在我国，钒90%左右用于钢铁工业，钒在钢中的使用首要是经过增加钒来提 高强度和耐性。在结构钢中参加0.1%的钒，可进步强度10%—20%，减轻结构分量15%—25%，降低成本8%—10%。因为钒钢具有强度大，耐性、耐磨性及耐蚀性好的特色而广泛使用于输油(气)管道、建筑、桥梁、钢轨和压力容器等工程建设中。2000年我国钒钢使用量现已到达120万t/a，含钒钢使用量年均增加10%。 钒和钛组成重要的金属合金Ti—6Al—4V，用于飞机发动机、宇航船舱骨架、、军舰的水翼和引入器、蒸汽涡轮机叶片、火箭发动机壳等。此外，钒合金 还使用于磁性材料、硬质合金、超导材料(如V，Ca)及核反应堆材料等范畴。国内出产钒铝中间合金的厂商有宝鸡有色金属加工厂和锦州铁合金厂，国内的钒铝合金产值不能彻底满意国内需求，每年需要从国外进口一部分，钒铝中间合金的商场发展潜力相当大。 在化工中首要使用的钒制品有深加工产品V2O5，(98%—99.99%)，NH4VO3()、NaVO3及KVO3等。它们别离使用于催化剂、陶瓷着色剂、显影剂、干燥剂及出产高纯氧化钒或钒铁的质料。V2O5作催化剂具有特殊的活性，其它元素难以替代。国内的粉状V2O5现首要由石煤提取。因为国内相关厂商规模小、产值低、且难出产高级产品。因而这部分高级产品现首要靠进口处理。 钒的盐类的色彩五颜六色，有绿、红、黑、黄等。如二价钒盐常呈紫色;三价钒盐呈绿色，四价钒盐呈浅蓝色，四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色，而五氧化二钒则是赤色的。这些色彩缤纷的钒的化合物，被制成艳丽的颜料，如加到玻璃中，可制成彩色玻璃，也能够用于制作各种墨水。 此外，二氧化钒薄膜和超细粉体因为其本身共同的相变特性，可广泛使用于电学和光学开关设备、太阳能操控材料、光盘介质材料、涂层、热敏电阻等范畴;北京烁光特晶科技有限公司研制出长距离光纤通讯用的钒酸钇晶体材料，具有双折射率大、透过率高、透光性好，是功能极佳的双折射晶体。

金溪石墨矿是一个储量达2600万t的大型鳞片石墨矿床，矿石石墨含量高，固定碳均匀档次为10.18%。该矿最大的特色是矿石中有档次较高的钒。钒以氧化钒的方式赋存于钒白云母中，钒白云母呈片状或扇状集合体与鳞片石墨共生，单晶片径0.2～5mm，集合体可达1cm以上，大多沿片理平行散布。石墨矿石中钒白云母的含量占5%～10%，V2O5的含量为0.4～0.7%。该类型的伴生钒资源是我国发现的一种新的共同的钒资源类型。 华东理工大学的研讨标明：选用一段磨矿4次浮选工艺选别金溪石墨矿，可得到固定碳含量为73.72%的石墨精矿；选用酸法和碱法对浮选石墨精矿进行化学提纯，能够取得固定碳含量≥99.9%的高纯石墨产品；石墨矿中伴生的钒绝大部分都进入尾矿中，若随尾矿被抛弃，将构成钒资源的巨大糟蹋。因为金溪石墨矿中的钒是一种新的共同的钒资源类型，钒首要以类质同象的方式赋存在钒的钒白云母中，而钒白云母的结构十分安稳，因而金溪石墨矿中钒的提取技能尚有待研讨。有关专家从维护资源的视点动身，提出要开发金溪石墨矿，有必要处理以下几个问题：1、石墨矿石中钒的赋存状况；2、含钒白云母与石墨的别离；3、钒白云母中钒的提取。 钒作为具有重要战略意义的稀有金属，在航空工业、原子能工业、宇航工业、国防顶级工业等范畴中被越来越广泛地使用，是一种不行短少的重要资源。因而，对金溪石墨尾矿进行提钒技能研讨，对促进该石墨矿的开发，进步我国钒资源的保证程度具有现实意义。 一、实验计划 金溪石墨矿石现在发现的仅有的含钒石墨矿类型，该类型含钒资源的提钒技能在国内均属空白。而从石煤中提取钒是我国取得钒资源的一个重要途径，我国石煤提钒技能十分老练，为含钒石墨尾矿的提钒打下了较好的技能根底。金溪石墨矿中钒的赋存状况等虽与石煤有必定的不同，但也有其相似之处。本实验在学习石煤提钒技能成果的根底上，对金溪石墨尾矿进行提钒技能探究研讨。 依据金溪石墨矿石中钒的特色，结合石煤提钒工艺技能，拟定了从金溪石墨尾矿中提钒的实验计划，其准则工艺流程如下图所示。图  金溪石墨尾矿提钒准则工艺流程 二、实验质料、试剂及仪器设备 实验质料：华东理工大学对金溪石墨矿石进行浮选实验取得的尾矿。石墨尾矿的粒度为－0.074mm，化学组成见表1。 表1  金溪石墨矿石浮选尾矿化学组成  %成分V2O5Fe2O3TiO2SiO2Al2O3CaOMgOK2ONa2O烧失含量0.5562.231.6079.339.890.234.402.560.131.30 试剂：浓硫酸，分析纯；火油，工业级；磷酸三丁酯（TBP），工业级；磷酸二异辛酯（P－204），工业级；碳酸钠，分析纯；过氧化氢，分析纯；氯化钠，分析纯；，分析纯；，分析纯。 实验设备及仪器：马弗炉，SXZ－10－12型；恒温水浴锅HH－2型；电动拌和器，JJ－1型；冰箱，家用型。 实验中钒的测验依照国标GB731511－1987，选用氧化－硫酸亚铁铵复原滴定法。 三、实验成果 （一）加酸焙烧－水浸 金溪石墨尾矿中含钒的矿藏为钒绿云母，v首要以类质同象方式替代硅酸盐矿藏晶格中的Al。含钒的铝硅酸盐矿藏结构十分安稳，难以被水、酸和碱溶解，归于难浸难溶物质。要浸出含钒铝硅酸盐矿藏中的钒，有必要先损坏铝硅酸盐矿藏的晶体结构，使赋存在铝硅酸盐中钒的价态发生变化，即便三价或四价钒转变为五价钒。有实验标明，焙烧可使云母类矿藏中的V3＋削减，V4＋和V5＋增多。 实验发现，选用直接氧化焙烧和氯化钠焙烧工艺，钒的浸出率均很低。因而，改用加酸焙烧工艺进行了探究实验。成果标明，在500℃下加硫酸焙烧2h后进行水浸，钒的浸出率显着比直接氧化焙烧和氯化钠焙烧时高得多。 依据探究实验成果，进行了加酸焙烧－水浸条件实验。实验办法为：称取100g石墨尾矿样品于坩埚中，参加10mL浓H2SO4和适量的水，混合均匀，置于马弗炉中，在必定的温度和时刻下焙烧，然后取出天然冷却。将冷却后的焙烧产品置于烧杯中，参加500mL水，于90℃恒温水浴中拌和浸出必定时刻，使钒以离子方式转入溶液中，然后将渣滤出。 通过实验，断定石墨尾矿加酸焙烧－水浸的最优条件为：硫酸参加量10%，焙烧温度550℃，焙烧时刻3h，浸取时刻2h。在此条件下，钒的浸出率到达95.4%～95.6%，得到的滤渣量超越80g。 （二）除钾除铝 焙烧产品的浸出进程中，石墨尾矿中的Al2O3、Fe2O3、K2O等组分也会随钒一同溶出，以K＋、Al3＋、Fe3＋离子的方式进入浸出液中，因而在提钒前有必要对浸出液进行净化处理。实验选用冷凝结晶和加络合的办法使钾和铝以钾明矾[K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O]和铵明矾[（NH4）2SO4·Al2（SO4）3·24H2O]的方式结晶出来（钒不参加结晶），到达除钾除铝的意图。 实验办法：先将浸出液浓缩到所需浓度，放入5℃左右的冰箱中冷凝24h，使钾和部分铝结晶成钾明矾晶体，然后将钾明矾晶体从浸出液中别离出来。别离出钾明矾晶体之后的浸出液中还有部分Al3＋存在，通过参加必定量的，一起参加适量的浓硫酸以弥补硫酸根离子，使剩下Al3＋被根离子和硫酸根离子络组成铵明矾结晶而得以别离。 依据实验，加络合的最佳条件为浸出液、、浓硫酸的体积比＝50∶7∶3.1（溶液pH值在1左右）。 依照上述办法，处理100g石墨尾矿可取得钾明矾9.2g、铵明矾23.2g。 （三）萃取和反萃取 通过焙烧－浸出的办法将含钒白云母中的钒转变为水溶性或酸溶性的含钒离子团（如 等）后，用有机萃取剂（85%火油＋5%TBP＋10%P－204）将浸取液中的钒离子转移至有机相中，然后使钒与其它金属离子别离（其它金属离子大都不能进入有机相）。含钒有机溶液再用反萃取剂（0.5mol/L的Na2CO3溶液）进行反萃取，使钒从有机相转入再水相中。 实验办法：使水相（浸出液）与有机相（萃取剂）的体积比＝4：1，调整混合液的pH值在2～3之间，于分液漏斗中振动、静置，使钒从水相转入有机相中，然后测萃余液（水相）中剩余钒的含量。对萃取液（有机相）依照水相（反萃取剂）与有机相的体积比＝1：4的条件进行反萃，使钒转入水相中，然后测水相中钒的含量。 实验成果标明，萃取－反萃取的最佳pH值为2.6。在此条件下，浸出液通过3次萃取，钒的总萃取率到达87.6%；萃取液通过1次反萃取，钒的反萃取率到达99.9%。 反萃取液中的钒呈四价，沉钒之前须将其用氧化成五价。氧化后在拌和条件下用调溶液pH＝1.9～2.2，然后在90～95℃下持续拌和1～3h，沉积出（红钒），沉积率可到达99.0%。 实验标明：pH值控制在2左右可取得最高沉积率；进步温度可加快钒的沉积；拌和能使沉积物均匀分散，进步反应速度，特别是在沉积后期溶液中钒浓度不断下降时，拌和的影响更显着。 沉积出的红钒经洗刷后，在氧化气氛中于500～550℃下热解2h，可得到棕黄色或橙红色粉状精钒产品。 四、三废处理计划 石墨尾矿提钒的进程中，会发生废气、废水和废渣，假如直接排放会对环境构成极大的损害，因而有必要加以管理。 废气管理：废气首要为石墨尾矿加酸焙烧进程中发生的SO2气体。此外，烟道中还含有必定量的烟尘。关于SO2气体，能够选用天然高比表面积多孔矿藏材料进行吸附。如斜发沸石、丝光沸石具有杰出的耐酸、耐高温功能，能够用来吸除SO2气体，并可通过解吸办法收回SO2。 废石管理：浸出、萃取和沉钒进程中会发生废水，其间含有酸、有机物、金属离子等，不能直接排放，须通过管理。可选用直接循环回用工艺技能，尽量削减废水排放量。终究排出的废水，可选用中和技能处理其间的废酸，选用活性炭吸附工艺处理其间的有机物。对废水中的铁、钛、镁等金属杂质，可使其以氢氧化物的方式沉积；对少数的铬离子等有害元素，能够使用构成的氢氧化物进行吸附。 废渣管理：废渣首要指石墨尾矿经焙烧浸出后发生的滤渣。该滤渣的首要组分是由SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、Fe2O3、TiO2等组成的硅酸盐，并且粒度较细（－300目），又通过热处理，因而具有较高的活性，能够将其替代粉煤灰和矿渣作为水泥掺合料和出产建筑材料的质料，然后完成废渣的资源化。 五、定论 选用加酸焙烧－水浸－除钾铝－萃取－反萃取－氧化沉钒处理金溪石墨矿浮选尾矿，钒的浸出率、萃取率、反萃取率和沉积率可别离到达95.5%、87.6%、99.9%和99.0%，一起可取得对浮选尾矿产率别离为9.2%和23.2%的钾明矾和铵明矾。此外，浸出渣首要由硅酸盐组成，并具有较高的活性，能够作为水泥掺合料和出产建筑材料的质料。

