锂的性质及用途
2019-01-31 11:06:17
一、锂的存在、发现和制取
锂在地壳中约含0.0065%,其丰度居第27位。在海水中大约2600亿吨锂,人和动物体内也有很少的锂存在。体重70公斤的正常人体中,锂的含量为2.2毫克。现在自然界已发现含锂矿石达150多种。锂在自然界中存在的首要方式为锂辉石(LiAlSi2O6),锂云母[Li2(F,OH)2Al(SiO3)3]等,我国江西有丰厚的锂云母矿。
锂是在1817年被闻名化学家贝齐里乌斯的学生阿尔费特逊在分析一种矿石的成分时发现的,贝齐里乌斯将其命名为锂。到1855的年本生和马奇森选用电解熔化氯化锂的办法才制得它,工业化制锂是在1893年由根莎提出的,锂从被认定是一种元素到工业化制取前后历时76年。现在电解LiCl制取锂,仍要耗费很多的电能,每炼一吨锂就耗电高达六、七万度。
二、锂的性质及用处
锂具有高的比热和电导率,它的密度是0.53克/厘米3,是自然界中最轻的金属。它是十分生动的碱金属元素,常温下它是仅有能与氮气反响的碱金属元素.自然界存在的锂由两种安稳的同位素63Li和73Li组成。锂只能存放在凡土林或白腊中。
锂在发现后一段适当长的时刻里,一向遭到萧瑟,仅仅在玻璃、陶瓷和润滑剂等部分,使用了为数不多的锂的化合物。
锂新近的首要工业用处是以硬脂酸理的方式用作润滑剂的增稠剂,锂基润滑脂兼有高抗水性,耐高温和杰出的低温功能。假如在轿车的一些零件上加一次锤润滑剂,就足以用到轿车作废停止。
在冶金工业上,使用锂能激烈地和O、N、Cl、S等物质反响的性质,充任脱氧剂和脱硫剂。在铜的冶炼过程中,参加十万分之一到万分之一的锂,能改进铜的内部结构,使之变得愈加细密,然后进步铜的导电性。锂在铸造优质铜铸件中能除掉有害的杂质和气体。在现代需求的优质特殊合金钢材中,锂是铲除杂质最理想的材料。
1kg锂焚烧后可开释42998kJ的热量,因此理是用来作为火箭燃料的最佳金属之一。1kg锂经过热核反响放出的能量适当于二万多吨优质煤的焚烧。若用锂或锂的化合物制成固体燃料来替代固体推进剂,用作火箭、、宇宙飞船的推动力,不只能量高、燃速大,并且有极高的比冲量,火箭的有效载荷直接取决于比冲量的巨细。
假如在玻璃制作中参加锂,锂玻璃的溶解性仅仅普通玻璃的1/100(每一普通玻璃杯热茶中大约有万分之一克玻璃),参加锂后使玻璃成为“永不溶解”,并能够抗酸腐蚀。
纯铝太软,当在铝中参加少数的Li、Mg、Be等金属熔成合金,既简便,又特别坚固,用这种合金来制作飞机,能使飞机减轻2/3的分量,一架锂飞机两个人就能够抬走。Li-Pb合金是一种杰出的减摩材料。
真正使锂成为引人注意图金属,仍是在它的优异的核功能被发现之后。因为它在原子能工业上的共同功能,人们称它为“高能金属”。
6Li捕捉低速中子才能很强,能够用来操控铀反响堆中核反响发作的速度,一起还能够在防辐射和延伸核的使用寿命方面及将来在核动力飞机和宇宙飞船中得到使用。6Li在原子核反响堆顶用中子照耀后能够得到氚,而氚可用来完成热核反响。
6Li在核装置中可用作冷却剂。
锂电池是本世纪三、四十年代才研制开发的优质动力,它以开路电压高,比能量高,作业温度规模宽,放电平衡,自放电子等长处,已被广泛使用于各种范畴,是很有出路的动力电池。用锂电池发电来开动轿车,行车费只需普通汽油发起机车的1/3。由锂制取氚,用来发起原子电池组,中间不需求充电,可接连作业20年。现在,要处理轿车的用油危机和排气污染,重要途径之一就是开展向锂电池这样的新式电池。
三、锂的化合物用处
锂化物新近的重要用处之一是用于陶瓷制品中,特别是用于搪瓷制品中,锂化合物的首要作用是作助熔剂。
LiF对紫外线有极高的透明度,用它制作的玻璃能够洞悉荫蔽在银河系最深处的奥妙。锂玻璃可用来制作电视机显像管。
二战期间,美国飞行员备有简便应急的源—丸。当飞机失事坠落在水面时,只需一碰到水,就当即溶解开释出很多的,使救生设备充气胀大.
