钛铁矿多元材料冶金

本书主要介绍了利用钛铁矿制备电极材料的材料化冶金原理、方法与技术。主要内容包括：钛铁矿中各元素定向分离的工艺及原理；富钛渣定向净化制备特殊形貌的过氧钛化合物、TiO2及Li4Ti5O12的技术、方法及原理；钛铁矿浸出液定向净化制备LiFePO4及其前驱体的的技术、方法及原理；钛白副产硫酸亚铁定向净化制备LiFePO4及其前驱体的技术、方法及原理。

李新海，男，1962年生。中南大学教授，博士生导师，国务院政府特殊津贴获得者。先后主持国家“973”计划、国家科技支撑计划、湖南省科技计划重大专项等多项课题。研究方向主要涉及优选电池与储能材料，如锂离子电池、镍氢电池、无汞碱锰电池、燃料电池等；碳素材料，如碳纳米管、富勒烯、不错电容器用碳材料等；有色金属资源高效利用，如盐湖资源和复杂镍、钴、锰、锂资源等。先后有12项科研成果通过省部级科技成果鉴定，荣获省部级以上科技奖励10项，其中国家科技进步二等奖1项、湖南省技术发明一等奖1项、湖南省科技进步一等奖1项。申请国家发明专利60余项，授权发明专利30余项，发表学术论文300余篇。

第1章 概述
1.1 引言
1.2 钛铁矿的研究及应用进展
1.2.1 钛铁矿的组成和资源分布
1.2.2 钛铁矿的常规利用途径
1.2.3 钛铁矿资源的综合利用
1.3 锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究及应用进展
1.3.1 Li4Ti5O12的结构及电化学特性
1.3.2 Li4Ti5O12的合成方法及特点
1.3.3 Li4Ti5O12存在的问题及改性研究
1.3.4 Li4Ti5O12的应用进展
1.4 锂离子电池正极材料LiFePO4的研究及应用进展
1.4.1 LiFePO4的结构及电化学特性
1.4.2 LiFePO4的合成方法及特点
1.4.3 LiFePO4存在的问题及改性研究
1.4.4 LiFePO4的应用进展
1.5 研究目的和研究内容
第2章 钛铁矿中各元素定向分离的工艺及机理研究
2.1 引言
2.2 实验
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验设备
2.2.3 实验流程
2.2.4 元素定量分析
2.2.5 物相及结构分析
2.2.6 形貌分析
2.2.7 表面成分分析
2.2.8 粒径分析
2.3 理论分析
2.3.1 热力学分析
2.3.2 Ti（Ⅵ）在氯盐溶液中的水解机理分析
2.3.3 机械活化机理的初步探讨
2.3.4 浸出工艺条件的初定
2.4 钛铁矿中各元素定向分离的工艺研究
2.4.1 初始盐酸浓度和浸出时间对元素分离的影响
2.4.2 反应温度对元素分离的影响
2.4.3 酸矿比对元素分离的影响
2.4.4 机械活化对元素分离的影响
2.5 小结
第3章 富钛渣定向净化制备特殊形貌的过氧钛化合物、TiO2及Li4Ti5O12的研究
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验设备
3.2.3 实验流程
3.2.4 元素定量分析
3.2.5 物相及结构分析
3.2.6 形貌分析
3.2.7 表面成分分析
3.2.8 红外分析
3.2.9 TG—DTA分析
3.2.10 电化学测试
3.3 富钛渣配位浸出一定向净化的物理化学
3.3.1 理论依据
3.3.2 配位浸出一定向净化的工艺研究
3.3.3 很优条件下所得产物的物理化学表征
3.4 特殊形貌的过氧钛化合物和TiO2的制备与表征
3.4.1 针球状过氧钛化合物以及线状、棒状TiO2的制备与表征
3.4.2 片状过氧钛化合物的制备与表征
3.5 Li4Ti5O12的制备与电化学性能研究
3.5.1 制备原理
3.5.2 结构分析
3.5.3 形貌分析
3.5.4 电化学性能研究
3.6 小结
第4章 钛铁矿浸出液定向净化制备LiFePO4及其前驱体的研究
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验设备
4.2.3 实验流程
4.2.4 元素定量分析
4.2.5 物相及结构分析
4.2.6 形貌分析
4.2.7 表面成分分析
4.2.8 微区结构及成分分析
4.2.9 TG—DTA分析
4.2.10 电化学测试
4.3 理论依据
4.4 探索实验
4.4.1 浸出液定向净化制备LiFePO4·2H2O的研究
4.4.2 从LiFePO4·2H2O制备LiFePO4的研究
4.5 浸出液选择性沉淀制备LiFePO4·2H2O工艺优化
4.5.1 沉淀剂用量的优化
4.5.2 浸出液成分的优化
4.6 很优条件下制备的LiFePO4的结构及性能
4.6.1 结构分析
4.6.2 表面元素分析
4.6.3 微区结构、形貌及组元分布
4.6.4 电极动力学研究
4.6.5 电化学性能与文献的比较
4.7 小结
第5章 Ti、Al及Ti—Al掺杂LiFePO4的结构、性能及掺杂机理研究
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 实验原料
5.2.2 实验设备
5.2.3 实验流程
5.2.4 元素定量分析
5.2.5 物相及结构分析
5.2.6 形貌分析
5.2.7 表面成分分析
5.2.8 微区结构及成分分析
5.2.9 电化学测试
5.3 前驱体的表征
5.3.1 掺Ti前驱体
5.3.2 掺Al前驱体
5.3.3 掺Ti—Al前驱体
5.4 结构及掺杂机理研究
5.5 形貌分析
5.6 LiFePO4晶粒的微区结构、形貌及组元分布研究
5.7 电极动力学研究
5.8 电化学性能研究
5.9 小结
第6章 钛白副产硫酸亚铁定向净化制备LiFePO4及其前驱体的研究
6.1 引言
6.2 实验
6.2.1 实验原料
6.2.2 实验设备
6.2.3 实验流程
6.2.4 元素定量分析
6.2.5 物相及结构分析
6.2.6 形貌及元素分布
6.2.7 电化学测试
6.3 选择性沉淀制备FePO4·2H2O
6.3.1 元素分析
6.3.2 形貌与表面元素分析
6.4 多元金属掺杂LiFePO4的制备与表征
6.4.1 物相与结构研究
6.4.2 形貌与表面元素分析
6.4.3 电极动力学研究
6.4.4 电化学性能研究
6.5 小结
第7章 结论
参考文献