车辆牵引动力 铝燃料电池可分为功率型的与容量型的，前者适用于牵引动力，应用于车辆、航空航天器、航船等领域；后者主要适用于UPS（不间断电源），应用于通讯基站、移动式充电桩、智能微电网等，以及应急电源、备用电源、信号电源、便携电源等。铝燃料电池可设计成储备电池，使用前进行活化，使用期满后，可通过移去消耗的铝阳极，换上新的铝阳极，此过程称为机械再充，铝阳极被称为可更换极。机械可再充铝燃料电池已用于取代因质量和噪声限制而不适合某些方面应用的柴油和汽油发动机，且应用潜力巨大。下面介绍一些在车辆领域，东深新能源科技有限公司的铝燃料电池系统的应用实例。 E2 RPS电电并行充供电系统 此系统已在国内某品牌SUV（sport utility vehicle，多用途跑车）得到应用，在标准马路上试跑了1008km，与标配锂电池的技术参数比较见表1。 乘人车不同行驶速度下续航1000km并行方案配置数据 东深新能源科技有限公司对装有纯锂离子电池与E2 RPS铝燃料电池的某型乘人车进行上路试跑，它们的并行方案配置数据对比见表2，由表中的数据对比可见，铝燃料电池的各项指标明显优于纯锂电池的。 特斯拉汽车公司生产的铝燃料电动汽车每行驶400km——600km放出一次氢氧化铝Al（OH3），行驶1600km——3100km（约3个月）添加或换一次铝燃料。 汽车动力指标比较 东深新能源科技有限公司对锂离子电池、氢燃料电池、铝燃料电池、汽油作为汽车动力源时的各项指标作了比较，铝燃料电池优势极为明显，而从长远来看尤为突出。2016年，中国科学院宁波材料研究所研制出石墨稀阴极千瓦级铝燃料电池，其性能得到更大全面提升。 铝燃料电池除可全面广泛用作乘人小车、公共汽车、冷藏车等的牵引动力外，在中国还已用作全铝纯电物流车的动力。中通客车公司自主研发生产的全铝厢式纯电物流车LCK5045XXYEV6已于2017年5月底在中通公司“轻舟”生产基地正式下线。该车是中通客车公司专门面向城市物流行业打造的一款新一代纯电动物流车，车身长6m、整备质量2.9吨，较大总质量4.5吨，装载空间13.5m3，耗电量低，仅0.25kWh/km。 小飞机及舰船驱动 铝燃料电池除可以广泛应用于驱动各种汽车外，还可以驱动舰船与用作AIP系统（自动图象处理系统），以及用作小飞机的动力源。国内一企业的双人座轻型电动飞机用铝燃料电池驱动，该机翼展14.5m，机长6.6m，较大起飞质量500kg，较大载荷230kg，较大飞行速度160km/h，目标飞行时间≥2h，而眼下全世界较长飞行时间的电动飞机为45min。

车辆牵引动力 铝燃料电池可分为功率型的与容量型的，前者适用于牵引动力，应用于车辆、航空航天器、航船等领域；后者主要适用于UPS（不间断电源），应用于通讯基站、移动式充电桩、智能微电网等，以及应急电源、备用电源、信号电源、便携电源等。铝燃料电池可设计成储备电池，使用前进行活化，使用期满后，可通过移去消耗的铝阳极，换上新的铝阳极，此过程称为机械再充，铝阳极被称为可更换极。机械可再充铝燃料电池已用于取代因质量和噪声限制而不适合某些方面应用的柴油和汽油发动机，且应用潜力巨大。下面介绍一些在车辆领域，东深新能源科技有限公司的铝燃料电池系统的应用实例。 铝燃料电池可分为功率型的与容量型的，前者适用于牵引动力，应用于车辆、航空航天器、航船等领域；后者主要适用于UPS（不间断电源），应用于通讯基站、移动式充电桩、智能微电网等，以及应急电源、备用电源、信号电源、便携电源等。铝燃料电池可设计成储备电池，使用前进行活化，使用期满后，可通过移去消耗的铝阳极，换上新的铝阳极，此过程称为机械再充，铝阳极被称为可更换极。机械可再充铝燃料电池已用于取代因质量和噪声限制而不适合某些方面应用的柴油和汽油发动机，且应用潜力巨大。下面介绍一些在车辆领域，东深新能源科技有限公司的铝燃料电池系统的应用实例。 E2 RPS电电并行充供电系统 此系统已在国内某品牌SUV（sport utility vehicle，多用途跑车）得到应用，在标准马路上试跑了1008km，与标配锂电池的技术参数比较见表1。 乘人车不同行驶速度下续航1000km并行方案配置数据 东深新能源科技有限公司对装有纯锂离子电池与E2 RPS铝燃料电池的某型乘人车进行上路试跑，它们的并行方案配置数据对比见表2，由表中的数据对比可见，铝燃料电池的各项指标明显优于纯锂电池的。 特斯拉汽车公司生产的铝燃料电动汽车每行驶400km——600km放出一次氢氧化铝Al（OH3），行驶1600km——3100km（约3个月）添加或换一次铝燃料。 汽车动力指标比较 东深新能源科技有限公司对锂离子电池、氢燃料电池、铝燃料电池、汽油作为汽车动力源时的各项指标作了比较，铝燃料电池优势极为明显，而从长远来看尤为突出。2016年，中国科学院宁波材料研究所研制出石墨稀阴极千瓦级铝燃料电池，其性能得到更大全面提升。 铝燃料电池除可全面广泛用作乘人小车、公共汽车、冷藏车等的牵引动力外，在中国还已用作全铝纯电物流车的动力。中通客车公司自主研发生产的全铝厢式纯电物流车LCK5045XXYEV6已于2017年5月底在中通公司“轻舟”生产基地正式下线。该车是中通客车公司专门面向城市物流行业打造的一款新一代纯电动物流车，车身长6m、整备质量2.9吨，zui大总质量4.5吨，装载空间13.5m3，耗电量低，仅0.25kWh/km。 小飞机及舰船驱动 铝燃料电池除可以广泛应用于驱动各种汽车外，还可以驱动舰船与用作AIP系统（自动图象处理系统），以及用作小飞机的动力源。国内一企业的双人座轻型电动飞机用铝燃料电池驱动，该机翼展14.5m，机长6.6m，zui大起飞质量500kg，zui大载荷230kg，zui大飞行速度160km/h，目标飞行时间≥2h，而眼下全世界zui长飞行时间的电动飞机为45min。

钒(V)元素简介 单质：钒 单质化学符号：色彩和状况：银白色。密度:5.96克/厘米3。熔点:1890±10℃沸点:3380℃，发现人：塞夫斯唐姆 发现时代：1830年元素描绘高熔点金属之一，呈浅灰色。密度5.96克/厘米3。熔点1890±10℃，沸点3380℃，化合价+2、+3、+4和+5。其间以5价态为最安稳，其次是4价态。电离能为6.74电子伏特。有延展性，质坚固，无磁性。具有耐和硫酸的身手，并且在耐气-盐-水腐蚀的功能要比大多数不锈钢好。于空气中不被氧化，可溶于、硝酸和。

