富锂锰基正极材料zMnO_x·(1-z)Li[Ni_(0.2)Li_(0.2)Mn_(0.6)]O_2的电化学性能

富锂二元材料Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2通过在其表面包覆不同比例的具有电化学活性MnO_x,得到改性富锂材料z Mn O_x·(1-z)Li[Ni_(0.2)Li_(0.2)Mn_(0.6)]O_2(1.5x≤2,0z≤0.25)。通过XRD测试对材料的结构进行分析,由SEM图像观察发现材料的粒径尺寸属于次微米级,探究包覆层的结构形态和掺杂改性前后材料结构和形貌上发生的变化。通过电化学测试发现包覆MnO_x对材料的首次电化学性能有明显改善。在容量方面,样品0.05Mn O_x·0.95Li[Ni_(0.2)Li_(0.2)Mn_(0.6)]O_2和样品0.1MnO_x·0.9Li[Ni_(0.2)Li_(0.2)Mn_(0.6)]O_2的放电比容量较本体材料Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2有较大提升,分别为300.3 m Ahg~(-1)和298.1 mAhg~(-1),且二者在后续的充放电循环测试中,放电比容量也保持在较高的水平上。因此以这2种材料为研究对象,与未改性本体材料进行对比,进行进一步的表征。     

富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.6-x)Ni_(0.2)Y_xO_2(0≤x≤0.05)的电化学性能

采用草酸盐共沉淀法合成Li_(1.2)Mn_(0.6-x)Ni_(0.2)Y_xO_2(x=0,0.01,0.03,0.05)富锂正极材料,即在二元材料Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2中掺杂不同量的Y替代Mn,通过XRD、SEM测试,对材料的结构和形貌进行表征。在电化学性能测试中发现,改性材料Li_(1.2)Mn_(0.57)Ni_(0.2)Y_(0.03)O_2的首次放电比容量达280.1mAhg~(-1)。在充放电循环测试中,该材料的容量保持率较高,40周循环后容量保持在240.7mAhg~(-1)。而在倍率性能测试中,相比原始材料,Li_(1.2)Mn_(0.57)Ni_(0.2)Y_(0.03)O_2更是有较大的提升,在5C条件下放电比容量从29.4 mAhg~(-1)提高至89.9 mAhg~(-1)。然而该材料的首次库伦效率还有待提高。     

Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2表面酸处理改性研究

采用溶胶凝胶法制备二元富锂材料Li[Ni_(0.2)Li_(0.2)Mn_(0.6)]O_2。用不同浓度的H_3PO_4对二元富锂材料进行表面酸处理改性。通过电化学测试发现经浓度1%的H_3PO_4溶液处理后的材料(P_1)表现出最佳的循环性能(30周循环后放电比容量为217.4mAhg~(-1))和倍率性能(5C倍率首次放电比容量为94.0mAhg~(-1))。     

Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的包覆改性研究

采用溶胶凝胶法制备本体富锂锰基锂离子电池正极材料Li [Ni_(0.2)Li_(0.2)Mn_(0.6)]O_2。用锂离子导电性好的Li_3PO_4对本体材料进行表面包覆改性。由于锂离子导电性好的Li_3PO_4包覆相与微量三维锂离子传导的尖晶石结构的存在,显著改善了材料的导电性能;由于Li_3PO_4的电化学结构稳定,与电解液的相容性较好,可减少正极材料与电解液的接触面积,有效抑制锰离子的溶解,因此能稳定材料的结构,改善材料的循环和倍率性能;此外,电化学传递阻抗在包覆后得到显著降低。     

高性能富锂锰基锂离子电池正极材料的改性研究

正极材料是锂离子电池最重要的组成部分之一。传统正极材料(LiCoO_2、LiNiO_2等)由于对环境有污染、成本高、资源有限,不能成为新一代锂离子电池正极材料的首选。层状正极材料一直以来是锂离子电池正极材料研究的热点之一,新发现的类Li2MnO_3层状材料由于比容量高而备受人们的关注。但是类Li2MnO_3正极材料的合成、结构及电极过程动力学等电化学性质的研究有待深入。本文选取Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2作为研究对象,对材料进行包覆改性来提高材料的电化学性能。     

