【摘 要】
：
锂硫电池(LSB)具有很高的理论比容量和能量密度,并且成本低廉、对环境友好,在未来很可能是代替锂离子电池的选择之一,有着良好的前景和发展空间.然而其正极的硫单质几乎不导电,需要引入导电性好的基体材料来改善正极的导电性.金属硫化物因其亲硫性、较低的锂化电位以及比金属氧化物更好的导电性被大量的用作硫的基体材料.本文分别从单金属硫化物、二元及三元金属硫化物以及金属硫化物与其他金属化合物形成的异质结构的角度进行分类,综述了近两年金属硫化物在锂硫电池正极材料中的应用进展.
【机 构】
：
太原科技大学 材料科学与工程学院,太原 030024
论文部分内容阅读
锂硫电池(LSB)具有很高的理论比容量和能量密度,并且成本低廉、对环境友好,在未来很可能是代替锂离子电池的选择之一,有着良好的前景和发展空间.然而其正极的硫单质几乎不导电,需要引入导电性好的基体材料来改善正极的导电性.金属硫化物因其亲硫性、较低的锂化电位以及比金属氧化物更好的导电性被大量的用作硫的基体材料.本文分别从单金属硫化物、二元及三元金属硫化物以及金属硫化物与其他金属化合物形成的异质结构的角度进行分类,综述了近两年金属硫化物在锂硫电池正极材料中的应用进展.
其他文献
深海多金属结核富含镍、钴、铜等新能源技术发展所需的金属,将其从数千米深海底开采出来需要依靠独特和高效可靠的开采技术和装备.本文全面总结了国内外深海多金属结核开采技术及装备的研究历程和发展现状.首先梳理了20世纪西方财团进行的深海多金属结核采矿海试系统,并分析了水力管道提升式采矿系统原型的技术和经济可行性;接着全面回顾了中、韩、印等深海先驱投资者对深海多金属结核采集及水下输送等关键技术的攻关;然后分析了深海多金属结核开采技术所面临的商业化和高环保要求的形势以及近期在这方面的发展动态及研究进展;并且系统地总结
海洋内波对中间仓海上收放作业的安全带来了极大挑战.基于有限元方法建立了内波和海流联合作用下中间仓单体收放过程的有限元分析模型,并采用Newmark法对模型进行了数值求解,分析了中间仓收放过程中的冲击响应以及管柱形态、张力、等效应力、上部转角和月池处偏移等因素.结果表明:在各项因素中,顶部张力受内波影响小,等效应力、上部转角和月池处偏移受内波影响大;收放作业过程中硬管等效应力最大位置发生于悬挂点附近;上部转角和月池处偏移是影响作业安全的限制因素,内波上层流方向与海流同向工况是实施收放作业的危险工况,中间仓入
深海大洋蕴藏丰富的关键金属矿产,国际上近年来围绕深海矿产资源勘探开发研究活动十分活跃,商业开发进程在加快.选冶加工是开发利用深海矿产资源的重要环节,需要低碳、清洁、经济、高效的选冶技术.回顾了世界上主要国家对深海矿产资源选冶研究历程及现状,总结了中国大洋矿产资源研究开发协会成立30年来,我国在多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物、海底稀土等深海资源的选冶与综合利用技术发展,对常压硫酸浸出、高温高压硫酸浸出、还原焙烧?氨浸、自催化还原氨浸、熔炼?浸出等代表性工艺进行了分析,总结了各工艺所取得的技术突破、主要特
大洋多金属结核是一种复杂难选的多金属氧化矿,本文以其为原料,开展了低温氢还原?酸浸新工艺研究.首先考察了氢还原温度、时间及氢气流量等因素对有价金属氧化物还原的影响,得出了优化的还原工艺条件:还原温度600℃、时间90 min、氢气流量50 mL/min.在此基础上,针对优化条件下的还原物料进行浸出研究,考察了浸出温度、时间、液固比、终点pH值、双氧水和氧气用量对有价金属浸出的影响.结果表明:在浸出液固比6:1、温度80℃、氧气流量250 mL/min、浸出时间6 h、控制终点pH 1.5～2.0的条件下,
