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室温固相法制备Co/Mn包覆LiNiO2正极材料

重点研究了室温固相法Co/Mn氢氧化物包覆Ni(OH)2的机理.采用XRD,SEM,TEM和EDS分析检测手段分析了未包覆与表面包覆材料的结构、形貌和表面成分.TEM实验结果表明,LiNiO2颗粒表面包覆了一薄层化合物;XPS实验结果表明,LiNiO2颗粒表面包覆了Co/Mn元素;SEM和EDS实验结果进一步表明,球形LiNiO2颗粒表面均匀包覆了Co/Mn化合物层.电化学性能测试结果表明,经Co/Mn包覆的LiNiO2正极材料显示了优越的循环性能.

关键词: 室温固相法 , 包覆 , 正极材料

机械活化氧化法制备锰酸锂及其性能研究

江剑兵 , 杜柯 , 曹雁冰 , 彭忠东 , 胡国荣

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.08.026

以高纯金属锰粉和碳酸锂为原料,通过机械活化氧化法合成了尖晶石 LiMn2 O4材料。采用 X 射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对 LiMn2 O4样品结构及形貌进行表征,用充放电测试和交流阻抗技术对LiMn2 O4样品进行电化学性能研究。结果表明,所制备的LiMn2 O4具有完整的尖晶石型结构,且颗粒形貌规整,颗粒大小均匀。所制备的 LiMn2 O4材料室温(25℃)在3.0~4.3 V 电压范围,在0.1 C 倍率下首次放电比容量为125.8 mAh/g；2 C 首次放电容量为120.1 mAh/g,300次循环后放电容量保持103.9 mAh/g,容量保持率为86.51%。且样品具有较好的高温性能和较小的阻抗。

关键词: 锂离子电池 , 正极材料 , 尖晶石 LiMn2 O4 , 锰粉 , 机械活化氧化法

沉淀-共沸蒸馏法合成超细钴蓝颜料的研究

邓新荣 , 胡国荣 , 彭忠东 , 曹雁冰 , 李国

材料导报

利用沉淀-共沸蒸馏法合成超细钴蓝颜料,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、荧光反射仪现代分析测试技术对样品性能进行表征.结果表明,用正丁醇共沸蒸馏能有效防止干燥过程中颗粒间的团聚.经1000℃煅烧2h后的钴蓝粉体材料具有良好的分散性、结晶度高、外形规则.其蓝光波段反射率为67 %,红光波段反射率为13 %,达到彩色显象管用钴蓝颜料的要求.为实现性能优异、超细钴蓝的国产化提供了借鉴意义.

关键词: 共沸蒸馏 , 钴蓝 , 颜料 , 反射率

高倍率锂离子电池正极材料LiCo0.9Ni0.05Mn0.05O2的合成及电化学性能

曹景超 , 胡国荣 , 彭忠东 , 杜柯 , 曹雁冰

中国有色金属学报

以碳酸氢铵为沉淀剂采用共沉淀法合成球形Co 0.9 Ni 0.05 Mn 0.05 CO 3前驱体，以碳酸盐前驱体和Li 2 CO 3为原料，在空气中通过固相反应制备出LiCo 0.9 Ni 0.05 Mn 0.05 O 2正极材料，研究烧结温度对产物结构及电化学性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和光电子能谱(XRS)分别表征样品的形貌、结构和元素价态。结果表明：不同烧结温度下合成产物的性能差别很大，较适合的合成温度为900℃；在3.0~4.5 V电压范围内， LiCo0.9Ni0.05Mn0.05O2显示出较好的倍率性能；在25℃测试条件下，材料在0.2C、0.5C、1C、5C和10C时的放电比容量分别为181.6、178.3、173.9、167.8和157.1 mA?h/g。

关键词: 锂离子电池 , 正极材料 , 碳酸氢铵 , 共沉淀

结晶分解法合成超细钴蓝颜料

胡国荣 , 曹雁冰 , 邓新荣 , 彭忠东 , 李国

涂料工业 doi:10.3969/j.issn.0253-4312.2006.11.005

研究了结晶分解法合成钴蓝颜料的工艺,采用铝和钴的硝酸盐或硫酸盐混合溶液为原料,蒸发结晶后获得硝酸盐或硫酸盐的混晶体.硝酸盐混晶体在1 000℃下煅烧2 h可获得尖晶石型产物,得到的粉体团聚严重;以硫酸盐为母盐则在1 200℃下煅烧2 h得到尖晶石型结构的产物,加入一定量助熔剂后合成温度下降约100℃,煅烧得到的产物团聚较少,形貌规则,粒度分布均匀;通过对颜料反射性能分析,探讨了母盐种类的选择对所得到产物的性能影响情况,硫酸盐结晶分解法可以获得具有优良反射性能的产物,适合作为彩色显象管中蓝色荧光粉的着色颜料.

