本发明公开了一种锂电池正极材料回收方法,包括步骤:碱溶液浸泡:将废弃的锂电池正极材料正极片放在盛有碱性溶液的容器中进行浸泡;水解:将上一步得到的氢氧化铝溶液和钴酸锂粉末的混合液体放在纯水中进行水解然后进行水筛洗;氢化处理:将经过步骤a和b处理后得到的钴酸锂粉末放入气氛炉中,然后往炉内充入氢气经过高温加热;水解除锂:将氢化后的钴酸锂放入纯水中进行水解;固液分离:将氢化后的钴酸锂进行固液分离,并将分离后的固体洗涤三次,然后烘干,粉碎最后得到氧化钴。本发明采用碱溶液浸泡-水解-氢化处理-水解除锂-固液分离的方法来回收作为正极材料的氧化钴,回收成本低,回收的氧化钴杂质少,纯度高,效果好。
本发明公开了一种锂离子电池正极材料梯度包覆的镍酸锂的制备方法,以解决现有镍酸锂循环性能差的问题。该镍酸锂的分子式为:LiNi1-xMxO2,其中0<x≤0.3,所述M是掺杂的金属离子,M选自镁、镍、铁、钛、锌、钴、锰、铝、铌、钒中的一种或几种;所述梯度包覆是在球形氢氧化镍材料的表面,包覆具有浓度梯度的含镍和其它金属元素的氢氧化物共沉淀物,再将此前驱体与锂源材料混合后,在氧气气氛炉中高温焙烧,获得高性能改性镍酸锂正极材料。本发明所得到的梯度包覆镍酸锂具有比容量高、循环性能好、高温性能优异等特点,适合于高容量锂离子电池应用领域。
本发明提供了一种硫化物全固态电池用锂合金负极的制备方法。该方法包括:在金属锂表面均匀涂置一层金属活动性低于锂的金属有机化合物,利用锂比化合物中金属的活动性强,从而将金属置换出来,该金属在锂表面形成均匀包覆层,构成锂合金负极。该锂合金负极可用于组装全固态锂离子电池。锂合金负极表面的均匀金属层可有效隔绝全固态锂离子电池中硫化物电解质与金属锂的反应,也能在一定程度上抑制锂枝晶的生成,从而大大提高全固态锂离子电池的循环稳定性和安全性。
本发明提供一种锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统及方法,该锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统包括定位火灾位置并发出火灾发生信号的火灾探测模块、灭火防复燃抑爆模块和控制灭火防复燃抑爆模块开启或关闭的控制模块,灭火防复燃抑爆模块用于快速扑灭明火并防止电池复燃爆炸,其包括用来存储灭火防复燃抑爆介质的存储装置,所述灭火防复燃抑爆介质为90%~99.8%的锂钝化气体和0.3%~10%的卤代烃气体的组合,所述锂钝化气体为氮气、二氧化碳中的一种或两种的组合。本发明采用灭火防复燃抑爆介质中卤代烃气体快速灭初期明火,迅速防止明火的蔓延和扩散;同时锂钝化介质钝化活性锂物质,吸热降温,抑制可燃易爆气体生成,同时实现高效灭火、防复燃和抑制爆炸三种功能。
本申请涉及电池材料领域,具体而言,涉及一种硅碳复合材料及其制备方法、锂电池负极。一种硅碳复合材料,硅碳复合材料包括内核和包覆于内核外的外壳;内核包括纳米硅材料,纳米硅的颗粒粒径为10‑500nm;外壳的材料包括碳和含锂固体电解质。本申请的硅碳复合材料具有碳的电子导电特性的同时还具有含锂固体电解质较高的锂离子传输速率,含锂固体电解质可以降低首次充放电过程中锂离子的消耗,从而提高其首次效率;碳材料以及固态电解质形成的外壳与内核具有较强的结合力,可以有效抑制在充放电过程中硅碳复合材料的膨胀。
本发明公开了一种偏钛酸型锂离子筛吸附剂的制备方法及其产品与应用,包括以下步骤:将有机锂盐溶解于混合溶剂中,得到A液,将钛酸丁酯溶于溶剂中,得到B液,接着在搅拌条件下,将A液滴加至B液中,滴加完毕后,在设定温度下静置陈化,得到凝胶;将凝胶烘干后,研磨成粉末,然后在空气气氛下焙烧,焙烧完毕后,得到锂离子筛前驱体;将锂离子筛前驱体置于无机酸中进行搅拌解析,得到偏钛酸型锂离子筛吸附剂。本发明所使用的溶胶凝胶法过程温和、易于控制、能耗低,容易获得超细结构产品,在后续对离子筛需要制成交换柱或膜,具有独特得优势。本发明制备的偏钛酸型锂离子筛前驱体晶体结构完整、性能稳定,在酸浸解析过程中溶损率低。
本发明提供了一种LiNi0.5Mn1.5O4材料、其制备方法及锂离子电池。该方法采用水热法先制得极细的二氧化锰纳米线,再将二氧化锰纳米线前驱体与锂盐、镍盐按一定比例均匀混合,经过在空气中煅烧得到分布均匀的小尺寸的LiNi0.5Mn1.5O4纳米棒。本发明使用的原料价格低廉,不对环境造成污染,且工艺易于控制,适宜于大规模工业化生产。使用本发明制备的正极材料制成的锂离子电池的放电比能量在480Wh?Kg-1以上;充放电500次时,容量保持率及效率均保持在99%以上。