不同元素掺杂对LiNi_(0.6)Mn_(0.2)Co_(0.2)O_2正极材料的影响

本文分别以纳米Y_2O_3、ZrO_2、TiO_2为掺杂物,通过干法球磨将氧化物和NCM622前驱体进行混合,然后进行烧结,后处理制得不同元素掺杂的NCM622型三元材料。SEM表明Zr元素掺杂有利于NCM622型三元材料一次颗粒的长大,电性能测试表明,掺杂1%的Y、Zr、Ti能够明显提高三元材料的循环性能,对材料的倍率性能影响不明显,且掺杂Zr元素的整体电化学性能最好。     

电动汽车锂离子电池碳负极扩散应力与微观结构失效机理研究

扩散应力易引起电极体积变化、电极颗粒破裂和脱落,导致电极材料失效,从而引起锂离子电池容量的衰减。为探究不同材料厚度和放电倍率下的扩散应力规律以及扩散应力与微观结构破坏间的关联性,采用试验与仿真相结合的方法进行相关研究。首先,制备3种不同厚度(25、36、48 μm)的石墨负极,与三元正极组装成纽扣全电池;其次,以相同充电倍率(0.2C)、不同放电倍率(1C、2C、5C)在25℃下进行循环测试,为模型验证及微观测试提供样本;随后,根据电化学及扩散力学原理建立电化学-力耦合模型,并通过不同倍率放电工况对模型进行验证;进一步,利用控制变量法,基于所建模型研究不同材料厚度与放电倍率下扩散应力的规律;最后,基于电镜扫描和X射线衍射测试,对循环后的负极形貌及微观结构进行表征,结合模型仿真研究扩散应力与负极微观结构的破坏关联性。研究结果表明:随着放电倍率增大或材料厚度减小,扩散应力增大、负极损坏程度加深,可根据拉伸屈服强度将扩散应力与微观结构变化关系分为2个阶段;进一步,引入剥落指数定量描述微观结构失效,发现剥落指数与扩散应力之间存在幂函数关系。研究结果可为揭示扩散应力与容量损失之间的关联性提供思路。     

汽车环保英文缩略语解析(二)

燃料电池车(FCEV)1.燃料电池和超级电容器混合动力电动车(Fuel Cell and Super Capacity Electric Vehicle)超级电容器是介于传统电解电容器和蓄电池之间的一种新型储能装置,它主要包括双层电容器和电化学电容器。超级电容器是双电层电容器中容量最大的一种,利用高性能活性炭形成的多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大电荷容量,具有充放电速度快、循环寿命长、转换效率高、功率密度大、清洁环保等优点。     

直链烷基醚对磷酸铁锂电池性能的影响研究

为了提升磷酸铁锂电池的低温性能,本文在常规EC(碳酸乙烯酯)/DMC(碳酸二甲酯)/EMC(碳酸甲乙酯)(1:1:1)电解液配方(Base)的基础上,引入了20%(体积比)的新型醚类有机溶剂。研究了此类溶剂对磷酸铁锂电池性能的影响,发现2#醚类溶剂在电解液中具有很好的化学稳定性,并且2#醚类溶剂的加入能够大幅度提高电解液的电导率,EIS测试表明欧姆阻抗和电化学转移阻抗均有降低。加入2#醚的电池常温1 C放电容量达96.3 m Ah/g,-25℃低温放电容量达99.3 m Ah/g,放电容量保持率为71%;而Base电解液放电容量保持率为45.7%,表明该种醚类溶剂的加入使电池低温放电性能大幅提高。     

新能源汽车电池技术浅析(三)