当狼吃下含有锂化合物的肉食后,能引起消化不良,胃口大减,然后改动狼食肉的习性,这种习性还具有遗传性。
锂盐可治疗癫狂病,己在临床上得到使用。动脉硬化性心脏病的发病率,与该区域饮食中锂的含量成反比。北京积水潭医院使用锂制剂治疗急性痢疾,效果近90%。北京同仁医院选用锂制剂,治疗再生障碍性贫血也有必定的效果。
用化锂和来替代和氚装在里充任,到达爆破的意图。我国于1967年6月17日成功爆破的第一颗里就是使用化锂。
LiBH4和LiAlH4,在有机化学反响中被广泛用做复原剂,LiBH4能复原醛类、酮类和酯类等。LiAlH4,是制备药物、香料和精密有机化学药品等中重要的复原剂。LiAlH4,也可用作喷气燃料。LiAlH4是对杂乱分子的特殊键合的强复原剂,这种试剂已成为许多有机组成的重要试剂。
有机锂化合物与有机酸反响,得到能水解成酮的加成产品,这种反响被用于维生素A组成的一步。有机锂化物加成到醛和酮上,得到水解时能发生醇的加成产品。
由锂和反响制得的被用来引进基,也被用作脱卤试剂和催化剂。
人类对金属锂的使用现在已有了杰出的初步,但因为锂的生产工艺比较杂乱,本钱很高。假如人们一旦处理了这些问题,锂的优良功能将得到进一步的发挥,然后扩展它的使用规模。
锂,原子序数3,原子量6.941,是最轻的碱金属元素。元素名来历于希腊文,本意是“石头”。1817年由瑞典科学家阿弗韦聪在分析透锂长石矿时发现。自然界中首要的锂矿藏为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等。在人和动物机体、土壤和矿泉水、可可粉、烟叶、海藻中都能找到锂。天然锂有两种同位素:锂6和锂7。
金属锂为一种银白色的轻金属;熔点为180.54°C,沸点1342°C,密度0.534克/厘米³,硬度0.6。金属锂可溶于液。
锂与其它碱金属不同,在室温下与水反响比较慢,但能与氮气反响生成黑色的一氮化三锂晶体。锂的弱酸盐都难溶于水。在碱金属氯化物中,只需氯化锂易溶于有机溶剂。锂的挥发性盐的火焰呈深红色,可用此来判定锂。
锂很容易与氧、氮、硫等化合,在冶金工业中可用做脱氧剂。锂也能够做铅基合金和铍、镁、铝等轻质合金的成分。锂在原子能工业中有重要用处。
化学元素详解元素
称号:锂
元素符号:Li
原子
序数:3
相对原子质量:(12C=12.0000)6.941
英文称号Lithium
原子结构
原子半径/Å:2.05原子体积/cm3/mol:13.1共价半径/Å:1.23电子构型:1s22s1离子半径/Å:0.76氧化态:Ⅰ
电子模型
发现
1817年在瑞典的斯德哥尔摩,由J.A.Arfvedson发现。
来历
锂辉石、锂云母和盐湖等,可由电解氯化锂溶液而制得。
用处
用于电池、玻璃、陶瓷、润滑剂、传热介质、火箭驱动剂、vitaminA的组成等方面。
物理性质
状况:软的银白色金属,是最轻的金属。熔点(℃):180.7沸点(℃):1342密度(g/CC,300K):0.534
比热/J/gK:3.6蒸发热/KJ/mol:145.92熔化热/KJ/mol:3
导电率/106/cm:0.108导热系数/W/cmK:0.847
化学性质
地质数据(丰度):
停留时刻/年:2×106
太阳(相对于H=1×1012):10
海水中/p.p.m.:0.17
地壳/p.p.m.:20
生物数据(人体中含量)
器官中:
肝/p.p.m.:0.025
肌肉/p.p.m.:0.023
血/mgdm-3:0.004
日摄入量/mg:0.1-2
骨/p.p.m.:1.3
人(70Kg)均体内总量/mg:7
低合金板用途
2019-03-18 10:05:23
低合金高强度结构钢旧标准称低合金结构钢,又叫普通低合金结构钢。 1.牌号Q295钢,钢中只含有极少量的合金元素,强度不高,但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能。主要用于建筑结构,工业厂房,低压锅炉,低、中压化工容器,油罐,管道, 起重机,拖拉机,车辆及对强度要求不高的一般工程结构。 低合金板用途 2.牌号Q345、Q390钢,综合力学性能好,焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好,C、 D、E级钢具有良好的低温韧性。主要用于船舶,锅炉,压力容器,石油储罐,桥梁,电站设备,起重运输机械及其他较高载荷的焊接结构件。 3.