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。

含钒溶液经净化后，钒多以五价钒酸根存在。随溶液酸度增加，钒酸根会以钒酸的形式析出，俗称红饼。钒的水解主要取决于酸度、温度、钒浓度及杂质的影响。析出的沉淀也会因pH值、钒浓度的变化呈不同的聚合状态。有关的机理在认识上还不统一。大致可勾画如下，由图1及图2关于钒酸水溶液的性质图可以看出：钒浓度／（mol·L－1）溶液pH值主要的钒离子水解产物低，10－4酸性低4～8高，50×10－32～3高，50×10－31～6高，50×10－310～12高，50×10－313～当pH值约1.8时，V2O5的溶解度最小，约230mol／L。V2O5与H2SO4之间的浓度关系如下：[H2SO4]／（g·L－1）2.312.017.121.2V2O5／（g·L－1）0.240.781.142.04 表1列出一组V2O5－H2SO4－H2O系的数据。 表1  V2O5－H2SO4－H2O系统平衡数据30℃75℃V2O5／%H2SO4／%密度／（g·㎝－3）析出相V2O5／%H2SO4／%析出相1.637.31.066①1.4817.43①4.7923.51.219①2.0024.18①7.437.261.370①5.0633.0①4.4145.01②5.4838.02②5.554.361.519②5.2741.01②9.1460.421.661②5.1346.56②5.4466.76③8.0952.31③1.5974.67③9.0857.33③6.2173.26④10.860.20④0.27680.411.727④7.514.98④0.05399.161.817④7.5270.50④9.2640.491.440①②0.1393.44④10.4962.221.734②③6.1034.30①②1.5077.481.714③④8.2949.53②③11.9657.56③④表中析出相：①V2O5·3H2O，V2O5 红褐色、针状； ②V2O5·2 H2O，2SO3·8H2O 粉红色、无定形、棕红色、针状； ③V2O5·H2O，V2O5·2SO3·3H2O 淡黄、针状、红色、柱状； ④V2O5，V2O5·5SO3·4H2O 黄色、针状、黄色、晶状。 对钒水解有重要影响的因素有温度、酸度、钒浓度及杂质含量等。图1  图2  V2O5溶解度与pH的关系（25℃） 1—V2O5／ ，lg ＝－0.82－pH；2—不析出V2O5 lg ＝－0.04－pH；3—V2O5／ ，lg ＝－4.44＋pH； 4—不析出V2O5，lg ＝－3.00＋pH；5— ／ ， pH＝1.03－0.333 lg ；6— ／ ，pH＝2.62； 7— ／ ，pH＝7.38＋lg图2  钒在水溶液中的状态与钒浓度及pH的关系（25℃） 一、温度 钒水解沉淀应在90℃以上进行，最好在沸腾状态。不同温度及酸度下沉淀率与时间的关系见图3。图3  沉淀率与时间的关系：Ⅰ－0.855；Ⅱ－0.954；Ⅲ－1.16；Ⅳ－1.18 二、钒浓度 溶液中含V以5～8g／L为宜。浓度过高，则结晶成核过快，易形成疏松的滤饼，吸附较多杂质及游离水。红饼组成xNa2O·yV2O5·z H2O中的x／y偏大。当溶液中含钒浓度低时，则会有负面影响。 三、杂质的影响 磷与钒形成稳定的络合物H7[P（V2O5）6]，还与Fe3＋、Al3＋形成磷酸盐沉淀，会污染红饼。为此要求净化后液含P小于0.15g／L。当酸度较高时，可使FePO4、AlPO4的溶解度提高，而减少磷对红饼的污染。 硅、铬、铝、铁等离子浓度较高时，水解生成的胶体沉淀物，妨碍V2O5晶体的长大，使水解速度变慢，生成的红饼沉降、过滤困难。适当提高酸度，可以改善此类不良的影响。 氯离子可以加快钒水解沉淀的速度。而硫酸钠含量在20～160g／L，会使钒水解沉淀速度下降，主要表现为延长晶核孕育期。氯化钠或硫酸钠过多都会使红饼中V2O5含量降低。 四、搅拌 钒的水解沉淀是一个伴有热量、质量传递的水解反应过程，因此必须保持适宜的搅拌速度，已达到临界悬浮状态，没有任何死角为宜。工业用的机械搅拌沉钒罐为圆柱形，内径2～5m，容积4～5m3。罐内壁衬耐酸瓷砖或辉绿岩。中心安装不锈钢搅拌器。罐壁附近设不锈钢蒸汽加热管。 水解沉钒是间歇作业，先加入25%的沉钒前液，开始搅拌，再加入所需的硫酸，然后通蒸汽加热到90℃以上接近沸点。继续添加剩余的75%的沉钒前液。最后分析溶液中游离酸及钒的浓度，调整酸度或补加沉钒前液，以使最后溶液中含钒小于0.1g／L为终点。停止加热、搅拌、再静置10～20min后过滤，即得红饼。根据生产规模，过滤设备可采用吸滤盘、压滤机或鼓式真空过滤机。 红饼须先经干燥去除水分，再在1073～1173K温度下熔化，浇铸成片状，作为炼钒铁的原料。 水解沉钒早期用得比较普遍，但所产红饼熔片V2O5的含量仅为80%～90%，纯度较低，且耗酸量大，污水量大，故现已基本为铵盐沉钒所取代。

Hulot于1850年提出铝作为Zn（Hg）/Zn-SO4/AL电池电池的阴极。1857年铝初次作为阳极运用在AL/HNO3/C电池中，该电池的电动势为1。77V。有实践意义的铝电池是20世纪50年代开端研发的AL/MnO2电池。20世纪60年代初证明了铝-空气电池的可行性。70年代中期，美国及西欧发达国家以对铝合金阳极材料的研讨要点主根体现在对高速电动力源阳极的研发，如美国水下系统中心（NUSC）、通用电气公司、法国沙伏特公司（SAFF）、加拿大铝业公司以及俄罗斯、日本等都对铝合金阳极材料的开发运用进行过深入研讨，并获得成功。我国在这方面起步较晚，于20世纪80年代初期才开端着手研讨，经过多年的探索和研发，也获得了可喜成绩。     近年来，经过开发各种新式的铝合金电极及相应的电解质增加剂，更使铝电池的研讨获得突破性的发展，铝合金电池产品在户外便携设备、应急电源、备用电源、机动车辆和水下潜艇的驱动等方面得到了广泛运用。 　　     1、阳极材料的开发 　　铝作为阳析材料需求活化，可是活化后的铝阳极的抗腐蚀功能下降。因而电极的活化和抗腐蚀功能的进步是铝阳极研讨进程中需处理的首要问题。铝电极的活化是经过合金完成的，效果是减小氧化膜的厚度或减小直接被水复原反响速率。例如当发作阳极化时，在铝-镓合金的表面会有镓的富集，因而战胜氧化物表面膜的阻止效应是到达进步电压意图有用处径之一。研讨标明，金属CA、IN、SN、PB、BI、HG、CD、MG及MN等进步铝合金阳极归纳功能的首要元素。例如，增加比铝高价的合金元素，如SN，可使铝氧化膜发作孔隙，然后下降氧化膜的电阻。在铝合金中增加SN，高价SN在氧气膜表面替代AL，发作一个附加空穴，损坏了氧化膜的细密性，然后使氧气膜电阻　　用铝阳极与二氧化锰构成的电池，理论电压要比锌-二氧化锰电池高0.9V，且能够防止锌电极含的问题。因为金属铝表面卜的氧化膜，实践电压仅比锌电池高0.2V，且当氧化膜被损坏时会发作金属腐蚀。近年来，经过优化合金组成和选用电解质增加剂的两层途径，铝阳极合金的耐腐蚀功能已大幅度进步。如人们发现，向铝合金中参加必定量的锰元素，且与其间的杂质含量成必定的比例关系，能够有用地减小杂质Fe的有害影响，并能很大程度上下降铝合金阳极的制作本钱。美国专利4554131t5：也指出合金元素Mn在其专利合金中对消除有害杂质Fe影响有必定的效果，一起还指出，除有害杂质Fe影响有必定的效果，一起还指出，向合金中增加—定量的镁，有助于进步合金在空载条件下的抗腐蚀功能。     经过增加少数合金元素的办法制成的含有镁、钙、锌、镓、铟、、锡、铅，等元素的二元、二元或四元合金，能够有用地活化铝电极并增强其抗腐蚀功能。　　　　 　　迄今为止，研讨的铝合金阳极材料功能较好的有Al-Ga-Mg系列合金、A1—in-mg和Al Ga—Bi Pb系列合金。　　(1)Al-Ga-Mg系列合金     Al-Ga-g系列合金是美国专利合全”典型本钱(分量％)为：Fe0．02％—O．10％O．02—O，20％，Ga0．02—O．06％，Mg0．2．00％，Si为fe含量的0.5-2位。与其它阳极合金比较，该合金的优势在于下降了铝阳极材料的制作本钱，不用99。99％的高纯铝，而用94．18—99．95％的纯铝制作。Al—Ga—Mg系列合金在含1 0MAl3十和0.06MSn4&的4．OMNaOH溶液中腐蚀放电，在施加电流密度较小时，体现出了较好的电化学功能，但在较高电流密度下却不尽善尽美。 　　(2)Al—In—Mg系列合金 　　其基本成分(分量％)为：o．02—o．15％．O．02-0．20％Mn，O．05—l 0％Mg，余量为铝，铝的纯度至少为99．95％，最好不低于99．99％?。Al—in—Mg系列合金在纯碱液中就可获得优秀的电位与腐蚀抗力平衡，而不用向电解液增加锡酸钠缓蚀剂，由此防止厂缓蚀剂对阳极功能的晦气影响，Al-in—Mg系列合金在碱性溶液高电流密度放电的条件下．体现出较好的电化学功能　　(3)al-ga-bi-pb系列合金 　　Al—Ga—Di—PL系列合金，是西南铝业（集团)有限责任公司与武汉712所协作一起研发成功的一种高功能阳极材料。该材料在中性溶液的电化学功能优秀，而在碱性溶液中的功能al—In—Mg合金稍差：Al—Cd—ni—Pb系系合金首要用于民用电动力源以及海上无电区，如航标灯。 　　     2 研讨材料熔炼铸造工艺的研讨 　　作为电极活性材料的铝合金，有必要具有优秀的电化学功能和耐腐蚀功能。要想到达这一点，铸炼铸造是非常重要的第一步。在熔炼铸造进程中常现3种严峻缺陷：偏析、热裂及带人有害杂质元素。铝阳极增加合金元素的性质，是影响合金熔炼铸造工艺参数的首要因素。由此，确定向铝中增加高比重、低熔点金属的熔炼铸造工艺，以防止合金成分偏析、铸锭搀杂以及热裂等缺陷，一起防止工艺操作进程中有害杂质元素的混入而影响铝阳极耐腐蚀功能，是铝合金阳极熔炼铸造工艺研讨的首要内容。 ：。 　　(1)阳极铝合金铸锭存在枝晶偏析和晶界偏析；晶界偏析首要是合金元素构成低共溶混合物的成果; 　　(2)削减或防止合金元素积累(构成第二相或许在晶界富集)能显着下降铝的腐蚀速率； 　　(3)低共溶混合物在晶界集合，是导致铸锭热裂增人的首要原因。合理挑选铸造参数，改动铸锭凝结办法，是防止铸锭热裂的有用办法。例如，选用金属水冷模铸造成或进行高温热处理等； 　　(4)严格操控杂质Fe，Si含量，削减析氢腐蚀。研讨标明．选用高品位原材料和选用非铁质具或用涂料维护，选用少数掩盖剂、惰性气体精粹是操控杂质fe、5i等含量的有用办法。 　　3、铝阳极材料的运用 　　铝阳极材料一般运用于两类电池。一类水溶液电池，包含铝／二氧化锰电池、铝／电池、铝／空气电池、铝／过氧化氢电池以及近来开发的铝/铁酸电池和铝／硫电池等。另一类是熔盐和常温有机熔盐电池，包含铝／、铝／氮化铁、铝／和铝／二硫化铁等电池。　　3.1 水溶液电解质电池 　　与融熔盐或其他非水有机溶液剂系统比较,水溶液电解质系统具有操作简略、电导率较高、报价低廉、环境污染少等长处。传统的水溶液电池（如铅酸电池和镍镉电池）的缺陷在于能量密议较小和污染环境。比较之下，铝电池系统的电化学功能和环境污染方面要优胜得多。　　3 1 1 铝—二氧化锰电池 　　二氧化锰是典型的阴极材料，与锌阳极构成的干电池是市场上盛行的产品之一，用铝作阳极与一氧化锰构成的电池，理论电压要比锌电池高o．9V，且能够防止锌电极含的问题。现在这类电池仅限于一些特殊用处，如选用海水作电解质，用作水下电源。　　3.1.2 铝—电池 　　被广泛用于各种电池，与锌阳极构成的电池(选用碱性电解质)是能量密度最高的电池系统之一，因而叫以做成又薄又小的钮扣电池 　　因为铝比锌阳极更为优胜，铝和构成的电池得到广泛的研讨，可作为水下军事没施的驱动动力，尤其是在动力电源方面的运用更足遭到各国诲军的高度重视。 　　美国ELTECH公司研发厂140V，L．66kW?h的M／AgO电池系统，能量密度为82WK/kR，用于小型潜艇，据报道，选用有机聚合物粘结的电池，和碱性电解质组成的电池，容量已到达1．2Ah／3。作为新一代动力电池，铝／电池有很大的发展潜力。估计在近期，经过改进和进一步优化，质量或许能够到达150—2dOWh／kg，质量比功率可到达1000～1500W／kg　　3.1.3 铝—空气电池 　　美国的Zammb等在1960年代证明了铝—空气电池系统在技术上的可行性：其时选用的是浓KOH溶液和高纯铝阳极：尔后北美的大多数研讨者致力于选用碱性电解质。在欧洲，Despic等首要研讨了以盐水(海水)为电解质的铝—空气电池： 　　铝—空气电池的容量取决于铝阳极结构和电解质中AL(OH)，堆积的处理。关于铝阳极结构的设汁有3种计划。最普通的一种选用定时替换阳极。另一种是选用楔型阳极，在歪斜放置的两片阴极之间，经过重力来完成主动进料。第三种计划是选用铝屑、铝珠或铝颗粒作阳极，主动进料。 　　这种电池可用于水下驱动或港口、航标等照明、户外充电电源或其他军事用处：据报道，一种直径3cm的电缆电池可长达数百米，1 kglm，功率密度640Wh／kg，可在水下运用半年之久。　　3.1.4过氧化氢电池 铝—过氧化氢电池是铝—空气(氧气)的一个分支。在运用气体反响物不方便(如水下运用)的条件下，过氧化氢是快捷的氧源。 这种电池的规划有两种办法，一种是选用直接向电解液中参加H2，H~vold等选用向KOH中接连增加kLO的办法，成功研发厂铝—过氧化氧电池系统，用作潜艇的能塬。该电池能够驱动潜艇屡次飞行，每次飞行36小时，中间距离1小时来弥补过氧化氧溶液。Rao等规划了多功能铝电池，当参加海水作为电解质时，电池低功率(1kW)运转，而以海水利过氧化氢混合液体作为电解质时，完成高功率(20kW)运转　　3．2 熔盐和常温有机熔盐电池     因为金属铝能够从熔盐或非水有机电解质系统中电堆积，这样的电解质能够用于开发再充电的高能二次铝电池，现在人们对这种电池的研讨首要会集在选用硫及其本家元素作为阴极材料：因为硫电极存在于易贮存和溶解等问题，日本、丹麦等国家的科学家研讨厂各种过渡金属(如镍网阴极)及其硫化物电极，如FES。FE，nis等等，其间ns2和FeS是最常用的阴极材料。 　　在175℃下，AI／NaCI—AICb／MeS熔盐电池具有很高的放电容量。可是铝阳极在充电的进程中堆积的铝常常呈枝晶状，因而影响电极的可逆性。向电解质中增加MaCl2笄无机盐町以有用地改进堆积铝的质量。别的，高温下金属硫化物在熔体中的溶FeS2，FeS，TiS2。CR2S3，NAFES2，COS3，NIS，NI3S2，MOS3等等，其间FES2和FES是最常用的阴极材料。 　　近年来的研讨侧重于常温有机盐系统。能够和有机氯化物构成常温熔盐电解质系统。碱性熔体可用于一次电池，而酸性熔体才能够用于二次电池，熔体中电堆积的铝能够有用地再放电而不会引起电解质的分化，因而酸性熔体被广泛用于二次电池的开发。在常温熔盐系统中，研讨过一次和二次有AL-CL2，AL-FECL3，AL-DECL3，AL-CUCL2，AL-FES2等电池。 　　 　　4、结束语。 　　铝是一种高温强度的能量载体，是开发电池的抱负电极材料。近年来新式铝阳极合金材料的研讨开发获得了突破性的发展，用其开发的铝电池现已广泛用于应急电源、备用电源、机动车辆和水下设备的驱动动力。铝电池已构成了铝运用电化学的一个重要分支。往后的工作要点仍是不断研发和开发功能优秀的电池用铝合阳极，并下降其制作本钱，使要其在民用电动力源范畴上也得到活跃运用。