正(接上期)2.三元锂电池三元聚合物锂电池是指正极材料使用锂镍钴锰三元正极材料的锂电池。三元复合正极材料前驱体产品,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,在容量与安全性方面比较均衡的材料,循环性能好于正常钴酸锂。前期由于技术原因其标称电压只有3.5~3.6V,在使用范围方面有所限制,但到目前,随着配方的不断改进和结构完善,电池的标称电压已达到3.7V,在容量上已经达到或超过钴酸锂电池水平。     

动力锂离子电池球磨混合正极材料测试

将微米级LiNi_(0. 8)Co_(0. 1)Mn_(0. 1)O_2和纳米级LiFePO_4进行球磨混合,以形成LFP包覆在NCM表面的混合材料,并进行材料的形貌、结构以及电化学性能的分析和测试。结果显示,混合材料具有协同效应。     

锂电池纳米Si-石墨负极材料表面改性试验研究

介绍了一种对电动汽车锂离子动力电池负极材料纳米Si和石墨表面进行改性试验的研究方法,并对改性后材料的结构特征和电化学性能进行详细分析。结果表明改性后的纳米硅-石墨负极材料具有了更稳定的充放电循环性能和电化学性能,通过对不同条件下进行试验的材料进行对比分析,可以得出将NanoSi和球磨石墨分别氧化改性混合而成的复合材料,极片经300℃热处理后,循环性能十分优异,充放电100个循环后放电容量仍达553.1 mA·h/g。这为纳米硅在锂离子电池负极材料上的实际应用提供了很好的研究思路,展现了纳米硅负极锂离子动力电池在电动汽车市场上的应用前景。     

钢-UHPC-NC组合梁负弯矩区受力性能试验研究

为解决钢-混组合梁负弯矩区混凝土面板的开裂问题,采用薄层超高性能混凝土(UHPC)替代部分普通混凝土(NC),制作钢-UHPC-NC组合梁,对组合梁负弯矩作用下的受力性能进行研究.设计制作了2根钢-UHPC-NC组合梁(21 cm厚的C50混凝土+4 cm厚的UHPC)和1根钢-NC组合梁试件(25 cm厚的C50混凝...     

超级电容器用生物质基活性炭材料的开发研究

采用农作物加工副产品稻壳作为碳源,通过炭化和活化工艺制备生物质基活性炭材,XRD和SEM测试结果显示采用该工艺制备的高性能活性炭纯度较高,具有多孔结构形貌;氮气吸脱附试验测得稻壳基活性炭(RHC)的BET面积高达2 828 m2/g,为中孔和微孔结构;电化学性能测试结果表明稻壳基活性炭具有稳定的电容性质、较高的比电容(173 F/g)和良好的循环寿命。一系列的测试证明所制备的稻壳基活性炭是一种优秀的超级电容器电极材料。     

石墨烯含量对镍钴锰酸锂电极性能影响的研究

研究了石墨烯含量对镍钴锰酸锂三元材料电极性能的影响。试验结果表明:石墨烯添加量为6%和8%时,2.0 C充、放电的比容量分别为133.0 m Ah/g和134.0 m Ah/g,以0.3 C循环100次后的比容量保持率分别为83.4%和85.3%。综合考虑,石墨烯添加量为6%的电极具有性能和成本优势。     

锂离子电池低温放电性能及电池间一致性(英文)

用实验方法研究了锂离子电池在低温下的放电性能以及电池间一致性。在不同温度下,测量了多节18650型号的锂离子电池的恒流放电与电化学阻抗谱(EIS)。当环境温度从25℃降至-20℃时,4节电池的平均容量降低了58.4%,而容量的标准方差增大了6倍。EIS结果表明:降低环境温度会明显增大电池的阻抗,特别是电荷转移阻抗(RCT),同时,电池间的阻抗差异也被放大。15节电池的统计结果表明:电池放电容量与其阻抗之间存在线性关系。因此,低温下电池容量方差的增大是由于电池阻抗方差的增大引起的,而其中,电荷转移阻抗(RCT)起了主要作用。     