牌号Q420钢,强度高,特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能。主要用于大型船舶,桥梁,电站设备,中、高压锅炉,高压容器,机车车辆,起重机械,矿山机 械及其他大型焊接结构件。 4.牌号Q460钢,强度最高,在正火,正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能,全部用铝补充脱氧,质量等级为C、D、E级,可保证钢的良好韧性的备用钢种。用于各 种大型工程结构及要求强度高,载荷大的轻型结构。 轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称,也称冷轧板,俗称冷板,有时会被误写成冷扎板。冷板是由普通碳素结构钢热轧钢带,经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制,不产生氧化铁皮,因此,冷板表面质量好,尺寸精度高,再加之退火处理,其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板,在许多领域里,特别是家电制造领域,已逐渐用它取代热轧薄钢板。 适用牌号:Q195、Q215、Q235、Q275;SPCC(日本牌号);ST12(德国牌号) 符号: 1、Q—普通碳素结构钢屈服点(极限)的代号,它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写;195、215、235、255、275—分别表示它们屈服点(极限)的数值,单位:兆帕MPa(N/mm2);由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中属最了,能较好地满足一般的使用要求,所以应用范围十分广泛。 2、S-钢(Steel)、P-板(Plate)、C-冷轧(cold)、第四位C-普通级(common)。 3、ST-钢(Steel)、12-普通级冷轧薄钢板、 标记:尺寸精度—尺寸—钢板品种标准 冷轧钢板:钢号—技术条件标准 标记示例:B-0.57501500-GB708-88;钢板、标准号Q/BQB402,牌号SPCC,热处理状态退火+平整(S),表央加工状态为麻面D,表面质量为FB级的切边(切边EC,不切边EM)钢板、厚度0.5mm,B级精度,宽度1000mm,A级精度,长度2000mm,A级精度,不平度精度为PF.A,则标记为:钢板ECQ/BQB 402-SPCC-SD-FB/(0.51000A2000A-PF.A); 冷轧钢板:Q225-GB912-89 主要产地有:宝钢、鞍钢、本钢、武钢、邯钢、包钢、唐钢、涟钢、济钢等 冷轧普通薄钢板 :由普通碳素结构钢或低合金结构钢冷轧制成。冷轧板表面质量较好。具有良好的冲压性能。对其要求要保证冷弯和杯试验合格,常用于汽车等行业和镀层板的原料。 冷轧优质薄钢板:主要包括各种优质钢冷轧薄板,最常用的是碳素结构钢板,尤其是深冲压用冷轧薄钢板,是由低碳优质钢08Al冷轧的薄板,钢板按表面质量分为三组;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,分别表示特别高级、高级、较高的精整表面,按拉延级别分为ZF、HF、F级(代表用于冲制拉延最复杂、很复杂、复杂的零件),根据钢板厚度允许偏差,又分为A、B两级精度、广泛用于汽车拖拉机工业。 冷轧钢板,表面光洁,加工优良,用于汽车、冰箱、洗衣机等家电,以及产业设备、各种建筑材料。随着经济发展,冷轧钢板已被称为现代社会的必须材料。 冷轧产品的分类: 热轧酸洗、轧硬卷、普通冷轧、镀锌(电镀锌、耐指纹、热镀锌)、镀铝锌、电镀锡、彩涂、电工钢(矽钢片)等。 冷轧板是一定规格尺寸的平板,市场需求量大。 卷起来的话就叫冷轧卷板,适用于自动进料的机器。
锅炉板的用途
2019-03-18 10:05:23
用于制造各种锅炉及重要附件,由于锅炉钢板处于中温(350°C以下)高压状态下工作,除承受较高压力外,还受到冲击,疲劳载荷及水和气腐蚀,要求保证一定强度,还要有良好的焊接及冷弯性能。 如:20g,16Mng等。
