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矿冶
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孙凤芹

季刊

1005-7854

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010-63299753

100160

北京南四环西路188号总部基地十八区23号楼904

矿冶/Journal Mining and MetallurgyCSTPCD
查看更多>>本刊是国家科学技术部和中国新闻出版署批办的全国性科技期刊，国内外公开发行。主要报道采矿、选矿、冶金、材料、工程设计、设备、自动化、节能、环保、工艺矿物学、分析检测与管理科学等诸方面有较高学术水平和应用价值的科技论文及成果，介绍研究开发的新工艺、新技术、新材料、新设备的科技信息。《矿冶》为EI、CA等国内外主要检索机构检索；已被收录为中国科技核心期刊，并为中国学术期刊（光盘版）全文收录。
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收录年代

    储能与动力电池用橄榄石型正极材料的开发及产业化进展

    刘亚飞
    637-653页
    查看更多>>摘要：橄榄石型LiMePO4具有成本低、循环寿命长、安全性好、环境友好等优点,成为应用最广泛的锂离子电池正极材料之一.然而,该类材料存在电子电导率低、Li+扩散差、压实密度低等固有缺陷,阻碍了在储能、电动车、航空等高性能电池的拓展应用.全面总结了 LiMePO4正极材料的晶体结构、电子结构、产业化工艺路线、存在问题、改性策略等研究和开发进展,详细分析了掺杂改性、纳米化等提高材料电化学性能的内在机理,梳理了表面包覆、新型结构设计等对材料的保护机制,这几种手段组合使用,可有效提高LiMePO4的电子电导率、离子扩散速率、压实密度,实现更高的倍率性能、更长的循环寿命和更高的能量密度电池设计.最后,对橄榄石型正极材料未来在能量密度提升、成本持续降低、面向固态电池商业化应用等方向的发展前景进行了展望.

    锂离子电池橄榄石型正极材料产业化工艺路线掺杂改性表面包覆新型结构设计

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    乙二胺作为电解锰新型pH调节剂

    衷水平常青瑶陈俊南张瑞莹...
    654-661,669页
    查看更多>>摘要：锰电解过程在(NH4)2SO4-MnSO4体系进行时,需维持电解液pH值稳定在7.0～7.2.但阳极析氧反应使得长期电解条件下电解液pH值不断下降.生产上均使用氨水调节电解液pH值.但氨水易挥发,导致整个生产车间氨气味道刺鼻,影响身体健康.此外,持续加入氨水造成电解液中的氨不断累积膨胀,最终产生大量氨氮废水和氨氮锰渣.鉴于乙二胺与氨水的化学性质相似性,且具备更强的碱性及更低的挥发性,探索以乙二胺取代氨水作为pH值调节剂,以减少氨源的使用量、改善作业环境,探究乙二胺新体系电解锰的可行性.

    电解锰pH值调节剂乙二胺电流效率直流电耗

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    电化学连续净化法脱除硫酸锌溶液中的氯

    李启坤杨长江李灿常军...
    662-669页
    查看更多>>摘要：提出了一种从锌电积液中连续分离氯离子的电化学方法,并探究了分离氯离子的最佳工艺.结果表明:控制锌电积液在自制装置中的水力停留时间为5.6 min、电场场强为100 V·m-1的条件下,可获得最好的分离效果及较低的能耗;分离比达到12.39,分离净化过程中的净化功耗仅为0.003 519 kW·h·m-3.氯离子迁移效率达到36.40 mg·J-1;分离净化所得氯离子净化液中氯离子质量浓度低于100 mg·L-1,符合工业生产对锌电积液中氯离子含量的要求.该工艺净化深度高、稳定性良好,可满足湿法炼锌工艺中连续生产的需求,为湿法炼锌的净化除氯提供了一种新工艺.

