富集岩基本上是一种铝制岩石,含有水合的氧化氧化铝作为主要成分和氧化铁,二氧化硅和泰坦氏菌作为较小的成分,其比例不同。存在于铝土矿矿石中的水合铝氧化物是二氧化氢和Boehmite,Al 2 O 3 .H 2 O(Al 2 O 3:85%; Al:45%); Gibbsite或himargillite,Al 2 O 3 .3H 2 O(Al 2 O 3:65.4%; Al:34.6%)和铝土矿(含有胶体氧化铝水凝胶),Al 2 O 3 .2H 2 O(Al 2 O 3:73.9%; Al:Al:Al:39.1%)。铝土矿中的氧化铁作为赤铁矿或谷石。二氧化硅作为粘土;并作为白细胞或金红石免费的石英和钛。铝土矿是铝的主要矿石,它是现代工业中最重要的非有产金属之一。它也是难治性和化学工业的必不可少的矿石。
锂离子电池行业刚刚起步,可以追溯到 20 世纪 90 年代初,当时只有一种商业化的阴极化学物质,即锂钴氧化物 (LCO)。阴极可以说是电池中最重要的组成部分,因为所有能量(以 Wh/kg 为单位)都来自阴极。所有其他主要成分(阳极、隔膜、电解质和粘合剂)都是促成因素,不会影响电池的容量。LCO 投入商业使用几年后,锂镍钴铝氧化物 (NCA) 出现了。NCA 的结构在许多方面与 LCO 相似;这种成分使 NCA 的重量容量高于 LCO。目前最先进的高容量阴极材料除了镍和钴 (NMC) 外,还含有锰,并且 NMC 有不同等级,镍含量也不同。值得注意的是,即使经过三十年的发展,阴极材料的结构与原始的 LCO 并没有太大不同。随着时间的推移,我们不断调整阴极化学,不断改进。唯一的例外是磷酸铁锂
本研究对一种新型电池系统进行了全面的分析,该系统首次将由锂镍锰铝氧化物 (LiNi 0.9 Mn 0.05 Al 0.05 O 2 , NMA) 组成的高负载 (~5 mAh/cm 2 ) 无钴阴极集成到全固态电池中。银锗石 (Li 6 PS 5 Cl) 固体电解质与 99 wt% 硅薄膜阳极配合使用。在 0.05C 和 0.25C 的循环速率下,室温放电容量分别达到 > 210 mAh/g NMA 和 > 170 mAh/g NMA。在第一个循环期间进行的电化学阻抗谱测量详细说明了电解质降解的开始、硅阳极的锂化以及电荷转移动力学随电池电压的变化。拉曼光谱、傅立叶变换红外光谱和 X 射线光电子能谱用于识别循环过程中阴极电解液中形成的银锑矿降解产物,揭示碳酸锂是文献中经常提到的与氧气相关的降解的潜在来源。此外,制造过程中电池堆压力高(350 MPa),导致一些阴极颗粒破裂和粉碎。