锅炉板的用途 钢板中的一个大类--锅炉板 主要用于制作锅炉使用。 热处理:热轧,正火,控轧,退火,回火+正火,调质。 中国国标的锅炉板执行标准为:GB713。 锅炉板牌号:20g,16Mng,SA285GrC,SB410,410B,KP42,12Cr1MoVg,15CrMog,15Mo3,16Mo3,P265GH,P355GH,19Mn6 14crmnmovbg 锅炉板应用范围: 牌号 δ6/MPA 应用范围 20G 250 《450 ℃ 中、低压锅炉 22G 270 《450 ℃ 中、低压锅炉 12MNG 300 《450 ℃ 中、低压锅炉 16MNG 350 -40-450℃ 中、低压锅炉 15MNMG 400 -40-500℃ 中压锅炉 14MNMOVG 500 -20-500℃ 高压锅炉 14mnmovbreg 500 《520 ℃ 高压锅炉 18mnmonbg 500 0-520℃ 高压锅炉 14crmnmovbg 650 400-560℃高压容器与锅炉
冷轧板的用途
2019-03-18 10:05:23
冷轧板带用途很广,如汽车制造、电气产品、机车车辆、航空、精密仪表、食品罐头等。
冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称,也称冷轧板,俗称冷板,有时会被误写成冷扎板。冷板是由普通碳素结构钢热轧钢带,经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制,不产生氧化铁皮,因此,冷板表面质量好,尺寸精度高,再加之退火处理,其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板,在许多领域里,特别是家电制造领域,已逐渐用它取代热轧薄钢板。
适用牌号:Q195、Q215、Q235、Q275;SPCC(日本牌号);ST12(德国牌号)
符号:冷轧板的用途
1、Q—普通碳素结构钢屈服点(极限)的代号,它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写;195、215、235、255、275—分别表示它们屈服点(极限)的数值,单位:兆帕MPa(N/mm2);由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中属最了,能较好地满足一般的使用要求,所以应用范围十分广泛。
2、S-钢(Steel)、P-板(Plate)、C-冷轧(cold)、第四位C-普通级(common)。
3、ST-钢(Steel)、12-普通级冷轧薄钢板、
标记:尺寸精度—尺寸—钢板品种标准
冷轧钢板:钢号—技术条件标准
标记示例:B-0.57501500-GB708-88;钢板、标准号Q/BQB402,牌号SPCC,热处理状态退火+平整(S),表央加工状态为麻面D,表面质量为FB级的切边(切边EC,不切边EM)钢板、厚度0.5mm,B级精度,宽度1000mm,A级精度,长度2000mm,A级精度,不平度精度为PF.A,则标记为:钢板ECQ/BQB 402-SPCC-SD-FB/(0.51000A2000A-PF.A);
冷轧钢板:Q225-GB912-89
主要产地有:宝钢、鞍钢、本钢、武钢、邯钢、包钢、唐钢、涟钢、济钢等
冷轧普通薄钢板 :由普通碳素结构钢或低合金结构钢冷轧制成。冷轧板表面质量较好。具有良好的冲压性能。对其要求要保证冷弯和杯试验合格,常用于汽车等行业和镀层板的原料。
冷轧优质薄钢板:主要包括各种优质钢冷轧薄板,最常用的是碳素结构钢板,尤其是深冲压用冷轧薄钢板,是由低碳优质钢08Al冷轧的薄板,钢板按表面质量分为三组;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,分别表示特别高级、高级、较高的精整表面,按拉延级别分为ZF、HF、F级(代表用于冲制拉延最复杂、很复杂、复杂的零件),根据钢板厚度允许偏差,又分为A、B两级精度、广泛用于汽车拖拉机工业。
冷轧钢板,表面光洁,加工优良,用于汽车、冰箱、洗衣机等家电,以及产业设备、各种建筑材料。随着经济发展,冷轧钢板已被称为现代社会的必须材料。 冷轧产品的分类: 热轧酸洗、轧硬卷、普通冷轧、镀锌(电镀锌、耐指纹、热镀锌)、镀铝锌、电镀锡、彩涂、电工钢(矽钢片)等。
1、热轧酸洗: 2、轧 硬 卷:在常温下,对热轧酸洗卷进行连续轧制。 产品特点:因为没有经过退火处理,其硬度很高(HRB大于90),机械加工性能极差,只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工(垂直于卷取方向)。
黄铜纳子
