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亲锂的三维二硫化锡@碳纤维布用于稳定的锂金属负极

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物理化学学报 2021年第1期37卷 144-152页

作者：王骞吴恺王航超刘文周恒辉北京大学化学与分子工程学院北京100871 北京化工大学理学院和能源学院北京100092 北京市动力锂离子电池工程研究中心北京102202

金属锂由于其高的比容量,低的电极电势和轻质等特点被认为是下一代高能量密度锂金属二次电池负极材料的最佳选择。然而,充放电循环中不均匀的锂沉积会导致严重的体积变化和大量的锂枝晶形成,从而影响了电池的库伦效率甚至会带来严重的... 详细信息

金属锂由于其高的比容量,低的电极电势和轻质等特点被认为是下一代高能量密度锂金属二次电池负极材料的最佳选择。然而,充放电循环中不均匀的锂沉积会导致严重的体积变化和大量的锂枝晶形成,从而影响了电池的库伦效率甚至会带来严重的安全隐患。为此,本文设计了一种亲锂的三维二硫化锡@碳纤维布复合基底材料,并作为集流体将其应用于金属锂电池上。一者,高比表面积的三维碳纤维骨架可以适应充放电过程中的体积变化并且有效地降低局部电流密度,从而确保锂的均匀沉积。二者,表面修饰的SnS2层在锂沉积过程中可以形成Li-Sn合金界面层,诱导锂的沉积并降低过电势。最终,实验结果表明:使用所制备的复合集流体与金属锂搭配组成的半电池可以在5 mA·cm^(-2)的高电流密度下以>98%的库伦效率稳定循环100周以上。此外,在承载10 mAh·cm^(-2)的金属锂后,复合的锂负极无论是在对称电池还是与磷酸铁锂组装成的实际电池中,均可以在高的电流密度下实现稳定的循环。我们相信这一复合的集流体构建策略对于设计安全稳定的锂金属电池或器件具有重要意义。

关键词：复合锂负极集流体锂枝晶碳纤维布锂合金

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锂离子电池电极材料研究进展

化学进展 1998年第1期10卷 85-94页

作者：周恒辉慈云祥刘昌炎北京大学化学与分子工程学院中国科学院化学研究所

本文综述了锂离子电池中正、负电极材料的制备、结构与电化学性能之间的关系。正极材料包括嵌锂的层状ＬｉｘＭＯ２和尖晶石型ＬｉｘＭ２Ｏ４结构的过渡金属氧化物（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｖ），负极材料包括石墨、含氢碳、硬碳和金属... 详细信息

本文综述了锂离子电池中正、负电极材料的制备、结构与电化学性能之间的关系。正极材料包括嵌锂的层状ＬｉｘＭＯ２和尖晶石型ＬｉｘＭ２Ｏ４结构的过渡金属氧化物（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｖ），负极材料包括石墨、含氢碳、硬碳和金属氧化物。侧重于阐述控制锂离子电池循环过程中可逆嵌锂容量和稳定性的嵌锂电极材料的结构性质。给出１１８篇参考文献。

关键词：锂离子电池嵌锂材料电极材料锂电池

LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的低温性能及动力学分析

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中国科学：化学 2014年第7期44卷 1167-1174页

作者：李光胤黄震雷张占军周恒辉北京大学化学与分子工程学院北京100871 中国科学院大学化学与化学工程学院北京100049

通过高温烧结制备了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,并用XRD、SEM和恒流充放电对材料的结构、形貌和低温电性能进行了表征,通过线性极化、GITT和EIS等手段研究分析了低温下LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能变差的原因.结果表明,-20℃时,... 详细信息

通过高温烧结制备了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,并用XRD、SEM和恒流充放电对材料的结构、形貌和低温电性能进行了表征,通过线性极化、GITT和EIS等手段研究分析了低温下LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能变差的原因.结果表明,-20℃时,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的0.1、0.2、1和5 C倍率放电比容量依次为25℃时同倍率下放电比容量的83.2%、68.4%、57.2%和34.1%,放电中值电压比25℃时依次降低了0.049、0.125、0.364和0.531 V.低温充放电过程表现出明显的极化现象,其中最显著的极化来自锂离子穿过活性物质/电解液界面过程以及电荷转移过程,而非锂离子在电极材料内部的扩散过程.