净化后的含钒溶液，首要是Na2O－V2O5－H2O系统，依据浸取条件的不同，可所以酸性或碱性。因为钒酸铵盐的溶度积小于钒酸钠，因而参加NH4Cl、（NH4）2SO4等 离子能够生成或多钒酸按沉积。其条件取决于溶液的酸度。 一、弱碱性铵盐沉钒 当pH值＝8～9时，溶液中的钒首要以 ，即 方式存在。故参加 时，构成NH4VO3结晶分出。影响铵盐沉钒的要素如下： （一）依据图1，NH4VO3溶解度随温度下降而下降，故NH4VO3的结晶应在20～30℃条件下进行；图1  NH4VO3在水中的溶解度、密度与温度的联系 1－溶解度与温度；2－饱和溶液的密度与温度 （二） 浓度应较化学计量数大，以借同离子效应促进沉积彻底； （三）拌和、晶种效应：NH4VO3溶液易构成过饱和溶液，为此加晶种、拌和会加速结晶，如图2。图中可观察到四种条件下的结晶状况。阐明拌和加晶种可明显加速结晶的速度。图  2  NH4VO3结晶动态图 1－静置；2－参加晶种静置； 3－拌和；4－拌和下参加偏钒酸按晶种； 5－20～30℃下偏钒酸按的平衡浓度 （四）弱碱性铵盐沉钒后，残液中含钒较高，约为1～2.5g／L V2O5。操作时间长，能耗高，所得NH4VO3经煅烧后可得纯度为99%的V2O5。放出的约0.187kg／kg V2O5，应予收回。弱碱性铵盐沉钒常用于精制水解法制得的红饼。 二、弱酸性铵盐沉钒 在pH＝4～6，钒首要以 存在，参加 ，则以十钒酸盐方式沉积。因为净化后液含很多钠离子，故沉积一般为：式中，x一般为0～2之间。为取得不含钠的产品，需将其溶于热水中，在pH为2的条件下重结晶，如此可得（NH4）2V6O16结晶。弱酸性铵盐沉钒的残液可使V2O5含量下降至0.05～0.5 g／L。 三、酸性铵盐沉钒 当pH＝2～3时，溶液中的钒当参加铵离子时，首要以六沉积。沉钒时用硫酸调pH值，参加适量的（NH4）2SO4，在高于90℃下沉钒。本法取得的产品纯度高，沉钒速度快，沉钒率高，铵盐耗费低，约0.06kgNH3／kgV2O5，只为耗量的1／3。硫酸耗量较水解沉积法少。故已成为我国现在以钒渣为质料出产V2O5的首要办法，在国外也被广泛选用。 四、钒酸铵的煅烧分化 NH4VO3、（NH4）2V6O16的分化在450～600℃下煅烧，反响如下： 6NH4VO3＝（NH4）2V6O16＋4NH3＋2H2O （NH4）2V6O16＝3 V2O4＋N2＋4 H2O V2O4＋1／2O2＝V2O5 榜首步反响放出很多，应予收回。第二步进一步分化并被还原成四价钒，但在进一步氧化气氛中被氧化成V2O5。钒酸铵的煅烧通常在回转窑中进行。窑内分三个区，榜首区为枯燥区，300～500℃；第二区为分化区，450～600℃；第三区在450℃以上，引进空气，充沛氧化。