2017-06-06 17:50:01
黄铜纳子,又可称为锻压螺母。一般情况下,生产各种空调、制冷设备、机械设备用黄铜纳子。 黄铜纳子规格美标 1/4 3/8 1/2 5/8 3/4 (按铜管口径划分) UNF20-7/16 ,UNF18-5/8 ,UNF16-3/4,UNF14-7/8 ,UNF14-17/16(按螺纹尺寸划分) 黄铜纳子检测: 锻压螺母通过抗压测试 扭距测试 材质检测 和 螺纹通规检测 黄铜纳子,又称预埋螺母及镶嵌铜螺母或塑胶埋置螺母,根据使用用方法不同又分热熔黄铜纳子、热压黄铜纳子、嵌入式黄铜纳子及超声波黄铜纳子. 黄铜纳子广泛应用于手机外壳/笔计本外壳/注塑件/塑料件的嵌入件,作为一个内螺纹使用.一般外圆压花.以防止滑。 嵌入式黄铜纳子的外纹滚花有两种方式成形,一种是采用铜质的原材料拉花成形后在上设备进行生产,一般这种方式的拉花纹路为直纹,另一种是采用光圆的铜材料直接在生产的过程中边攻牙边压花,这样的加工方式可以生产一些非标尺寸的滚花黄铜纳子,嵌入黄铜纳子压花的形状可随用户选择,如网纹、八字压花、人字压花等各种滚花纹路。 黄铜纳子特点:1、纳子内螺纹结束后的倒角面配合螺接铜管之喇叭口。2、纳子退刀槽确保一定余隙安装,旋紧。3、纳子用于低温工况时,外壁应开有冰槽。4、纳子可保护接管螺纹。5、纳子结构合理,适用于各种空调器制冷系统中的管路连接。 更多关于黄铜纳子的资讯,请登录上海有色网查询。
铝锋窝板的用途
2018-12-28 09:57:14
铝蜂窝板的用途有以下几点:
(1)建筑幕墙外墙挂板
(2)室内装饰工程
(3)广告牌
(4)船上建筑
(5)航空制造业
(6)室内隔断及商品展示台
(7)商用运输车和货柜车车体
(8)公共汽车、火车、地铁及轨道交通车辆
(9)对环保要求很严的现代家具行业来说,用铝蜂窝板来做家具的加工材料,是新世纪一种很好的材料选择,其完全无毒的绿色品质,让家具商在加工家具时,少了不必要的环保程序;另外,铝蜂窝板面板可多样化如实木,铝板,石膏板,天然大理石材,均可做成蜂窝板,材料选择方便。
(10) 铝蜂窝板隔断:铝蜂窝板隔断的出现,打破了以往传统的隔断模式,以其高贵、清新、气派的风格,赢得了中、高档办公空间的市场份额。
锂的用途和应用领域
2018-06-06 16:58:50
锂的应用概况锂广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、润滑剂、制冷液、核工业以及光电等行业。随着电脑、数码相机、手机、移动电动工具等电子产品的不断发展,电池行业已经成为锂最大的消费领域。此外,碳酸锂是陶瓷产业减能耗、环保的有效途径之一,对锂的需求量也将会提高。与此同时,锂在玻璃中的各种新作用也在不断被发现,玻璃行业对锂的需求仍将保持增长。因而,玻璃和陶瓷行业成为了锂的第二大消费领域。 电池行业 因为锂的原子量很小,所以用锂作阳极的电池具有很高的能量密度。此外,锂电池还具有质量轻、体积小、寿命长、性能好、无污染等优点,因而倍受青睐。近年来,锂在电池领域的应用增长最快,已经从1997年的7%上升到2013年的35%,电池领域已经成为全球锂的最大消费领域。现在,锂电池已经被广泛应用到笔记本电脑、手机、数码相机、小型电子器材、航天、机电以及军事通讯等领域。随着电动汽车技术的不断成熟,锂电池也将被广泛应用到汽车行业。 玻璃行业锂精矿或锂化物在制造玻璃时有较大的助熔作用,添加到玻璃配料中能够降低玻璃熔化时的温度和熔体的粘度,简化生产流程,降低能耗,延长炉龄,增加产量,改善操作条件,减少污染。此外,在玻璃中添加锂化合物还能降低玻璃热膨胀的系数,改善玻璃的密度和光洁度,提高制品的强度、延性、耐蚀性及耐热急变性能。现在含锂的玻璃被广泛用到化学、电子学、光学和现代科学技术部门,甚至也用在日常生活用品中。 陶瓷行业陶瓷中加入少量锂辉石可降低烧结温度,缩短烧结时间,改善陶瓷的流动性和粘着力,提高陶瓷的强度和折射率,增强陶瓷的耐热、耐酸、耐碱、耐磨以及耐热急变性能。现在,利用锂辉石制成的锂辉石质低热膨胀陶瓷及低热膨胀釉料被广泛应用到微波炉内的托盘、电磁灶面板、汽轮机叶片、火花塞、低热膨胀系数泡沫陶瓷以及轻质陶瓷等中。润滑脂行业锂基润滑脂与钾、钠、钙基类的润滑脂相比,具有抗氧、耐压、润滑性能好的优点,特别是锂基润滑脂的工作度宽,抗水性能好,在-60℃~300℃下几乎不改变润滑脂的粘性,即使水量很少时,也仍能保持良好的稳定性,因而被应用到飞机、坦克、火车、汽车、治金、石油化工、无线电探测等设备上。 