关键词：锂离子电池低温性能恒电流间歇滴定法

基于Modbus通信协议的臭氧发生器监控系统

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上海电机学院学报 2018年第3期21卷 18-23,31页

作者：周恒辉焦斌上海电机学院电气学院上海201306

为了准确掌握整个臭氧电源系统的运行状况并对系统进行有效保护,以臭氧发生器开关电源的控制芯片TMS320F28335为核心,对系统的重要参数电网输入电压、输入电流等进行实时测量。经A/D采样处理后,通信串口实现底层数据的收发。在Modbus通... 详细信息

为了准确掌握整个臭氧电源系统的运行状况并对系统进行有效保护,以臭氧发生器开关电源的控制芯片TMS320F28335为核心,对系统的重要参数电网输入电压、输入电流等进行实时测量。经A/D采样处理后,通信串口实现底层数据的收发。在Modbus通信协议下,采用RS-485总线传输数据。通过与上位机监视与控制通用系统(Monitor and Control Generated System,MCGS)组态软件的连接,在触摸屏上对系统运行过程进行实时监控,可实现更大规模的臭氧发生器系统。实践表明,该系统精度高、实时性好,具有一定的推广价值。

关键词：臭氧电源 Modbus通信协议监视与控制通用系统

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层状嵌锂多元过渡金属氧化物的研究

化学进展 2005年第3期17卷 406-411页

作者：黄友元周恒辉陈继涛苏光耀高德淑北京大学化学与分子工程学院北京100871 湘潭大学化学学院湘潭411105

综述了近几年来锂离子电池正极材料层状多元过渡金属氧化物的研究进展,重点讨论了具有协同作用的Ni、Co、Mn三元复合型层状正极材料LiCoxMnyNi1-x -yO2 (0 详细信息

综述了近几年来锂离子电池正极材料层状多元过渡金属氧化物的研究进展,重点讨论了具有协同作用的Ni、Co、Mn三元复合型层状正极材料LiCoxMnyNi1-x -yO2 (0

关键词：层状结构协同作用多元过渡金属氧化物正极材料锂离子电池

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高能量密度磷酸铁锂正极设计

储能科学与技术 2023年第7期12卷 2045-2058页

作者：李淼于永利吴剑扬雷敏周恒辉北京泰丰先行新能源科技有限公司北京102200 北京大学北京100871

磷酸铁锂(LiFePO_(4))是锂离子动力和储能电池中应用最广泛的正极材料,为了满足市场对锂离子电池更高能量密度的要求,必须开发具有更高能量密度的LiFePO_(4)材料。根据能量密度的定义,本文从LiFePO_(4)的电压平台、粉体压实密度和质量... 详细信息

磷酸铁锂(LiFePO_(4))是锂离子动力和储能电池中应用最广泛的正极材料,为了满足市场对锂离子电池更高能量密度的要求,必须开发具有更高能量密度的LiFePO_(4)材料。根据能量密度的定义,本文从LiFePO_(4)的电压平台、粉体压实密度和质量比容量三个方面展开论述,通过电化学和材料学方面的机理分析,指出提高粉体压实密度和质量比容量是具有潜力的改进方向。结合研发经验、市场调研和国内外的研究成果,在提高材料粉体压实密度方面,本文总结了原料种类选择、烧结制度改善、大小颗粒级配这三类最有效的方法,具体介绍了制备LiFePO_(4)的磷酸铁路线,烧结制度伴随的杂质问题,以及大小颗粒级配的流程差异;在提高质量比容量方面,从LiFePO_(4)的本征特性出发,介绍了纳米化、碳包覆、元素掺杂、缺陷控制以及晶体择优取向五种策略,指出纳米化、碳包覆、元素掺杂是目前最有效的提高质量比容量的改性方法。上述方法都已经应用于市场上的LiFePO_(4)产品之中,其提高能量密度的有效性得到了国内多家电池厂的认证。目前LiFePO_(4)正极材料的能量密度还未被完全开发,仍需要继续开展材料改性的研究和生产工艺的优化。

关键词：磷酸铁锂高能量密度粉体压实密度容量改性方法

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纸上反相层析研究β-二酮-酸性有机磷体系对稀土的协萃效应