    湿法炼锌锌电积液氯离子电化学方法除氯连续净化

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    基于Fe掺杂SrCoO3敏感电极的阻抗型NO2传感器

    史英伟刘永光王岭孟维薇...
    670-676,693页
    查看更多>>摘要：NO2作为有害污染物,会引发光化学烟雾、酸雨和土地富营养化等.为了减少NO2的排放,各个国家和地区制定了相关的法律和法规.开发高性能的NO2传感器对于监测和控制NO2处理过程至关重要.利用Fe掺杂SrCoO3为敏感电极(SE),钇稳定氧化锆(YSZ)为电解质,制备阻抗谱型NO2传感器.结果表明,在550 ℃下,Fe掺杂SrCoxFe1-xO3-SE传感器对不同浓度的NO2气体具有良好的响应能力;掺入Fe元素,传感器的灵敏度显著提高;在高浓度NO2气氛下,相角(Θ)响应值增加明显,在低浓度NO2气氛下,响应值未明显降低.综合考虑响应值和响应速率等因素,SrCo0.85Fe0.15O3-SE传感器敏感性能最佳,最佳工作温度为550 ℃,最大响应值高达27.1°,是未掺杂Fe之前的1.96倍.此外,在受到CH4、CO2、H2、NH3和NO等气体的干扰下,SrCo0.85Fe0.15Oa-SE传感器仍然能够保持良好的选择性.研究可对固体电解质型NO2传感器研究提供参考.

    阻抗谱型NO2传感器SrCoO3Fe掺杂

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    电积锌用Pb-Ag/MnO2涂层阳极制备及电化学性能

    李传斌江洪林田林袁学韬...
    677-683页
    查看更多>>摘要：铅银合金(Pb-Ag)是锌电积及其它冶金工艺中应用最广泛的阳极材料.随着节能环保要求的逐渐提高,由于存在过电位低和稳定性差等缺点,Pb-Ag阳极难以适用于绿色工业体系的发展.如何提升其析氧催化活性、降低能耗并提高其耐腐蚀性能,成为亟待解决的工业难题.采用恒电流电沉积法在Pb-Ag阳极上制备了纳米二氧化锰薄膜涂层,测试了阳极的组织和电化学性能.研究表明:MnO2涂层表面疏松裂纹结构不仅提高了催化活性,还促进了传质过程的进行,使得Pb-Ag/MnO2阳极的析氧反应活性和稳定性均优于Pb-Ag阳极.其中,Pb-Ag/MnO2阳极的析氧过电位为555 mV,塔菲尔斜率为208.5 mV/dec,优于Pb-Ag阳极的析氧过电位和塔菲尔斜率.同时,Pb-Ag/MnO2阳极在长周期的电解锌实验中表现出良好的析氧反应活性和耐腐蚀性能,其槽电压比Pb-Ag阳极槽电压小0.1 V左右,能耗低于Pb-Ag阳极.

    锌电积Pb-Ag阳极MnO2涂层析氧活性电化学性能耐腐蚀性能

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    辉锑矿基Sb2S3/石墨复合材料制备及其电化学性能

    朱凡孟必成刘思名田小旭...
    684-693页
    查看更多>>摘要：以天然辉锑矿和天然石墨为原料,采用辅助球磨法制备具有不同比例的辉锑矿基Sb2S3/石墨复合材料.通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫面电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段分别表征复合材料的结构、组成和形貌.以不同比例的辉锑矿基Sb2S3/石墨复合材料作为锂离子电池负极材料制备纽扣电池,测试该复合材料的电化学性能.结果表明:随着天然石墨的质量分数的增加,辉锑矿基Sb2S3/石墨复合材料的循环稳定性得到提升,在长循环中保持了高可逆性.其中,Sb2S3/石墨(质量比为1∶1)复合材料在1 A·g-1电流密度下经过110次循环后仍可保持351 mA·h·g-1的放电比容量,容量保持率达到52％.

