有色设备

摘要:随着世界各国对于化石燃料的过度依赖，导致大气中的CO₂气体排放愈演愈烈。Li-CO₂电池作为一种清洁能源，可以捕获空气中的CO₂转化为电能和具有高能量密度等特点，被称为是下一代能源存储设备。然而，由于Li-CO₂电池在放电过程中产生一种宽带隙难溶物Li₂CO₃，导致电池在充电过程需要较高的充电电压进行分解，所以研究人员着重于开发可以有效分解放电产物的正极材料。本文归纳了锂-二氧化碳电池非均相正极材料的研究进展，对锂-二氧化碳电池的非均相正极催化剂的发展状况进行了介绍，对目前面临的挑战以及未来发展的趋势做出了归纳和总结，为开发高效可逆的锂-二氧化碳电池提供参考。

摘要:低碳、环保、高效是21世纪社会发展的主旋律。原材料廉价易得的锂硫(Li-S)电池因其超高能量密度(2500Wh·kg^-1)而受到能源转化与储备设备研究者的瞩目。然而，锂硫电池绝缘的活性物质与循环过程中不可避免的穿梭效应导致其反应动力学缓慢，进而造成包括循环倍率能力较差与库伦效率低下在内的诸多问题。研究人员现已发现了具有良好电导率且对多硫化物(LiPSs)具有吸附转化双重能力的过渡金属磷化物(TMPs)。本文将重点介绍运用在锂硫电池正极的不同过渡金属磷化物材料的设计合成方法与电化学性能提升研究相关进展，并对该类材料的未来发展进行展望。

摘要:随着锂离子电池的广泛应用，大量的废旧锂离子电池产量逐年增加，由于负极材料容量较低（≈175mAh·g^-1）以及需要较高的工作电势，硅负极材料仍然处于研究阶段，所以对大量的退役锂离子电池石墨负极进行高效回收直接再生具有重要的现实意义。为此，本文介绍近年来废旧锂离子电池石墨负极材料回收利用研究现状，分析废旧石墨负极常用回收利用方法优缺点，主要包括火法回收、湿法回收和材料再生等方案，并对废旧锂离子电池石墨负极材料的高效、绿色回收利用进行了展望。

摘要:一维纳米结构材料主要以硅纳米线以及硅纳米管为主，而硅纳米线作为一维硅纳米材料的典型代表，不仅具有半导体所有特殊性质，还展现出不同于普通硅材料的场发射、热导率及可见光致发光等物理性质，在众多热门方面如纳米电子器件、光电子器件，尤其是新能源领域-作为锂离子电池（LIBs）的负极材料目前引起世界的广泛关注，因为其一维几何形状适应了循环过程中硅的大体积变化，并能在所有操作阶段易于电子传递，因此具有巨大的潜在应用价值，成为当今世界科学研究领域的热点和前沿。然而纳米线的大规模可控制备依然是个难题。本文介绍了一维硅纳米线结构的制备、合成方法以及作为硅负极电化学性能的研究进展，并对储锂性能提升机制进行了探讨。

摘要:卤化物钙钛矿材料作为当下光伏材料和发光材料的研究热点，其具有突出的离子扩散率、高缺陷容忍性和宽电化学窗口，这使其在电化学领域备受关注。本文简单介绍了113型钙钛矿的主要合成方法及其作为阳极材料的电化学性能，通过综述相关储锂研究进展，对存在的问题和可行的解决方案进行了探讨。

摘要:可持续地制氢是实现未来氢经济的必要前提。近年来，过渡金属功能化杂原子掺杂碳纳米复合材料，因为其在电催化领域的优点，引起了研究者的广泛关注。其中，与其它杂原子掺杂或未掺杂的碳纳米复合材料相比，硼（B）、氮（N）杂原子共掺杂纳米复合材料在电解水制氢催化中表现出极大的优势。本综述重点介绍了近年来过渡金属功能化的B，N杂原子掺杂碳纳米复合材料的设计、制备、及其电解水制氢催化性能提高的策略。本文考虑了这些特殊结构的纳米材料作为潜在电催化剂的广泛应用。最后，对B，N掺杂碳纳米复合材料电催化剂的发展进行了展望。

摘要:直接碳固体氧化物燃料电池（DC-SOFC）作为一种全固态的能量转换装置，可直接将固体碳燃料中的化学能转化为电能，比起其他燃料电池具有更高的电效率和燃料利用率。然而，直接使用碳作为燃料还面临诸多挑战，如碳燃料低的电氧化活性和传质，以及阳极侧三相反应界面有限。其中，电池的阳极反应对电池的电化学性能起到关键性的作用。本文详细介绍了新型钙钛矿材料在直接碳固体氧化物燃料电池阳极上的应用，为未来DC-SOFC阳极材料的设计和研究提供了参考和方向。

摘要:全文综述了低温等离子技术的发展背景、基本原理以及其在锂离子动力电池材料及应用领域中的主要研究进展，并着重阐述了等离子体技术在锂离子动力电池中各部分的材料设计和改性等方面的主要研究成果，并对现存的技术问题及所遇到的挑战做出了总结，同时也对未来应用方向做出了预测。

摘要:咪唑及其衍生物作为一类重要的配体分子，可以通过不同的配位模式与众多主体金属离子作用，形成主体-客体配合物。同时，这些配合物在离子识别、荧光材料、药物设计、磁性材料、自组装、气体吸附和催化剂的研发等领域展现出广阔的应用前景。本文着重综述了咪唑基衍生物配体及其配合物的研究进展，对一些此类新型配合物的合成方法与应用做了详细介绍，并展望了未来发展的方向。

