制备了ZnS@C纳米颗粒作为正极材料用于锌离子电池体系中,并通过制备碳毡夹层来改善电池的电化学性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)及恒流充放电测试对材料性能进行表征。结果表明,ZnS@C纳米颗粒加入碳毡夹层后可以显著降低电压的滞后效应,放电平台由0.45 V提高至0.75 V,充电平台由1.6 V降低至1.2 V。采用该正极材料的锌离子电池在100 mA/g电流密度下平均首次放电比容量高达1302 mAh/g,比能量为976.5 Wh/kg,锌硫电池体系的循环稳定性得以明显改善。研究表明,制备核壳结构ZnS纳米颗粒作为正极材料在碳毡的协同作用下可以有效提高锌离子电池的能量密度,并为提升锌离子电池的电化学性能提供了一个新的研究思路。 展开更多

关键词 锌离子电池 碳毡 硫 纳米颗粒 高能量密度

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生物质吸附剂吸附回收硫脲废液中金的研究 被引量：1

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作者 姚丽 钟盛文 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第4期223-228,共6页

提出一种以毛竹为原料制备生物质吸附剂、选择性地从硫脲废液中吸附回收金的方法。竹炭在H_(2)O-CO_(2)气氛中活化后表面的纳米孔洞比单独使用CO_(2)活化的活性炭孔洞数量更多且尺寸更小,大大增加了吸附材料的比表面积。探究了吸附材料... 提出一种以毛竹为原料制备生物质吸附剂、选择性地从硫脲废液中吸附回收金的方法。竹炭在H_(2)O-CO_(2)气氛中活化后表面的纳米孔洞比单独使用CO_(2)活化的活性炭孔洞数量更多且尺寸更小,大大增加了吸附材料的比表面积。探究了吸附材料种类、pH值、吸附剂用量、吸附温度、吸附时间对硫脲废液中金吸附脱除的影响,得到适宜的吸附条件为:pH=6、吸附剂用量8 g/L、吸附温度25℃、时间3.5 h,其中采用H_(2)O-CO_(2)协同活化的活性炭吸附效果较好,可吸附脱除硫脲废液中96%以上的金。采用吸附等温模型拟合了H_(2)O-CO_(2)协同活化的活性炭在硫脲废液中吸附金的过程,结果表明,协同活化的活性炭吸附硫脲废液中金的过程更符合Freundlich模型,为物理吸附过程。 展开更多

关键词 吸附剂 金 竹炭 改性 活化 活性炭 硫脲废液 吸附模型

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