简介：铅炭电池是一种电容型 铅酸电池，是从传统的铅酸电池演进出来的技术，它是在铅酸电池的负极中加入了 活性炭，能够显著提高铅酸电池的寿命。普通铅酸电池的正极活性 材料是 氧化铅(PbO2)，负极活性材料是铅(Pb)，若把负极活性材料Pb全部换成活性炭，则普通铅酸电池变成混合电容器；若把活性炭混合到负极活性材料Pb中，则普通铅酸电池变成铅炭电池。应用：由于铅炭电池是在传统的铅酸电池上发展起来的，它具有很多优势：一是充电快，提高8倍充电速度；二是放电功率提高了3倍；三是循环寿命提高到6倍，循环充电次数达2000次；四是性价比高，比铅酸电池的售价有所提高，但循环使用的寿命大大提高了；五是使用安全稳定，可广泛地应用在各种新能源及节能领域。随着产量增高，铅炭电池的成本随着规模效应提升而进一步下降，未来的应用前景更加广阔。发展前景：铅炭电池是铅酸蓄电池领域最先进的技术，也是国际新能源储能行业的发展重点，具有非常广阔的应用前景。储能电池技术是制约新能源储能产业发展的关键技术之一。光伏电站储能、风电储能和电网调峰等储能领域，要求电池具有功率密度较大，循环寿命长和价格较低等特点。铅炭电池、锂离子电池和液流电池是新能源储能电池的三大发展方向。其中，锂电成本相对较高，一致性问题也仍然存在；液流电池成本也很高；而铅炭电池是相对实际可行的储能技术路线。普通铅酸电池具有低成本优势，但其循环寿命短的缺点，导致单位次数储能成本较高。铅炭电池由于加入了活性炭，阻止了负极硫酸盐化现象，延长了电池寿命，同时也降低了单位次数使用成本，在新能源储能领域发展潜力很大。铅炭电池在部分荷电态下循环寿命和功率性充放电性能方面得到大幅提高，再加上成本等优势，大大提高了铅炭技术在各类储能系统中的应用。中国仍然处于储能产业化的初级阶段，处于多种储能技术并存的状态，不论是铅炭电池、锂电池和液流电池等，在不同的应用领域会有不同的优势，主流储能技术将由市场选择。中国铅酸蓄电池龙头企业南都电源已实现规模化生产与销售一种新型铅炭电池，在储能市场大蛋糕中将占据相当可观的份额。

一、观察询问 1、询问电池使用年限，是否长期搁置（长期搁置电池易发生严重硫化，可先采用小电流除硫）还是在用电池。有没有修复过，是否存在严重自放电的情况（若自放电严重，则需换电解液）。2、观察外观是否完好，是否有漏液，极柱是否损坏（这类电池可修，可不修）。电池内电解液是否干涸或已很少（可先补充1.28g/cm3比重的稀硫酸至上下水平线之间）。3、观察电池内部极板是否存在严重变形（发生这类情况可报废）。4、用比重吸取每个格内电解液，反复几次，观察电解液是否混浊（有些电解液较清的，要问清楚是否是客户自己补充过水或补充液）。二、初步检测 1、用比重计检测单格之间比重是否均衡。检测单格落后情况，一般单格落后严重的电池修复率比较低。2、将电池接在高频活化仪上（红色夹子接电池正极，黑色夹子接电池负极），打开活化电源开关，观察电压表指针变化：① 显示电池电压：调节电流旋钮（若电池电压低于6V，仪器会自动保护，此时可按下复位按键，再调节电流旋钮），观察电流表与电压表的变化。若电流不变化，电压升至很高40V左右，这类电池一般为严重硫化，可先采取小电流慢慢除硫修复。若电流可调至很大，可采用大电流对电池充电约三、四分钟，观察注液孔是否有烟雾冒出，若有则此电池可能汇流条已损坏，可考虑报废。② 显示活化仪输出电压（活化仪输出电压为48V左右），经过几分钟后电压没有下降情况的（排除活化线上的保险丝问题）可判断此电池断路。若电压缓慢下降，则此电池基本属于严重硫化。※ 综合上述因素，判断是否接收电池，接收后做客户登记，清洗电池外部。三、修复步骤 1、用高频活化仪采用0.1C的电流对电池进行充电（C表示电池容量，例如容量为50Ah的电池，则充电电流为：0.1×50=5A）。当电池电压充至14.7V时，此时用比重计检测单格酸比重，并记录下来。然后将电流调至0.05C进行脉冲除硫修复。10小时左右对电池的单格进行酸比重检测，若酸比重无变化，则可排除电池硫化故障。若酸比重上升但没达到要求（正常酸比重值为1.28g/cm3）则继续除硫修复，若长时间除硫后酸比重不变化且达不到要求，则需重新调配酸比重。若酸比重达到要求可停止脉冲除硫修复。※ 若电池通过除硫修复就修好的，且自放电不严重，则可以认为修复结束。2、电池经过上述操作后，若出现电解液严重混浊或是自放电严重（活性物质脱落沉积于底部造成的正负极搭接)，排除内部硬短路后。那么需要更换电解液来解决故障。首先采用C10（C表示电池容量，例如容量为50Ah的电池，则放电电流为：50÷10=5A）的放电电流将电池放电到0V，将电解液倒掉（可倒入装有石灰的塑料容器里，避免腐蚀及污染环境）。如果倒出的电解液中有颗粒状的褐色物质，则正极版活性物质脱落的很严重，这样的电池可直接报废。电解液倒出后，用开水清洗电池内部，直至倒出的水不在混浊，最后再用蒸馏水清洗一次。※ 有些电池装配的空间较紧，杂质沉淀在底部后从注液孔无法倒出，这时就需要在电池底部打孔。每一个格都是独立的，所以需要打六个孔（打孔时可先将内部电解液倒出一部分后，将杂质留于一角后进行）清洗完毕后挫出麻面，再用AB胶或其它耐酸的胶进行密封。24小时后再注入电解液。3、清洗完毕后，注入1.34g/cm3比重的电解液，然后用高频活化仪采用0.1C电流对电池进行充电至14.7V。然后调小电流至0.05C再充电10小时左右即可。充满电后测量每格酸比重是否符合要求，不符合的进行调配。4、静止一天后测量电池容量，合乎标准后，即可交客户使用。若还是存在自放电现象则可作为报废电池处理。

普通及少保护电池用铅锑合金，铅酸蓄电池的正极板合金，铅是构成板栅的首要材料，单纯铅太软，铸造及加工极不便利，选用合金化的办法是改进和进步材料功能的首要办法。因此，适用于蓄电池板栅适用的Pb—Sb、Pb—Ca等二元合金相继发作，为进一步改进这些合金的功能及耐蚀性，掺有不同元素， 例如适量As、Ag、Bi、Cd、Sn、Co、Se、Te、Sr、Al等的多元合金亦得到了广泛的研讨和运用。 板栅合金按其蓄电池的类型可分为普通型、少保护型、免保护型及其他无锑型或轻型几种板栅。因为铅蓄电池的运用寿数首要取决于正极，将在后边介绍普通型和少保护型电池板栅合金。 普通型蓄电池板栅合金 铅—锑合金 普通型蓄电池仍大多运用铅锑合金。合金的首要组成为：Pb和Sb（2%～12%），但现在更为广泛运用的组成为：Pb和Sb（4%～6%） Pb—Sb合金的长处： 其抗拉强度、延展性、硬度及晶粒强化效果均显着优于纯铅； 其熔点及缩短率低于纯铅，且具有较好的铸造功能； 具有比纯铅更低的热膨胀系数，因此，在循环冲放电时，板栅不易变形； 其腐蚀较纯铅更均匀，且Sb对板栅腐蚀膜中PbO2的成长有显着的抑制效果 增强了板栅与活性物质之间的“粘附力”，有利于铅蓄电池的深充深放才干及循环充放寿数。 在铅蓄电池的正极板中，Sb的存在关于极板在循环寿数中—PbO2的构成有显着效果。最近的研讨现已标明：以纯铅做板栅的电池，所到达的最大电 化学容量不会因电池重复充放而进一步增加，但对含Sb的Pb—Sb合金系统发现容量却随充放的重复进行而逐步增加。这或许来自两方面的影响：一是Sb促进 两种高形状的—PbO2和β—PbO2之间的晶键合；二是Sb在腐蚀产品中作为β—PbO2的成核催化剂而附着于板栅的表面。 上述总的结果是使PbO2的颗粒得到强化，且使表面结晶坚持较小的颗粒性状，然后进步了电池的电化学容量，延长了电池的充放寿数。 铅锑合金存在如下缺陷： 合金的电阻比纯铅稍大，仍有人以为其耐腐蚀功能不如纯铅；但含锑合金的腐蚀状况究竟比纯铅更为均匀，即使其腐蚀程度稍大于纯铅，也不至于对铅蓄电池的功能构成较大的影响。 Sb的搬运行为加快了电池的自放电。 Pb—Sb合金的首要缺陷是Sb的存在显着降低了负极的析氢过电位，然后加快了电池的自放电，不利于电池的保护。从正极板栅中溶出的Sb，经过隔板 搬运并堆积于负极活性物质的表面，因为Sb上析氢过电位较低，因此显着增加了电池在充电及贮存期间的析氢量。此外，在过充电条件下，Sb还会以SbH3的剧毒气体逸出，这也是含锑板栅的缺陷之一。 合金中Sb的搬运时不可避免的，也就是说，以Pb—Sb合金作为板栅而制得的蓄电池，其自放电引起的很多逸气和运用中的频频加水保护是不可避免的。为了有效地进步铅蓄电池的电化学功能及运用寿数，有必要开展功能更为优秀的铅锑多元合金以替代Pb—Sb合金。 铅锑砷合金 铅锑二元合金板栅的腐蚀、变形时近代蓄电池损坏的重要原因，为寻觅更优秀的合金，以进步铅蓄电池的运用寿数，国内外进行了很多的研讨工作。经长时间的研讨和实际运用标明，现在较为老练的优秀合金为铅锑砷合金。该合金的常用组成为：Pb、Sb（4%～6%）和As（0.1%～0.15%）。 铅锑砷合金的首要长处是： 砷的参加显着的进步了蓄电池板栅的耐蚀性，用失重法侧得含砷合金的腐蚀虽与普通铅锑合金的腐蚀速率相差不大，但砷的细晶化效果使含砷合金的腐蚀比较均匀因此用Pb—Sb—As板栅拼装的电池，其循环寿数增加25%～30%，研讨结果标明砷对铅阳极膜中PbO2与PbO、PbSO4 的成长有必定的抑制效果。一起，所构成的膜更疏松，但散布却更均匀，这与晶粒细化效果是共同的。 砷的参加改进了板栅的机械强度，尤其是进步了板栅的硬化速度，然后延缓了板栅的线性“长大”、变形。 含砷板栅与活性物质之间的“粘附力”较Pb—Sb合金更强，对活性物质掉落有必定的抑制效果。 铅锑砷合金仍具有不足之处： 含砷合金所固有的脆性使其可铸性在必定程度上下降，因此，需求正确地规划模具，合理地操控铸造温度和冷却条件，在这方面，上海蓄电池厂积累了丰厚的经历，十多年来延用至今，效果非常显着。 As有必定的毒性，宜预先在防护条件安全的当地配成铅锭或母合金，再在铸板时运用。 铅锑砷锡合金 为坚持Pb—Sb—As合金的上述长处，战胜含砷合金的脆性，可选用增加适量锡的Pb—Sb—As合金，这种合金的首要组成为： Pb、Sb（4%～6%）、As（0.1%～0.15%）、Sn（0.05%～0.5%）少数Sn的增加显着改进了溶融态As合金的流动性及可铸 性，然后显着地减少了因Sb 和As的增加而引起的脆性。 但Sn的含量不宜超越0.5%以上，过高的Sn含量或许有助于电池的自放电，且Sn的报价较贵，不用要地增加了本钱。 铅锑银合金 在现在所研讨的耐腐蚀合金的增加剂中，银是特别值得注意的。研讨标明，乃至含量仅0.1%的银参加Pb—Sb合金中，实质上也能显着进步铅锑合金的耐腐蚀性。 铅锑银合金的首要组成为： Pb、Sb（4%～7%），Ag（0.1%～0.5%） 增加Ag的三元Pb—Sb—Ag合金杰出的耐腐功能首要取决于Ag德变晶效果。选用电子显微技能对Pb—Sb4.5%—Ag0.2%合金的阳极腐蚀机理的研讨结果标明：在均质的Pb—Sb—Ag系合金中，腐蚀的发作首要是因为基体晶粒的选择性氧化及锑相所遭到的有限损坏。银多半是附着在Sb相上，包围着Sb椭球体，因此避免了从腐蚀着的阳极发作锑相的选择性溶解，然后使含Ag的三元合金具有较好的耐蚀性。 此外，Ag可使氧的过电位有显着下降，然后使充电期间氧的分出进程加快。且Ag的报价较贵，Ag在合金中的含量不宜过高。 铅锑铜合金 为替代报价较贵的Ag，人们企图选用Cu以得到Pb—Sb—Cu合金。这种合金的组成一般为：Pb—Sb（6%）、Cu（0.069%） 合金的首要特点是Cu增加了合金的抗拉强度及流动性，降低了板栅的脆性，增加了合金的初期硬度，扩展了铸造温度规模。此外，Cu与Sb构成的金属互 化物Cu3Sb，使得Pb—Sb—Cu合金具有优于Pb—Sb合金的耐蚀性。 尽管Cu的报价比Ag低，但Pb—Sb—Cu合金的功能总的来说仍比不上含银合金。含铜合金的另一缺陷是，在模具过热（例如19℃以上）的状况 下，板栅的脆性仍较大。 铅锑砷铜合金 质量优秀的Pb—Sb—As合金因铸造条件不妥而导致必定的脆性。在含As合金中参加少数的Cu，对改进其脆性及耐蚀性可起到杰出的效果。 这种合金的一般组成为： Pb—Sb（6%）、As（0.2%）、Cu（0.09%） Pb—Sb—As—Cu合金的长处是As与Cu效果生成了砷化铜Cu3As，并且，As只要在Cu参加下生成砷化铜后才干作为一种更好的变晶剂和成核剂，然后起到比Pb—Sb—Cu更优秀的耐蚀功能。