    天然辉锑矿天然石墨锂离子电池高比容量负极电化学性能

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    电沉积法制备高纯镍粉

    迟晓鹏黄绍怡陈江濠翁威...
    694-704页
    查看更多>>摘要：采用电沉积法制备高纯度镍粉,用Zeta电位仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、扫描电子显微镜和X射线衍射分析等手段分别表征产物镍粉的粒度、化学成分、微观形貌和微观晶体结构.系统探究了工艺参数电流密度、镍离子质量浓度、电解液pH值、NH4C1质量浓度、电解温度和取粉时间等因素对电积镍粉粒度、电流效率以及镍粉微观形貌的影响.结果表明,工艺参数电流密度、镍离子质量浓度、电解液pH值、NH4Cl质量浓度、电解温度和取粉时间均对电积镍粉的粒度分布和形貌等有显著影响;电极板间距为30 mm时的最佳工艺参数条件为:电流密度为3 000 A/m2、电积液Ni2+质量浓度为5 g/L、pH值为5、温度40 ℃、添加剂NH4C1质量浓度为10g/L、取粉时间间隔为120 s,在此试验条件下所得镍粉粒度分布均匀,颗粒微观形貌为树枝状,镍粉纯度可达到99.87％;模拟工业生产电解液成分人工配制的含杂质离子Fe3+、Cu2+的硫酸镍溶液为电解液进行电积试验,可得到镍粉纯度为99.84％、粒度分布均匀、微观形貌呈树枝状的高纯镍粉.研究结果可为工业电积镍制备高纯镍粉提供参考.

    高纯镍粉电积树枝状镍粒度分布电流效率

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    锂离子电池复合铜箔集流体及其制备方法

    敦雪洋谢佳俊王明涌
    705-713页
    查看更多>>摘要：集流体作为锂离子电池汇集电流和支撑活性物质的重要结构,在高性能锂离子电池开发中占据着举足轻重的地位.相比于传统铜箔,复合铜箔是一种新型的轻质负极集流体,其独特的"Cu-聚合物-Cu"三明治结构可以显著降低集流体重量,增加电池的质量能量密度.同时,绝缘且柔韧的聚合物中间层可以阻断电子的横向传输,缓解充电过程负极嵌锂引起的膨胀应力,从而提高电池的安全性能和循环性能.介绍了复合铜箔中间层类型,评述了复合铜箔作为负极集流体的优势,总结了磁控溅射、真空蒸镀、化学镀、水电镀等典型复合铜箔制备方法,展望了复合集流体的应用前景,提出了未来需要重点关注和有待加强的研究方向和内容.

    锂离子电池复合铜箔集流体质量能量密度镀铜

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    铍资源回收与高值化工艺进展

    刘晶晶李少龙吕泽鹏罗文...
    714-728页
    查看更多>>摘要：铍是一种具有优异性能的轻金属,在核能、惯性导航系统和红外光学系统等领域发挥重要作用.由于我国铍资源匮乏,回收铍生产、应用过程中大量产生且未被充分利用的铍二次资源就显得尤为重要.同时,随着我国电子、航空航天等行业的迅猛发展与高端器件的不断迭代,对金属铍的纯度也提出了更高的要求.为实现铍资源高值化利用,推动高纯铍制备工艺的自主研发,围绕工业生产及应用过程中含铍资源的回收工艺以及高纯铍的精炼进行系统性综述,并针对各工艺优势和不足进行分析和展望.

    含铍废料铍回收高纯铍精炼电解

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    化学气相沉积法在锂离子电池硅/碳负极中的应用

    成业郭纵郑朝振刘朋远...
    729-737页
    查看更多>>摘要：在众多锂离子电池负极材料中,硅由于其超高的理论容量(4 200 mA·h·g-1),被认为是下一代高能量密度电池最有前途的负极材料.然而,硅基材料在循环中较大的体积效应,限制了其电化学性能的发挥,并极大地阻碍了其实际应用.研究表明,硅/碳复合负极材料能够有效缓解硅的体积膨胀,提升导电性,从而提高硅基负极的稳定性和电池的循环寿命.然而,实现高稳定性的批量生产仍然是一个巨大的挑战.由于化学气相沉积法(CVD)可以实现高质量沉积,且工艺简单,因此在制备硅/碳负极材料中得到广泛应用.从沉积硅、沉积碳和沉积硅/碳三个方面展开综述了化学气相沉积法在锂离子电池硅/碳负极中的应用,重点介绍了其设计策略和电池性能.最后,给出了硅基负极的发展趋势和应用前景.

    硅/碳负极化学气相沉积法锂离子电池硅基负极电化学性能硅负极材料

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