冶金行业锂作为轻合金、超轻合金、耐磨合金以及其它有色合金的组成部分,能大大改善合金性能。例如,锂镁合金是高强度轻质合金,不仅具有良好的导热、导电、延展性,还具有耐腐蚀、耐磨损、抗冲击性能好、抗高速粒子穿透力等特点,被誉为“明天的宇航合金”,被广泛应用到航空航天、国防军工等领域。随着当今世界对结构材料轻量化、减重节能、环保以及可持续发展要求的日益提高,镁锂合金也将被应用到需要轻量化结构材料的交通、电子、医疗产品等领域。将锂加入到铍、锌、铜、银、镉和硼等中形成的合金不仅更坚韧或更强硬,拉伸强度和弹性也会提高。这些合金中锂的含量则从千分之几到百分之几不等。锂也是有效的脱气剂。因为锂的化学活性强,将锂加入熔融的金属或合金中,锂就会与金属或合金中诸如氢、氧、硫、氮等气体发生反应生成密度小而熔点低的化合物,不仅能除去这些气体,使金属变得更致密,还能消除金属中的气泡以及其它缺陷,从而改善金属的晶粒结构,提高金属的机械性能。 其他应用金属锂具有热容大、液相温度范围宽、热导率高、粘度低和密度小等性质,在核聚变或核裂变反应堆中用作冷却剂。化锂是一种高效水蒸气吸收剂和空气湿度调节剂,被广泛用于空调、除湿、制冷和空气净化系统。锂及其化合物具有燃烧度高、速度快、火焰宽、发热量大等特点,常当作高能燃料用于火箭、飞机或潜艇上。锂还能制造“锂盐肥料”,防治西红柿腐烂和小麦锈穗病。铝电解槽中添加锂盐能够提高融盐流动性,降低电解度,节约电能效果显著。正丁基锂还用作合成乙烯、丁二烯醇的引发剂,广泛应用于耐高温和低温的橡胶密封材料和橡胶轮胎,其中橡胶轮胎加入丁基锂可使其寿命提高四倍以上。
石墨烯在锂硫电池中的应用
2019-01-03 09:36:39
随着便携式电子设备和电动汽车等产业的快速发展,人们对高能量密度电池的需求日益迫切,然而在传统锂离子电池中,正极材料因“插层式”的储锂机制导致其容量普遍较低,无法满足快速增长的市场需求。因此,新型高能量密度二次电池的探索和研发成为了储能领域的研究热点,锂硫电池就是其中之一。
一、锂硫电池简介
锂硫电池的工作原理基于硫和Li+可以发生可逆的氧化还原反应,两者之间的电化学反应式如下:基于该反应的硫正极的理论比容量高达1675mAh/g,是传统锂离子电池正极材料的10倍,同时硫储量丰富、成本低,因此锂硫电池受到了广泛关注,然而硫及多硫化物本身性质的缺陷,使得锂硫电池仍存在很多问题。
首先,硫是绝缘体,导电性差,给电荷传递过程带来困难;其次,多硫化锂可以溶解在电解质中,易迁移到金属锂一侧被还原成不溶性Li2S沉积在金属锂电极表面发生“shuttleeffet”现象;再次,可溶性多硫化锂被完全还原成不溶性硫化物时,会阻碍电子和离子的有效传输;最后,单质硫转化为不溶性硫化物后,由于两种物质密度的差异,会造成体积效应,降低电极稳定性。因此,锂硫电池存在实际容量低、循环性能差和信率性能不佳等缺点。
二、石墨烯在锂硫电池中的应用
针对上述问题,为了获得高性能的锂硫电池,研究者对硫正极进行了多种手段的复合与改性研究,设计并制备了一系列具有新颖结构和优异性能的复合硫正极材料。其中,碳材料因其导电性高、结构丰富、比表面积大等优势而得到了广泛应用,而石墨烯这一新型碳材料在提升锂硫电池性能方面有优异表现。
石墨烯是优异的电子导体,同时具有机械强度高、比表面积大等优点,同时化学改性的石墨烯及石墨烯衍生物具有一系列能为负载提供诸多活性位点的表面官能团,因此石墨烯在复合硫正极材料中得到了广泛的应用。
一方面,石墨烯被用作硫正极的导电载体,弥补硫导电性差的缺陷;另一方面,通过合理的结构设计与表面改性,石墨烯还能够抑制多硫化物的溶解。此外,在最近的研究中,科学家还发现通过石墨烯功能涂层的设计,能够减缓多硫化物在正负极之间的穿梭,抑制“shuttleeffet”现象。
1、石墨烯/硫复合正极材料研究进展
石墨烯极高的电导率可以弥补硫颗粒导电性差的问题,因此石墨烯材料多被设计成负载硫单质的导电基体或者导电网络,比如石墨烯泡沫结构可实现石墨烯与硫在纳米尺度的均匀复合,能够为硫提供快速与高效的电子传输通道,同时纳米孔还能够有效束缚多硫化物。
常规条件下获得的三维石墨烯尽管结构丰富,但极为蓬松,表观密度很低,导致硫负载后复合电极材料体积能量密度严重不足,为此,中科院沈阳金属所成会明院士利用CVD方法在泡沫镍上获得三维多孔石墨烯泡沫。图1 (a)柔性石墨烯/硫复合材料的制备流程;(b、c、d、e)石墨烯/硫复合电极材料照片及柔性展示