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中国稀土学报 1989年第4期7卷 11-15页

作者：王应玮童珏周恒辉刘静周志勇湘潭大学化学系

用反相纸层析技术研究了β-二酮(PMBP、HTTA与HBA)与有机磷酸(P538、P204、P507)组成的体系对稀土的协萃效应。提出两种萃取剂都是以酸性配体形式起作用,协萃效应与两种萃取剂的pKa大小及萃取剂的空间位阻有关。当两种萃取剂的pKa相差... 详细信息

用反相纸层析技术研究了β-二酮(PMBP、HTTA与HBA)与有机磷酸(P538、P204、P507)组成的体系对稀土的协萃效应。提出两种萃取剂都是以酸性配体形式起作用,协萃效应与两种萃取剂的pKa大小及萃取剂的空间位阻有关。当两种萃取剂的pKa相差较大时,β-二酮的酸式电离被抑制,大大减弱了配位能力,协萃效应很弱。当两种萃取剂的pKa相近,同时空间位阻较小时,协萃效应最为显著。

关键词： β-二酮稀土有机磷萃取剂协萃

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锂离子电池高镍正极材料前体的制备工艺

化工进展 2024年第9期43卷 5079-5085页

作者：吴剑扬王汝娜陈耀申兰耀于永利蒋宁邱景义周恒辉北京大学化学与分子工程学院北京100871 北京泰丰先行新能源科技有限公司北京102200 防化研究院北京102205

高镍三元正极材料因其高的充放电比容量(270mA·h/g),被认为是进一步提升锂离子电池能量密度的一种关键材料。高镍三元正极材料的前体通常采用共沉淀法制备,其性质对最终烧结得到的三元正极材料的性能有显著影响。在共沉淀反应制备前体... 详细信息

高镍三元正极材料因其高的充放电比容量(270mA·h/g),被认为是进一步提升锂离子电池能量密度的一种关键材料。高镍三元正极材料的前体通常采用共沉淀法制备,其性质对最终烧结得到的三元正极材料的性能有显著影响。在共沉淀反应制备前体的过程中,氨含量、pH、反应温度、固含量、搅拌速率、杂质等诸多因素共同影响着产物的物理化学性质,增加了合成特定指标三元正极材料的难度。本文探究了具有不同粒径分布,镍含量(镍在镍钴锰三元素中的摩尔分数)分别为88%、90%、92%、94%的高镍三元前体的制备工艺与基本性质。进一步地,选择镍摩尔分数为94%的前体材料,从氨含量、pH及搅拌速率三个方面探究了合成参数对前体产物的影响,发现在相对较低的氨含量、pH以及搅拌速率条件下,更容易制备得到粒径分布均匀、形貌完好的前体,并且得到的三元材料具有更高的放电容量以及首圈库仑效率。

关键词：电化学制备高镍材料正极锂离子电池工艺

多卤代变色酸双偶氮胂酸类试剂与稀土元素显色反应的研究及偶氮胂—DBC光度法测定微量(钅巿)组稀土元素

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湘潭大学自然科学学报 1985年第2期 130-137页

作者：刘萱念左学文周恒辉

本文研究了在不同酸度的硫酸介质条件下,三溴偶氮胂、偶氮胂—DBC、偶氮胂—DBS与稀土的显色反应。在酸性介质条件下,显色剂与稀土形成稳定的络合物。在波长625nm处附近具有最大吸收,摩尔吸光系数为1.18—1.29×105,络合物稳定24小时,... 详细信息

本文研究了在不同酸度的硫酸介质条件下,三溴偶氮胂、偶氮胂—DBC、偶氮胂—DBS与稀土的显色反应。在酸性介质条件下,显色剂与稀土形成稳定的络合物。在波长625nm处附近具有最大吸收,摩尔吸光系数为1.18—1.29×105,络合物稳定24小时,轻稀土组浓度在0—40μg/25ml范围內服从比尔定律门嫉稀狣BC作显色剂,在加入EDTA—Zn2+—酒石酸钾钠联合隐蔽时,可在重稀土存在下不经分离直接测定轻组稀土。此法用于测定钢铁、矿石中微量轻组稀土准确、快速。

关键词：显色反应点滴试验络合物配位化合物变色酸光度法测定卤代显色剂染色助剂稀土元素 ⅢB族元素重稀土钇族元素稀土族偶氮胂偶氮化合物 DBC 酸类试剂