摘要:以LiH₂PO₄和金属锰粉为原料、PVA为碳源，通过机械液相活化法合成了分散均匀、反应活性较高的[Mn₃(PO₄)₂·_xH₂O+Li₃PO₄]前驱体，经过一步煅烧可生成原位碳包覆LiMnPO₄材料。LiMnPO₄材料倍率性能和循环性能不好。为此，通过锰位取代掺杂制备了Li(Mn_0.95Fe_0.05)_1-xM_xPO₄/C材料（M=Cr³⁺,V⁵⁺,Ti⁴⁺），其中Ti掺杂的Li(Mn_0.95Fe_0.05)_0.99Ti_0.01PO₄/C材料具有最优的电化学活性，0.05C下的放电比容量为134mAh·g^-1。优化条件下Li(Mn_0.95Fe_0.05)_0.96Ti_0.01Mg_0.03PO₄/C复合材料在0.1C和1C倍率下放电比容量分别为141和108mAh·g-1，2C倍率下循环放电比容量保持较好，循环40次后容量为74mAh·g^-1，显示了较好的倍率性能和循环稳定性。

摘要:氮化钛（TiN）因其具有资源丰富、无毒、低成本和高化学稳定性等特点，可作为一种新型、高容量的锂离子电池负极材料。而其较差的离子和电子传导率无法满足高能量密度锂离子电池的需求。因此，本论文通过设计制备出氮掺杂碳材料负载钴（5%）掺杂TiN纳米颗粒（Ti_0.95Co_0.05N/NC），通过调节二聚氰胺（DCDA）加入量调控碳材料的石墨化程度，优化孔结构及其电导率。其中Ti_0.95Co_0.05N/NC-1具有较高的比容量，在100mA·g^-1电流密度下循环120圈后，比容量仍然高于530mAh·g^-1。

摘要:近年来，锂离子电池(LIB)成为了便携式电子产品和电动汽车(EV)中不可或缺的一部分。LiNi_0.5Mn1.₅O₄（镍锰酸锂简称LNMO)作为正极材料，由于其能量密度可观（650W·h·kg^-1）、工作电压高（4.7V）、原材料成本低和安全性能好受到广泛关注。然而，LNMO正极目前存在高温下循环性能差和容量下降的问题。表面包覆技术被认为是一种前景极佳的解决方案。本文从包覆材料以及包覆方法上总结了目前LNMO正极包覆领域的研究进展。

摘要:在湿法炼锌的冶炼过程中，通过锌粉置换硫酸锌溶液中的铜和镉，采用真空蒸馏技术综合回收利用高镉渣是一项重要的工艺。本文采用改进的分子相互作用体积模型（M-MIVM）对Cd-Cu-Zn合金的活度进行了预测，并以此为基础，预测了Cd-Cu-Zn合金在真空蒸馏过程中的气液平衡。结果表明，在二元合金中的活度实验值与模型计算值比较中，M-MIVM的总平均标准偏差0.0037，相较于传统的局部组成模型有更好的精确度和稳定性。本文研究可为高纯镉的生产以及粗镉的综合回收利用提供较为准确的基础热力学数据；同时，也为预测真空蒸馏的气液相平衡计算提供理论基础。

摘要:提高非贵金属催化剂氧还原反应（ORR）性能对实现质子交换膜燃料电池的大规模应用至关重要，我们通过简单的一锅法合成了氮掺杂碳纳米管包覆铁掺杂磷化钴纳米颗粒催化剂（(Co_xFe_1-x)₂P@NCNTs）。研究发现掺入的Fe离子可促进电子转移，增强(Co_xFe_1-x)₂P与N掺杂碳纳米管之间的协同作用，间接调控氮掺杂碳材料中吡啶氮和缺陷位点的含量，从而提高Co₂P基催化剂在酸性电解质中的ORR催化性能。起始位点、半波电位和极限电流均远高于Co₂P@NCNTs，且具有更强的抗甲醇能力和稳定性。

摘要:锂硫电池（LSB）凭借其超高的能量密度（2600Wh·kg-1），被认为是下一代储能系统的潜在候选者之一。然而，目前LSB的实际应用受到了多硫化锂（LiPSs）穿梭效应、电解质连续分解和锂枝晶生长等问题的限制。这些挑战主要与正极结构框架、锂负极的反应性以及在电极-电解质界面发生的氧化还原反应有关。设计良好的正极结构、新型电解质的开发和负极保护已被陆续研究，以期改善LSB的电化学性能。在本文中，将系统地讨论克服LSB挑战的相关研究进展，如正极硫载体设计和制备、新型电解质的开发、隔膜的改性/功能层插层设计、锂负极的保护及LSB产业化方面的最新研究进展。最后，为LSB的实际应用提出总结和展望。

摘要:高镍系三元正极材料(Ni≥60%)因高能量密度、低毒性、低污染性和低廉的价格成为当前锂离子电池体系中最具发展潜力的电池材料之一。目前，商用的高镍系三元正极材料多为团聚型的多晶材料，团聚型的多晶材料在充放电过程中由于体积膨胀会出现微裂纹，导致电极材料与电解液反应加剧，进而引起结构坍塌,研究表明，微裂纹的产生是高镍三元正极材料(Ni≥60%)在使用过程中容量衰退的主要原因。而单晶高镍三元正极材料由于无内部晶界可彻底解决微裂纹产生的问题，备受国内外广大专家、学者的关注。此外，其较高的压实密度、良好的热稳定性、长循环寿命也让其具有进一步替代多晶材料的潜力。本文结合单晶高镍正极材料行业现状，对其采用不同的制备方法进行归纳，为企业的前沿布局提供了借鉴和参考。