该方法不仅能够负载高比例的硫,而且硫的含量能够在3.3~10.1mg/cm2范围内进行调控,特别是负载量为10.1mg/cm2的电极,能够获得极高的比面积容量(13.4mAh/cm2)。
另外,考虑到石墨烯独特的二维片状纳米结构,采用以石墨烯纳米片作为包裹材料,构筑具有“核壳”结构的复合电极材料也是固定多硫化物,缓解其溶解的重要方式。先在碳纳米纤维表面均匀负载上硫,再使用石墨烯包覆在硫表面是一种很有效的方法。图2 具有同轴结构石墨烯/S/碳纳米纤维复合电极制备图
2、石墨烯功能涂层在锂硫电池中的应用
为提高锂硫电池的循环稳定性,除了对硫正极材料的组成与结构进行调控以抑制多硫化物的溶解,通过极片结构的设计来减弱“shuttleeffect”也是一条重要途径。例如,在硫正极和隔膜间添加一层缓冲层能够极大的提高锂硫电池的寿命。图3 石墨烯隔膜涂层有效阻挡多硫化物迁移示意图
石墨烯/硫/石墨烯-隔膜的创新极片结构设计,一方面将集流体由传统的Al箔改为石墨烯;另一方面对隔膜进行改性,改变了原有隔膜与硫正极直接接触的方式,在隔膜表面涂布一层石墨烯材料。
采用传统的极片结构,在循环过程中多硫化物溶解在电解液后,会穿过隔膜进入金属Li一侧,而在这一新颖结构中,存在于隔膜与正极材料之间的石墨烯层能够有效阻止多硫化物的迁移。另外,由于石墨烯材料优异的力学性能,石墨烯改性隔膜能够有效缓解硫正极在充放电过程中的体积变化,保持极片结构的完整性。
综述:
电化学储能在当今人们的生产生活中占有重要地位,无论是可再生能源的大量存储还是便携式设备的高密度存储,对电化学储能器件和材料的成本、储能密度、稳定性等指标都提出了较高的要求。
锂硫电池由于其理论比容量、比能量高,原料价廉易得,在未来电化学储能领域中将极具竞争力,如果通过石墨烯的应用能够改善锂硫电池实际容量低、循环性能差和信率性能不佳等缺点,在不远的将来,锂硫电池的表现可能会给我们带来更多惊喜。
氢化铝锂的制造和用途
2019-03-11 13:46:31
一、钾,又叫四锂、四氢铝锂是一种白色或灰白色结晶粉末,分子式:H4AlLi分子量37.9543不溶于烃类,溶于、四氢、二甲基溶纤剂,微溶于,不溶或极微溶于烃类和二恶烷。熔点为140℃相对密度(水=1)0.92安稳性安稳 常温下在干空气中能安稳存在。易受潮气效果。遇水和醇发作剧烈反响。
二、锂的制备办法有Schlesinger 法、高压组成法、钠制取等。由于Schlesinger 法较简洁,至今仍是制取锂的首要办法。
1、Schlesinger 法:
1947年Schlesinger、Bond和Finholt初次制得锂,其办法是令与无水三在中进行反响:4LiH + AlCl3 ?Et2O→ LiAlH4 + 3LiCl这个反响一般称为 Schlesinger 反响,反响产率以三核算为86%。反响开端时要参加少数锂作为引发剂,不然反响要阅历一段诱导期才干发作,而且一旦开端后会以强烈的速度进行,容易发作事端。Schlesinger 法有许多缺陷,如需要用引发剂、要求过量和高度粉细、需要用稀缺的质料金属锂、反响中3/4的转化为价廉的氯化锂等。
2、高压组成法:用碱金属或氢化物,铝,高压氢在烃或醚溶剂中反响。
LiH + Al + 2H2 → LiAlH4
3、由钠制取。工业组成上一般选用高温高压组成钠,然后与氯化锂进行复分解反响。这一制备办法能够完成锂的高产率:
Na + Al + 2H2 → NaAlH4
NaAlH4 + LiCl ?Et2O→ LiAlH4 + NaCl
其间LiCl由锂的醚溶液过滤掉,随后使锂分出,取得包括1%(w/w)左右LiCl的产品。上述的钠若换成钾也可反响,可与氯化锂或是或四氢中的反响。
锂是白色固体,但工业品由于含有杂质,一般为灰色粉末。锂能够通过从中从头结晶来提纯,若进行大规模的提纯能够运用索式提取器。一般来说,不纯的灰色粉末用于组成,由于杂质是无害的,能够很容易地与有机产品别离。纯锂粉末是在空气中自燃,但大块晶体不易自燃。一些锂工业品中会包括矿物油,以避免材料与空气中的水反响,但更一般的作法是放入防水塑料袋中密封。
三、锂的用处:
1、在医药、香料、农药、染料及其他精密有机组成中用作还原剂。
2、用作醛、酮、酯等还原剂,反响堆的控制棒、电池材料。
3、丁二烯、异二烯等二烯烃聚合用催化剂,改善合金机械性能的添加剂,炼钢和制作铜合金的脱氧剂。
锂储量有限,钠离子电池能否大放异彩?