汽车行业迅猛发展，但能源问题日益紧迫，汽车带来的环境问题也备受关注。发展新能源汽车产业是缓解能源危机、降低温室气体排放、减少环境污染的有途径，目前，新能源汽车已成为汽车工业变革的重要方向。 随着新能源汽车在家庭用车、公务用车和公交客车、出租车、物流用车等领域的大量普及，据资料显示，2020年中国新能源汽车的年销量，将达到汽车市场需求总量的5%以上，将初步建成以市场为导向、企业为主体、产学研用紧密结合的新能源汽车产业体系。2025年增至20%左右，形成自主可控完整的产业链，在国家碳排放总量目标和一次能源替代目录需求下，2030年新能源汽车年销量占比将继续大幅提高，规模超过千万辆。 实施新能源汽车战略，我国起步并不晚，早在2001年就把发展新能源汽车列入“十五”期间的“863”重大科技课题。近几年，各级政府为推动新能源汽车消费，还实行了购车补贴和上牌优先等政策。新能源汽车的需求和发展，将带动新能源时代下的各类汽车电池、车身轻量化以及汽车零部件等产业的发展，同时也给中国的铝工业带来了无限广阔的市场契机。 新能源汽车与传统汽车不同，是采用电池作为动力来驱动汽车运行，其受动力电池重量、动力电池续航里程的制约以及汽车节能减排政策的高压，在车辆设计和材料应用上，其车体轻量化成为车企首先要考虑的问题。因此，电池驱动的新能源汽车比传统汽车更迫切需要车身减重。这也为铝等轻质材料开拓了更加广阔的市场空间。 在汽车轻量化材料中，铝合金材料综合性价比要高于钢、镁、塑料和复合材料，无论应用技术还是运行安全性及循环再生利用都具有比较优势。铝材料的密度只有钢材的1/3，其减重和节能效果明显，且在保证安全的前提下能更好的提升乘坐舒适性。同时，铝材料更加易于回收循环利用。铝材的综合性价比优势，决定了其成为汽车轻量化应用的选择。 铝在新能源汽车零部件的应用件主要有车身、轮毂、底盘、防撞梁、地板、动力电池和座椅等。按照加工形式分类，汽车用铝主要分为压铸、挤压和压延三种形态，其中压铸件用量占比80%左右，挤压件和压延件各占10%左右。压铸件主要用于发动机、车轮等部位，挤压件主要用于座架、行李架、门梁等，而压延件主要是生产车身用铝板等。 其中，车身包括用高性能铝型材制作的车身骨架和用高精铝板制作的蒙皮及车门；铝合金轮毂（铸造铝轮毂或锻造铝轮毂）；底盘包括高强度大截面铝型材结构件和铝合金锻件；用型材制作的防撞梁保险杠；新能源客车地板；锂离子电池包括电池正极铝箔、电池铝壳和电池铝托盘（欧美电池托盘全部为铝合金材质，国内电池托盘既有铝合金材质，也有不锈钢材质）；新能源客车座椅系统等。 以前新能源汽车多采用钢材料制作电动汽车动力电池托盘，现在很多企业都以铝合金材料为主。铝合金的密度为2.7g/cm³，无论在压缩还是焊接等方面，铝合金材质优势明显。而镁合金的密度为1.8g/cm³，碳纤维是1.5g/cm³，这些材料用来生产电池托盘，将可以极大地提高新能源汽车的轻量化水平。 据了解，电池铝托盘主要采用6系铝型材。良好的塑性和优良的耐蚀性，特别是无应力腐蚀开裂倾向，焊接性能好，使得6系铝型材极适于该项目的应用。为保障产品质量，需要采用搅拌摩擦焊接等先进焊接技术，保障产品一体成型。新能源汽车用铝量要多于普通汽车，中国新能源汽车的高速发展，必将促进铝材在新能源汽车这一细分市场的发展潜力，而铝加工企业抓住这一发展良机，研发出高性能、适用性强的铝材或深加工铝部件，无疑又给企业在新能源汽车多样化的应用需求上开拓了新的销售导向。

[next]     从钒钛磁铁矿中提取钒的方法可概括为两种：火法是通过钒铁精矿或钒渣间接提钒，湿法则是用钒铁精矿直接提钒。目前我国以间接提钒法为主。    火法提钒工艺：将选矿产品钒铁精矿直接进入高炉或电炉中冶炼，使矿石中的钒大部分进入铁水，再将含钒铁水入转炉送氧吹炼，使钒富集于渣中，成为钒渣。钒渣经焙烧、浸出、过滤、即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高，特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大，而生产规模小，与大规模的钢铁工业生产不相适应。    湿法提钒工艺：将钒铁精矿加芒硝制团，经焙烧、水浸、使钒酸钠进入溶液，再加硫酸使之转化为五氧化二钒。水浸后的球团再用于炼铁。湿法的优点是工艺流程短，钒的回收率高。    上图是钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺的流程。    近20年来我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验，并首创高炉炼铁-雾化提钒法。目前攀枝花钢铁公司用此种方法大规模生产钒渣。高炉炼铁-雾化吹钒渣法的要旨是，将铁水在中间罐内撇渣和整流，在雾化器中雾化，雾化后的铁水进入雾化炉反应，提钒后的铁水（即“半钢”）流入半钢罐，使之在半钢罐面上形成钒渣层，将半钢分离即得钒渣（下图）。1978年攀枝花钢铁公司已建成两座120t雾化炉，其设计能力为年产8.31～8.9万t钒渣。

钒矿的矿业管理主要随主矿的管理。如从大型的钒钛磁铁矿矿床中回收钒，一切管理体制都按国有大型矿山的规定招待。从石煤中回收钒的小型企业，一般按乡镇企业管理执行。二者共同的问题是要强化资源综合利用意识，科研工作要加强综合利用工艺流程珠研究，提高回收率，特别是乡镇企业，不仅要提高钒的回收率，而且还要提高石煤中其他资源的综合回收率和综合利用率，同时要把污染减少到最低限度。

1.标称电压不同：铅酸电池单体平均电压是2V，锂电池单体平均电压是3.6V；2.由于材料不同，铅酸电池活性没有锂电池高，然同等体积内锂电池的容量会比铅酸电池的大，而且铅酸电池也比较笨重；3.锂电池的平台没有铅酸电池稳定；4.铅酸电池不能大电流放电且寿命短，而锂电池可以大电流放电，寿命较好。

铸坯的质量决议着成材的性能及表面质量，而铸坯质量与冶炼成分规划、精粹软吹时刻、过热度、连铸维护渣类型、拉速等要素有关。在生产中常用的脱氧元素锰、硅、铝，脱氧才能顺次递加，转炉一般用以下脱氧剂：Fe-Mn、Fe-Si、Mn-Si、Ca-Si、铝、Fe-Al、复合脱氧剂，现在山东钢铁股份有限公司莱芜分公司常用的脱氧剂为，该脱氧剂报价便宜，生产成本较低。 　　学者介绍了铝脱氧与全体塞棒式中间包维护浇铸工艺的使用状况。转炉铝脱氧采用了铝锰铁，并经过精粹出站前向钢水中喂钙线的方法对夹杂物进行钙处理，进步夹杂物的上浮率。一起为防止夹杂物在水口集合阻塞水口，引起浇铸事端，配套使用了塞棒式中间包，保证浇铸进程的平稳顺行。工艺优化后，整个冶炼及连铸进程安稳顺行，查验证明铝脱氧工艺可显着进步钢中的脱氧功率，制品中氧质量分数小于20×10-6，安排中夹杂物等级显着下降。