关键词: 结晶 , 分解 , 尖晶石 , 铝酸钴 , 超细

微波辅助固相法合成锂离子电池正极复合材料Li₂FeSiO₄/C

曹雁冰 , 段建国 , 胡国荣 , 姜锋 , 彭忠东 , 杜柯

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11763

以Na₂SiO₃·9H₂O和FeCl₂·4H₂O为原料, 采用低热固相反应获得了分散均匀的β-FeOOH/SiO₂前驱体; 再以Li₂CO₃为锂源、聚乙烯醇和超导电炭黑为复合碳源, 通过微波辅助固相法合成了Li₂FeSiO₄/C材料. 通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和恒电流充放电测试等方法对材料的结构、微观形貌及电化学性能进行表征. 650℃下微波处理12 min可获得结晶好、晶粒细小均匀的Li₂FeSiO₄/C材料; 在选用的微波合成体系下, 超导碳和聚乙烯醇热分解的无定形碳不仅利于合成反应的顺利进行, 而且提高了Li₂FeSiO₄的整体导电性能. 制备的复合正极材料在60 ℃下0.05C倍率首次放电容量为129.6 mAh/g, 0.5C倍率下为107.5 mAh/g, 0.5C下15次循环后保持为104.8 mAh/g, 具有较好的放电比容量和良好的循环稳定性能. 结果表明, 微波辅助固相合成工艺是制备Li₂FeSiO₄/C复合材料的一种很有前景的方法.

关键词: 正极材料; Li₂FeSiO₄; 微波辅助固相合成; 碳包覆

微波碳热还原法合成锂离子电池正极材料Li2FeSiO4/C

曹雁冰 , 胡国荣 , 彭忠东 , 杜柯 , 刘艳

功能材料

以Li2CO3、FeOOH、纳米SiO2为原料,聚乙烯醇和超导碳为碳源,采用微波碳热合成法合成了Li2FeSiO4/C材料.通过XRD、SEM和恒流充放电测试,对样品结构、形貌和电化学性能进行了表征和分析.结果表明,微波合成法可以快速制备具有正交结构的Li2FeSiO4材料;在处理温度650℃、时间12min的条件下获得了高纯度、晶粒细小均匀的产物,并具有良好的电化学性能.以C/20倍率进行充放电测试,首次放电容量为127.5mAh/g,20次循环后容量仍有124mAh/g.

关键词: 锂离子电池 , 正极材料 , Li2FeSiO4 , 微波碳热还原法

微波辅助固相法合成锂离子电池正极复合材料Li2FeSiO4/C

曹雁冰 , 段建国 , 胡国荣 , 姜锋 , 彭忠东 , 杜柯

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11763

以Na2SiO3·9H2O和FeCl2·4H2O为原料,采用低热固相反应获得了分散均匀的p-FeOOH/SiO2前驱体;再以Li2CO3为锂源、聚乙烯醇和超导电炭黑为复合碳源,通过微波辅助固相法合成了Li2FeSiO4/C材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和恒电流充放电测试等方法对材料的结构、微观形貌及电化学性能进行表征.650℃下微波处理12 min可获得结晶好、晶粒细小均匀的Li2FeSiO4/C材料;在选用的微波合成体系下,超导碳和聚乙烯醇热分解的无定形碳不仅利于合成反应的顺利进行,而且提高了 Li2FeSiO4的整体导电性能.制备的复合正极材料在60℃下0.05C倍率首次放电容量为129.6 mAh/g,0.5C倍率下为107.5 mAh/g,0.5C下15次循环后保持为104.8 mAh/g,具有较好的放电比容量和良好的循环稳定性能,结果表明,微波辅助固相合成工艺是制备Li2FeSiO4/C复合材料的一种很有前景的方法.

关键词: 正极材料 , Li2FeSiO4 , 微波辅助固相合成 , 碳包覆

300 kA新型阴极铝电解槽的成功实践

刘军 , 曹雁冰 , 肖华东

材料与冶金学报 doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2010.z1.010

2009年7月,东方希望包头稀土铝业引用东北大学冯乃祥教授的新型阴极结构电解槽技术,在300 kA的电解槽系列上进行工业化试验.目前电解槽的槽电压为3.71 V,电解槽的电流效率按97%整流效率计算为91%,平均直流电耗为12 160kW·h/t-Al,本文介绍了300 kA新型阴极结构电解槽的焙烧启动和后期管理的过程与经验.

关键词:

直接蒸发式冰蓄冷空调的蓄冰槽融冰强化换热

肖睿 , 何世辉 , 杜艳利 , 黄冲 , 冯自平 , 国德防 , 崔昌学 , 杜光林

工程热物理学报

现有的直接蒸发式冰蓄冷空调蓄冰槽内在融冰运行时都存在不利于传热的较大垂直温差.本文通过在蓄冰槽中下部位置处设置水平交叉盘管,使蓄冰槽内的坚直冰柱易于断裂,从而改善槽内自然对流条件,达到强化换热的目的.实验表明,水半盘管的布置明显减小了蓄冰槽内在融冰过程中的上下层温差,传热过程得到强化,融冰速度加快,制冷系统的COP也相应得到提高.

关键词: 直接蒸发 , 冰蓄冷 , 蓄冰槽 , 水甲盘管 , 强化传热

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