2019-03-07 09:03:45
导读
美国地舆查询估量,全球锂资源约为 3950 万公吨,而具有商业挖掘价值的锂储备量则仅为 1351.9 万公吨。在现在的工业情况下,这样的锂资源可用上超越300 年不成问题,但若是需求爆炸性生长,在一年 80万吨的情况下,不到 17 年就会竭尽。
动力问题
动力是支撑整个人类文明前进的物质基础。跟着社会经济的高速开展,人类社会对动力的依存度不断进步。现在,传统化石动力如煤、石油、天然气等为人类社会供应首要的动力。化石动力的消费不只使其日趋干涸,且对环境影响显着。因而,改动现有不合理的动力结构已成为人类社会可持续开展面对的首要问题现在,大力开展的风能、太阳能、潮汐能、地热能等均归于可再生清洁动力,因为其随机性、间歇性等特色,假如将其所发生的电能直接输入电网,会对电网发生很大的冲击。在这种局势下,开展高效快捷的储能技能以满意人类的动力需求成为国际规模内研讨热门。
锂离子电池
现在,储能办法首要分为机械储能、电化学储能、电磁储能和相变储能这四类。与其他储能办法比较,电化学储能技能具有效率高、出资少、运用安全、运用灵敏等特色,最契合当今动力的开展方向。电化学储能历史悠久,其间锂离子电池是开展较为老练的储能电池。
锂离子电池具有能量密度大、循环寿数长、作业电压高、无回忆效应、自放电小、作业温度规模宽等长处。但其依然存在许多问题,如电池安全、循环寿数和本钱问题等。并且跟着锂离子电池逐步运用于电动汽车,锂的需求量将大大添加,而锂的储量有限,且散布不均,这关于开展要求报价低廉、安全性高的智能电网和可再生动力大规模储能的长寿数储能电池来说,可能是一个瓶颈问题。因而,亟需开展下一代归纳效能优异的储能电池新系统。
钠离子电池
比较锂资源而言,钠储量非常丰厚,约占地壳储量的2.64%,且散布广泛、提炼简略。一起,钠和锂在元素周期表的同一主族,具有相似的物理化学性质,其根本的性质比照见表 1。
表1 与金属锂根本性质比照钠离子电池具有与锂离子电池相似的作业原理,运用钠离子在正负极之间嵌脱进程完成充放电。
充电时,Na+从正极脱出通过电解质嵌入负极,一起电子的补偿电荷经外电路供应到负极,确保正负极电荷平衡。放电时则相反,Na+从负极脱嵌,通过电解质嵌入正极。
在正常的充放电情况下,钠离子在正负极间的嵌入脱出不损坏电极材料的根本化学结构。从充放电可逆性看,钠离子电池反应是一种抱负的可逆反应。因而,开展针关于大规模储能运用的钠离子电池技能具有重要的战略意义。
钠离子电池优势
与锂离子电池比较,钠离子电池具有的优势:
1.钠盐原材料储量丰厚,报价低廉,选用铁锰镍基正极材料比较较锂离子电池三元正极材料,质料本钱下降一半;
2.因为钠盐特性,答应运用低浓度电解液(相同浓度电解液,钠盐电导率高于锂电解液20%左右)下降本钱;
3.钠离子不与铝构成合金,负极可选用铝箔作为集流体,能够进一步下降本钱8%左右,下降分量10%左右;
4.因为钠离子电池无过放电特性,答应钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于100Wh/kg,可与磷酸铁锂电池相媲美,可是其本钱优势显着,有望在大规模储能中替代传统铅酸电池。
钠离子电池存在的问题及解决办法
1.钠离子电池是一种有别于锂离子电池的电池系统,将锂离子电池电极材料直接运用到钠离子电池的研讨上是一种捷径。但寻觅新的具有高能量密度和功率密度的正极材料,一起寻觅在循环进程中体积改动小的负极材料,进步电池的循环稳定性,才是进步钠离子电池功能的重要途径,也是使钠离子电池提前运用到大规模储能的要害;
2.现在关于钠离子电池电极材料的组成办法比较单一,传统的固相法和凝胶溶胶法是首要的制备办法,且对电极材料的改性研讨较少。寻觅更简略高效的组成办法,一起对功能较好的材料进行改性研讨也是进步钠离子电池功能的一条途径;
3.安全问题是限制锂离子电池开展的重要因素,而钠离子电池相同面对安全问题。因而,大力开发新的电解液系统,研讨更为安全的凝胶态及全固态电解质是缓解钠离子电池安全问题的重要方向。
此外,钠离子的液态回忆这项难题现在也被霸占。(液态回忆:将液体形状改动,通过一段时间,本身会康复到之前的状况。)
跟着钠离子电池研讨的深化,将会开发出新的材料,电池的容量和电压将会进一步得到提高。钠离子较低的本钱,使得钠离子电池有望运用在智能电网或可再生动力的大规模储能中。