含钒钢渣是含钒铁水直接在转炉里按一般碱性单渣法炼钢而得到的钢渣。该种渣成分复杂，又经常波动。含钒钢渣的特点是氧化钙含量高，钒含量较低。研究结果表明，硅酸三钙(Ca3SiO5)，其形状受空间限制，自行性差，一般呈不规则粒状填充于其他矿物格架之间，并包裹其他矿物。硅酸三钙相中V2O5的含量较低，约1.47%，但由于该相在渣中占得比例大，仍有17.88%的V2O5夹杂其中。镁--方铁石系方镁石、方锰石构成的固溶体系列，其分子为(Mg0.58，Fe0.36，Mn0.06)1.00O，该矿物中含钒很少。 钙钛氧化物是一种新矿物，分子式为(Ca3.02，Mn0.013.03(Ti1.36，V0.37，Fe0.23，Mg0.01，Si0.09)2.12O7，可简写成Ca3(Ti，V)2O7。该矿物是一种黑色厚薄不等的长板状矿物，并与其他矿物连生，钒置换钛进入晶格中。该矿物中V2O5含量为9.78%，其钒量占渣中总钒量的78%，是提钒的主要对象。含钒钢渣返回高炉处理是我国首创的一种提钒工艺。它是把含钒钢渣再烧结后返回小高炉，练出含钒2~3%的铁水，再兑入氧气底吹转炉内吹炼，得到V2O5含量高于35~40%的高钒渣。此渣在电炉内直接还原，制取含钒大于35%的钒铁合金。含钒钢渣的特点是氧化钙含量高。用传统的钠盐焙烧--水浸提钒工艺，钒浸出率很低。目前研究出的钠盐焙烧--碳酸化浸出工艺较好的解决了氧化钙的危害。 在含钒钢渣中，钒主要赋存在钒钙钛氧化物中，焙烧时钒钙钛氧化物与碳酸钠反应：2Ca3V2O7+Na2CO3+O2=3CaO+2NaVO3+Ca3(VO4)2+CO2硅钒酸钙与碳酸钠也发生类似反应：2[Ca2SiO4·Ca(VO4)2]+Na2CO3+O2 =2Ca2SiO4+2NaVO3+Ca3(VO4)2+5CaO+CO3烧结后水溶性钒约20%，碳酸化浸出的钒约60%。  焙烧主要技术条件：渣碱比100:18，钢渣的磨细度-200目大于60%，制粒后的粒度直径5~10mm，焙烧温度1100℃，物料停留时间3.7小时。技术指标是：生产能力1.58T·m-2·d-1，烟尘率0.5%，熟料转浸率85%。

鳞片石墨是一种非金属矿物质，结晶完整，片薄且韧性好，物化性能优异，具有耐高温、耐氧化、抗腐蚀、导热、导电性能强等特有的物理、化学性能。 鳞片石墨的导电性比一般非金属矿高100倍，是运用范围极为广范的导电材料。其中，锂离子电池就是利用鳞片石墨粉的导电性进行工作的。 在锂离子电池材料中，负极材料是决定电池性能的关键。作为一种高结晶度的石墨材料，鳞片石墨的粒度直接影响电极比表面积和边缘碳原子所占的比例，这与首次充电时的不可逆比容量有很大的影响，所以鳞片石墨在电池中起到至关重要的作用。 一、鳞片石墨具有电子导电率高、锂离子扩散系数大、嵌埋容量高和嵌埋电位低等诸多优点，所以鳞片石墨是锂电池最重要的材料之一。 二、鳞片石墨可以使锂电池电压平稳，减小锂电池中的内阻，可以使电池中电量储存时间长。增加电池的利用时间。 三、鳞片石墨可以减少锂电池中鳞片石墨粉的用量，使电池成本大大降低。 综上所述，鳞片石墨对锂离子电池来说，不仅能够延长电池使用时间，促使电压平稳，增强导电率，还可降低电池成本。

1．抑制电池极化，减少热效应，提高倍率性能； 　　2．降低电池内阻，并明显降低了循环过程的动态内阻增幅； 　　3．提高一致性，增加电池的循环寿命； 　　4．提高活性物质与集流体的粘附力，降低极片制造成本； 　　5．保护集流体不被电解液腐蚀； 　　6．改善磷酸铁锂、钛酸锂材料的加工性能。删除

钒酸钙、钒酸铁盐沉淀法主要用于从低浓度含钒溶液中回收钒。 一、钒酸钙法 加入CaCl2、Ca（OH）2、CaO，随溶液pH值的变化而生成不同的沉淀。pH值10.8～117.8～9.35.1～6.1沉淀物正钒酸钙焦钒酸钙偏钒酸该Ca3（VO4）2CaV2O7Ca（VO3）2溶解度小小稍大 通常在强烈搅拌下逐渐加入沉钒剂，加Ca2＋后 等杂质也会进入沉淀，硅胶也混入沉淀。最经济有效地沉淀物位焦钒酸钙，沉钒率一般可达97%～99.5%。 二、钒酸铁沉淀法 用铁盐或亚铁盐作沉淀剂，在弱酸性条件下，将含钒溶液倒入硫酸亚铁溶液中，并不断搅拌、加热，便会析出绿色沉淀物。由于二价铁会部分氧化成三价铁，V2O5会部分还原成V2O4，所以沉淀物的组成多变，其中包括Fe（VO3）2、Fe（VO3）3、VO2·xH2O、Fe（OH）3等。若沉淀剂采用FeCl3或Fe2（SO4）3，则析出黄色xFe2O3·yV2O5·zH2O沉淀。本法钒的沉淀率可达99%～100%。 钒酸铁及钒酸钙均可作冶炼钒铁的原料，或作为进一步提纯制取V2O5的原料。

1830年，瑞典科学家塞夫斯托姆（N.G.Sefstrom）从瑞典塔布格（Taberg）矿山的铁矿中发现钒，由于它的盐类色泽鲜艳美丽，因此以斯堪的纳维亚美丽女神凡娜迪斯命名为钒（Vanadium）。是年5月有，贝齐利阿斯（Berzelius）在实验室里发现三价钒和五价钒的化合物，但始终未能制出金属钒。直到1869年才由英国化学家罗斯科（H.E.Roscoe）通过氧还原氯化钒首次制得金属钒。    19世纪末发现钒在钢中能显著改善钢材的机械性能后，工业上才开始注意钒。国外最早从矿业的角度开发钒始于本世纪初，人们从秘鲁沥青铀矿的绿硫钒矿中提取钒。最盛时期秘鲁的钒产量一度占西方钒产量的1/4。由于需要量的增加，20世纪30年代美国启动以科罗拉多州钾钒铀矿为原料的生产工艺，在提取铀的同时将钒作为副产品回收，或单一生产钒产品。接着澳大利亚和原苏联发现了钒铀矿。50年代中期，由于冶炼技术的进步，发展到冶炼钒钛磁铁矿取得转炉吹炼钒渣；首先在芬兰和南非，接着在挪威和智利等国有了小批量生产。60年代初，原苏联开始大规模开采利用钒钛磁铁矿，从而使钒钛磁铁矿成为提钒的主要原料。    我国钒的开发利用始于新中国成立初期。起初的20多年主要从石煤中提取钒，钒的供应一直处于供不应求的状态，靠进口弥补不足。60年代后随着枝花钢铁基地的建设和钒钛磁铁矿普查勘探与钒钛综合利用科技攻关的成功，特别是1987年从攀枝花钒钛磁铁矿中提取伴生钒工艺流程的投产，我国钒依靠进口的局面有了根本的改变。    70年代中期，由于石煤提钒工艺日趋成熟，我国丰富的石煤资源也成了钒的一个重要来源。

国内钒的开采量在不断增加，虽然我国钒产业发展取得了进步，但在资源保障、产品档次、工艺技术和综合利用等方面的问题依然突出。在资源开采方面，仍存在一矿多采、大矿小开、采富弃贫等现象。钒钛磁铁矿中，钒资源综合利用率仅为47%、钛资源回收率不足14%。石煤提钒水平较低，存在共伴生稀有金属未实现规模化回收的现象。在产业布局方面，国内上海、山东、陕西、贵州、河南等钒钛资源深加工地区的资源保障程度低，难以形成规模经济，布局分散，物流成本高，产业链短。在产品结构方面，目前钒产品以初级产品为主，大量出口原料性钒产品(五氧化二钒)。钒功能材料等高端产品的研发和生产尚处于起步阶段，多数企业自主创新基础薄弱，至今没有引领全球钒产业的龙头企业。此外，目前我国从石煤中提取钒的工艺相对比较落后。随着我国经济结构转型，传统产业升级加快，战略性新兴产业、太阳能发电等行业迅速发展，对钒基合金、钒功能材料等关键品种的需求量将大幅增长，对企业的研发能力和品种质量要求将越来越高。

纳米三氧化二铝在锂电池里面的主要作用是做电极涂层。另外，还对锂电池起到表面修饰作用，用纳米三氧化二铝处理过的锂电池焊接效果好，焊接外观漂亮，比一般的焊接耐用。     目前中科院物理所已经将纳米三氧化二铝应用于改性进尖晶石锰酸锂材料，生产出可逆容量达到107mAh/克，55C循环200次容量保持率大于90％，优于国际同类产品水平，是国内靠前个可用于混合电池用高功率锂离子电池的材料。     北京星恒公司用此材料制造的高功率混合汽车用锂离子电池全面通过了863计划电动汽车重大专项组织的统一测试，功率达到1200W/千克，安全性、循环、高低温性能等测试全部通过。 [小知识]    纳米氧化铝，别名：纳米三氧化二铝，分子式：Al2O3 ， 分子量：101.96    熔点：2050℃ ， 沸点：2980℃    a相纳米氧化铝为白色疏松粉末，粒径小而且均匀，纯度高，分散性好，在锂电池中能很好的改善锂电池的容量性能。    技术指标：    型 号 VK-L30    外 观 白色粉末    晶 型 α相    含 量﹪ ≥ 99.99%    粒 径 nm 30±5