基于FLAC~(3D)的隧道单层衬砌结构力学特征研究

为了研究单层衬砌结构力学特征,采用了FLAC~(3D)有限差分软件,利用软件内置的接触面单元(interface单元)对不同结构层的层间接触效应进行了模拟。以巴哈高速公路东天山隧道2~#斜井工程为工程背景,建立了不同衬砌结构型式下考虑层间接触效应的数值仿真模型,分析了现场Ⅳ级围岩条件下的单层衬砌结构力学特征及其围岩稳定性,并与原复合式衬砌支护设计方案进行了对比。研究结果表明:(1)FLAC~(3D)模拟计算中采用接触面单元(interface单元)施加于不同结构层之间,可模拟衬砌结构不同层间接触形式的相互作用,较好地反映层间接触面的力学特征及位移特性;(2)对于受力性能而言,单层衬砌结构以组合梁承载模式进行承载,衬砌结构内力呈现"小弯矩、大轴力"的分布特征,衬砌结构截面应力以压应力为主,可充分发挥混凝土材料的受压性能;(3)由于单层衬砌结构具有良好的层间接触性能,不同结构层可实现"协同受力、共同变形",使其承载模式优于复合式衬砌,能以较小的结构厚度满足隧道支护要求,因此单层衬砌具有较高的经济性;(4)单层衬砌隧道拱腰、拱脚及边墙底部YAI值较小,围岩稳定性较差,易发生失稳,现场施工时应对上述部位加以防范。     

LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2圆柱电池恒流放电过程温升特性

研究了2 A·h三元圆柱锂电池在环境温度275.15～303.15 K下1 C恒流放电温升特性,以及303 K下0.5～4.0 C时的恒流放电特性,通过Fluent仿真分析了空气对流下单体和模组的电池温升。结果表明:低温273 K以下时充放电性能较差,与常温结果相比,低温电池容量和初始工作电压分别下降45%和10%;同时考虑欧姆热和熵变热能很好地预测单体电池的温升;模组结构对电池模组的最大温升和内部温差有一定影响,而倍率对模组内电池的温升和电池间差异影响较大。     

高烈度地区不对称刚构-连续梁桥减隔震设计研究

为研究不对称刚构-连续梁桥的减隔震技术,以高烈度地区某(53+130+85) m预应力混凝土不对称刚构-连续梁桥为背景,拟定2种减隔震方案(方案一为非固结墩、台采用单向活动球型钢支座;方案二在方案一基础上,在连续梁侧墩、台处增设液体粘滞阻尼器),优化粘滞阻尼器参数,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,输入3条50年超越概率2.5%的地震波,对比分析2种方案下结构的减隔震效果。结果表明:液体粘滞阻尼器的速度指数α取0.2,阻尼系数C取1 800 kN·(m/s)~(-0.2),减隔震效果最佳;与方案一相比,在连续梁侧增设优化参数后的液体粘滞阻尼器(方案二)后,墩底纵向弯矩、墩梁相对位移和梁端位移等得到控制,2号固结墩墩底弯矩降低约50%,1号墩墩梁相对位移减小约54%;方案二可有效地提高桥梁结构抗震性能,减隔震效果明显,作为该桥减隔震方案。     

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥主桥转入桥塔施工

正2016年10月25日,随着最后一车混凝土的浇筑,芜湖长江公铁大桥主桥3号墩盖板完成全部施工(见图1)。主桥3号墩盖板平面尺寸为61m×31m(不含沉井壁厚),高7.5 m,高度方向分2次施工,分别为4 m和3.5 m;盖板结构钢筋共计约1 000t,C40混凝土13 285 m~3。本次盖板施工完成,标志着芜湖长江公铁大桥主桥施工将进入新的