能源和环境安全是人类21世纪面临的最大难题之一,由于可再生能源大多受地域限制,且具有间歇性,寻找合适的储能系统显得至关重要.二次电池作为最主要的储能系统,电极材料在改善电池性能方面起着至关重要的作用.尽管二次电池的选择多种多样,电极材料的种类数不胜数,但二次电池系统在发展过程中面对的问题总是相似的,如易坍塌的电极材料结构、不稳定的界面等.本文综述了二次电池的发展历史,从电池热力学和动力学基础角度构建结构?性能关系,总结了电极材料的设计原则和目前常用的优化策略,最后针对调控手段的优势以及相应存在的技术障碍进
燃料电池(SOFC)是一种能够将化学能直接转化为电能的清洁能源转换装置,根据电解质材料传导离子的不同,可将电解质分为氧离子导体型和质子导体型两种,因而SOFC可分为氧离子导体SOFC(O-SOFC)和质子导体SOFC(H-SOFC).传统的高温O-SOFC已经发展多年,制备技术成熟,在高温下性能优越,但是随着电池工作条件往中低温发展,质子传导型固体氧化物燃料电池(H-SOFC)具有更低的工作温度、更小的活化能值和更高的电池效率,因而得到了研究者的广泛关注和发展.本文主要介绍了质子传导型固体氧化物燃料电池的
深海多金属硫化物矿产资源富含铜、锌、钴、金、银等战略性金属,是人类未来开发利用的潜在资源之一.本文以多金属硫化物样品为研究对象,在工艺矿物学研究基础上,有针对性地开展了选冶联合工艺试验研究,分离提取了有用元素;确定了适合处理深海高硫细粒级铜锌多金属硫化物的“预浸?选矿富集?熔炼提取”选冶联合工艺,初步实现了样品中有价金属的回收,其中铜和锌的选冶综合回收率分别达到96.65％和90.31％,并结合深海多金属硫化物的特点,开发出了一种高效清洁的选冶药剂BK915,解决了高硫细粒级铜锌多金属硫化物分选难题,为深
过渡金属草酸盐基于其高比容量、优异的倍率性能、简单的制备工艺和丰富的资源等优势,在高能量锂离子电池储能领域拥有巨大的应用潜力.然而由于其较低的电子电导率和Li+迁移速率,在循环过程中会形成大量电化学反应活性较低的金属纳米粒子和聚合物,引起更高的不可逆容量,并且不稳定的层状结构会造成颗粒的破裂,导致电池的循环寿命较差.此外,过渡金属草酸盐特殊的热力学特性,导致获得100％失结晶水材料更加困难.本文综述了过渡金属草酸盐材料的晶体结构特征,基于对储锂过程中材料转换过程的理解和界面特性等机理研究并结合材料面临的主
可充镁电池因其高体积比容量、高安全性及原料镁储量丰富等优势,有望成为“双碳”目标下规模化储能技术的优选电化学器件.然而目前可充镁电池还未能实现商业化,这与其存在的一些关键科学问题尚未明晰以及技术瓶颈还未被突破等因素有关.因此,本文从可充镁电池的安全性和能量密度出发,在梳理了可充镁电池发展历史的基础上,总结了可充镁电池器件中电解液、正极和负极材料的研究进展.文中主要介绍了格氏基、磺酸基和硼基电解液对改善镁可逆沉积/溶解和提高电压窗口的重要作用,并对Chevrel相Mo6S8、硫化物和氧化物作为正极材料的储镁
深海矿物分布在几百米到几千米深的高静水压力环境中,矿物周围的高静水压力可能会显著影响其切割特性.为了研究高静水压下海底多金属硫化物(SMS)的破碎特性及其力学性能对破碎过程的影响,建立了高围压条件下截齿切割SMS的模型.采用了一种力链围压模拟静水围压的作用,围压能适应试样切削过程中的不规则边界并在切割过程中进行更新.在此基础上,分析了试样切削过程中裂纹演化过程、应力分布特征和载荷变化规律.结果表明:围压对切削过程有显著影响,随着围压的增加,刀具载荷线性增加,载荷波动减小,裂纹扩展受到抑制.同时,在高围压条