钒是高熔点稀有金属，密度5.96，熔点1890℃，沸点3380℃，有耐性，在中加热变脆，含氧和氮的钒也有脆性。钒是电的不良导体，其电导率仅为铜的十分之一。室温下，钒不与氧效果，在加热条件下被氧化成VO、V2O3、VO2、V2O5，高温下与大都非金属元素(如氮、碳、硫)发作反响。钒还能与铝、钴、铜、铁、锰、钼、镍、钯、锡、硅构成合金。钒的氧化态为-1、+1、+2、+3、+4、+5，一般+2和+3价钒的氢氧化物呈碱性，+4和+5价钒的氢氧化物呈，+5价钒在不同酸度的水溶液中构成不同组成的钒酸盐。在常温下，钒有较好的抗蚀性，本领、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀，但能被硝酸、或浓硫酸腐蚀。 钒在地壳中常与其他元素伴生，富集成工业矿床的很少。首要涣散于钒钛磁铁矿、铀矿、磷矿、铝钒土及煤炭中。钒的矿藏首要有绿硫钒矿(V2S+nS)、钒云母〔K2(Mg，Fe)(Al，V)4Si12O32•4H2O〕、钒铅矿〔PbCl2•3Pb3VO4〕2〕、钒钾铀矿(K2O•2V2O3•V2O5•3H2O)等。 钒矿的分化办法有：①酸法，用硫酸或处理后得到(VO2)2SO4或VO2Cl。②碱法，用或碳酸钠与矿石熔融后得到NaVO3或Na3VO4。③氯化物焙烧法，用食盐和矿石一同焙烧得到NaVO3。 金属钒的制取：含钒的矿藏经处理后得到五氧化二钒，再将五氧化二钒用碳、硅、铝复原得到金属钒;或用、镁复原的办法制取金属钒。 钒是冶金工业的重要质料。在钢铁中，钒首要是以钒铁的方式参加，首要起脱氧和脱氮的效果，一起可进步钢的强度、耐性、淬透性和回火稳定性。现在，90%的钒用作钢铁增加成分出产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、轴承钢、耐热钢、不锈钢和铸铁等。钒还用于钛合金、钴和镍基高温合金的增加剂。 V2O5广泛用作有机和无机氧化反响的催化剂，用于出产硫酸、精粹石油。钒在电子工业中可用作电子管的阴极、栅极、X射线靶、真空管加热灯丝。硅化钒和镓化钒是杰出的金属间化合物超导材料。在玻璃工业，钒可用于制作吸收紫外线的玻璃，以及用于制作护目玻璃和防护屏等。

含钒生铁在转炉炼钢过程中，将钒一同吹入渣中，得到含CaO巨大45%～60%的炉渣，称为高钙含钒渣。从这种渣中收回钒有两个计划： 第一个计划是回来高炉再炼，进一步在高炉内富集，到达生铁中含钒在2%左右，此含钒生铁经吹炼后能够制得30%～40% V2O5的高钒渣，可供直接炼制生铁或作为进一步提取V2O5的质料。 第二个计划是焙烧，高钙钒渣含V2O5 4.68%，钒渣/纯碱＝100/18，造粒后在回转窑（外径1m，长10m，处理量2.5t/d）内1100℃下化焙烧2h；焙烧后熟料水淬，湿球磨，然后在机械拌和槽或气体拌和槽浸取，通入石灰窑气，60℃碳酸化浸取2h，液固比5/1，结尾pH＝8.5。沉钒前液含V5g/L，加硫酸至游离酸H2SO4达2～3g/L，沸点下经1.5～2h后，清液中含V降至0.2g/L完毕，得红饼。钒浸取率76.3%，沉钒率达95%，从钢渣至红饼钒的实践收回率为64%。红饼中含V2O5 83.5%。此工艺技术可行，但碱耗量较高。钢渣中的V2O5含量低于5%时，效益会明显下降。 以上两个计划均未付诸实施。

新能源汽车在政策诱导下的一直呈现出迅猛的发展趋势，而作为新能源汽车技术关键的动力电池行业，也开始了大踏步发展的道路，而纳米技术的作为新时代的领军技术，将其应用于锂电池负极材料必然会给该行业带来新一轮的技术突进。 一、硅基材料硅基材料由于具有高化容量、相对较低的充放电平台及储量丰富等优点，是目前负极材料的研究热点之一。在该研究方向上，斯坦福大学崔毅团队表现突出，设计制备了核壳、空心硅纳米球、中空硅纳米管、硅纳米线阵列等不同结构，进一步优化了其电化学性能。 二、锗锗拥有比硅更高的电子电导率和锂离子扩散率，因此锗是高功率锂离子电池负极材料强有力的候选者。目前，研究人员尝试制备各种锗纳米结构材料以改进其电极性能。韩国学者Park等获得了零维的空心锗纳米颗粒以及三维的多孔锗纳米颗粒，显示出较好的循环性能。 三、金属锡金属锡作为锂离子电池负极材料时的理论容量高达994mAh/g，但其容量易迅速衰减、循环性能差。近年来研究人员开发出一系列纳米颗粒、纳米管、纳米片、纳米纤维、多孔结构等多种形貌的锡氧化物的合成与制备方法，显著改善了其循环性能和倍率性能。 四、二氧化钛二氧化钛是有望替代石墨电极的锂离子电池理想负极材料。近年来，研究人员围绕不同形貌纳米结构的TiO2负极材料进行了大量的研究工作。新加坡南洋理工大学楼雄文研究团队在该方向表现突出，通过将TiO2和高导电性的石墨烯复合，获得了具有较高的可逆比容量、优异的循环和倍率性能的复合材料。 五、氧化铁氧化铁由于其理论容量高、资源丰富、价格便宜等优势吸引了研究人员的极大关注。新加坡南洋理工大学楼雄文研究团队对α-Fe2O3应用于锂电池负极材料进行了大量研究，团队制备的α-Fe2O3纳米管、α-Fe2O3纳米盘，其中空和多孔的结构一方面增加了储锂空间，提高了嵌锂容量，另一方面对充放电过程中电极材料的体积变化均有缓解作用，从而显示出较优异的电化学性能。 六、石墨烯石墨烯具有很高的杨氏模量和断裂强度，同时还具有很高的电导率和热导率、优异的电化学性能以及易功能化的表面，这些特点都使石墨烯成为锂离子电池负极材料的首先研究材料。中国在该领域表现突出，主要研究机构有南开大学、复旦大学、中科院化学所、国家纳米科学中心、中科院上海硅酸盐所、上海大学、浙江大学等。 七、二维MoS2 二维MoS2纳米片作为锂离子电池负极材料时显示了较高的电化学储锂容量和较好的循环性能。中国研究人员在该领域较为活跃，浙江大学陈卫祥教授研究团队通过多种手段制备了MoS2/石墨烯复合材料并用作锂离子电池负极材料，不仅具有较高的可逆容量，而且其循环稳定性和倍率性能也十分优异。

钒是一种银灰色的金属。熔点1919±2℃，归于高熔点稀有金属之列。它的沸点3000--3400℃，钒的密度为6.11克每立方厘米纯钒具有展性，可是若含有少数的杂质，尤其是氮，氧，氢等，也能明显的下降其可塑性。一般来历:以矿藏绿硫钒石vs4 钒铝矿 钒紒铀矿 为主 元素用处： 如果说钢是虎，那么钒就是翼，钢含钒犹如虎添翼。只需在钢中参加百分之几的钒，就能使钢的弹性、强度大增，抗磨损和抗爆裂性极好，既耐高温又抗奇寒，难怪在轿车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部分，处处可见到钒的踪影。此外，钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一，有“化学面包”之称。首要用于制作高速切削钢及其他合金钢和催化剂。把钒掺进钢里，能够制成钒钢。钒钢比普通钢结构更严密，耐性、弹性与机械强度更高。钒钢制的，能够射穿40厘米厚的钢板。可是，在钢铁工业上，并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢，而是直接选用含钒的铁矿炼成钒钢。钒的盐类的色彩真是五颜六色，有绿的、红的、黑的、黄的，绿的碧如翡翠，黑的犹如浓墨。如二价钒盐常呈紫色;三价钒盐呈绿色，四价钒盐呈浅蓝色，四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色，而五氧化二钒则是赤色的。这些色彩缤纷的钒的化合物，被制成艳丽的颜料：把它们加到玻璃中，制成彩色玻璃，也能够用来制作各种墨水。我国是钒资源比较丰富的国家，钒矿首要散布在四川的攀枝花和河北的承德，大多数是以石煤的方式存在。 钒的运用规模 运用领域 占总量份额(%) 首要用处 运用产品 碳素钢 25 钢筋 FeV HSLA钢 25 建筑，石油管道 FeV 高合金钢 20 铸件，石油管配件 FeV 工具钢 15 高速工具钢，耐磨件 FeV(80%V) 钛合金 10 喷气式发动机零件，飞行器机 V-Al基合金 化学制品 5 硫酸和顺丁烯二酸酐出产 V2O5和其它钒化合物

沉钒方法的比较如表所示。 表  沉钒方法的比较项     目水解沉淀酸性铵盐沉钒弱酸性铵盐沉钒碱性铵盐沉钒钒酸钙法钒酸铁法沉钒pH值1.5～32～34～68～95～11＜7酸     耗很大大小很小铵     耗无小大很大初始钒浓度可大可小可大可小大大可大可小可大可小三废问题废液废液、废气废液、废气废液、废气废液废液生产周期短短长长短短沉钒收率／%～98＞98＞38＞9897～99.599～100产品含V2O5／%＞85＞99＞99＞99低低

钒的湿法冶金在20世纪后半叶发展较快，主要体现在钒的资源日益扩大。一个突出的表现是从燃油飞灰中回收的钒成为一个新的钒资源。同时从其他原料如碳质页岩中回收钒的技术也有较大发展。V2O5产品的质量由原来以红饼为主，改用铵盐沉钒，使纯度达到99%以上。在此基础上钒的应用领域也日益扩大。低合金结构钢、汽车用钢种的钒用量大增，同时在航空、航天领域中也突显钒在合金中的重要性。在钒的提取技术方面，溶剂萃取提取钒的技术日新月异，显著改善了提钒的技术及V2O5产品的质量。为此，即使含钒品位较低，或从杂质较多的溶液中回收钒，也有望在将来开拓更多的原料来源。