本发明公开了一种综合利用钛铁矿制备磷酸铁锂前驱体的方法:将钛铁矿用酸浸出,过滤得滤液,在滤液中溶解一定量的其它铁源,使得混合溶液中FE的浓度为0.01-3MOL/L,TI与FE的摩尔比为0.0005-0.5;向混合溶液中加入适量的氧化剂,用碱的水溶液调节体系的PH=1.5-6.0,使得部分铁和某些杂质离子共沉淀,过滤,得到滤液;向滤液中加入沉淀剂(0.01-6MOL/L),并用碱的水溶液调节体系的PH=4.0-14.0,在10-90℃的搅拌反应器中反应10MIN-24H,过滤、洗涤,将沉淀于50-150℃下烘干后在空气中300-800℃下煅烧1-24H即得锂离子电池正极材料磷酸铁锂的前驱体—掺杂型金属元素的三氧化二铁。本发明具有原料来源广、工艺流程简单、产品质量好且稳定、成本低等特点。
本发明属于锂金属电池领域,具体公开了一种锂金属阳极的制备方法,包括以下步骤:步骤(1):第一段电处理:采用集流体作为工作电极,金属锂作为对电极,在电解液A中以0.01~10mA/cm2的电流密度循环1‑100圈;所述的电解液A包含基础电解液和添加剂A;步骤(2):第二段电处理:将步骤(1)处理后的集流体继续作为工作电极,金属锂作为对电极,在电解液B中以0.01~20mA/cm2的电流密度下进行第二段电处理,处理后的工作电极即为所述的锂金属阳极;所述的电解液B包含基础电解液和添加剂B。本发明经过所述的二段电处理配合处理过程的添加剂以及电流密度等条件的协同控制,能够制得具有优异电化学稳定性和高容量、高循环稳定性的金属锂阳极。
本发明提供了一种提高冷变形铝锂合金强塑性的前处理方法,对所述铝锂合金进行退火处理,所述退火处理的温度为250~400℃,所述退火处理的时间为1~4h;所述铝锂合金为冷变形铝锂合金。本发明提供的前处理方法,通过对铝锂合金进行1~4h的温度为250~400℃的退火处理,改变铝锂合金的储能状态,调整合金再结晶晶粒形态与分布,达到适当的再结晶晶粒纵横比,并与时效过程中形成的强化相T1联合作用,实现对综合力学性能的提高,提高强度和塑韧性。
本实用新型涉及一种低电压锂离子电池,其正极集流体到负极集流体之间包括依次设置的正极材料层、电解质层和负极材料层,所述正极材料层中的活性材料为TiNb207材料或钛酸锂材料,所述电解质层为固态电解质层或由隔膜和液体电解质层组成液膜层,所述负极材料层中的活性材料为石墨材料、硅碳材料、硬碳材料、软碳材料或锂金属材料;所述低电压锂离子电池中TiNb207材料或钛酸锂材料的中值电压范围为1.5V~1.8V(vs.Li/Li+),该类材料晶体结构稳定,一直被用于锂离子电池的负极材料,在本实用新型中将其作为提供低电压长寿命的正极材料使用,不仅具有创新性和挑战性,同时使锂离子电池具有更好的循环寿命。
磷酸铁锂铝碳复合正极材料及其制备方法。本发明的磷酸铁锂铝碳复合正极材料是在磷酸铁锂或掺杂有金属离子的磷酸铁锂晶格表面均匀包覆有铝单质和碳复合微粒构成的导电层,所述铝单质占复合材料重量百分比的0.1~10%;所述碳复合微粒占复合材料重量百分比的0.1~10%。本发明通过单质铝和碳复合微粒的包覆,有效地提高了磷酸铁锂材料的导电性。具有导电性能好,低温性能优越,材料结晶度好,颗粒细小,综合性能好等特点。本发明的制备方法根据金属铝熔点较低(660.4℃)的特点,对磷酸铁锂半成品在高温下进行熔融包覆,简化了磷酸铁锂的包覆工艺,且采用金属铝及碳包覆成本低廉,适合于工业化生产。
本发明提供一种含偏磷酸盐锂离子电池正极材料的制备方法。含偏磷酸盐锂离子电池正极材料的制备方法,包括:将含锂氧化物与磷酸二氢盐混合后在氧化性气氛中煅烧得到锂离子电池正极材料;含锂氧化物的通式为LiaNibCocMndX1‑b‑c‑dO2,其中X包括Al、Mg、Zr中一种或多种。本申请提供的含偏磷酸盐锂离子电池正极材料的制备方法,包覆效果好,包覆物杂质少,制备方法简单,使用其制得的锂离子电池,循环性能和安全性好。
本发明公开了一种从含镍钴锰锂的混合溶液中高效分离有价金属的方法,包括以下步骤:(1)向装有底流的反应釜中同时加入含镍钴锰锂的混合溶液和碱溶液进行沉淀反应,保持加热和搅拌,控制含镍钴锰锂的混合溶液和碱溶液的添加速度以控制溶液的pH值为8‑14;(2)待含镍钴锰锂的混合溶液添加完毕后,继续添加碱溶液控制浆料的pH值稳定在10‑12,停止添加碱溶液,保温搅拌陈化反应;(3)将步骤(2)中陈化后的浆料进行固液分离得到沉淀渣与沉淀母液,所得沉淀渣为镍钴锰氢氧化物与氧化物的混合物,所得沉淀母液为富锂溶液。本发明的方法,含镍钴锰锂混合溶液中镍、钴、锰、锂的回收率均大于99%。
本发明公开了一种原位包覆锂离子电池正极材料的改性方法,包括下述的步骤:将经过干燥的包覆原料加入电解液中,并使包覆原料均匀分散在电解液中;将上述电解液与锂离子电池正极、负极组装成锂离子电池;将组装好的锂离子电池进行充放电循环,在充放电循环过程中包覆原料在正极材料表面原位形成一层包覆层。本发明将包覆原料加入锂离子电池电解液中均匀分散后,不需改变正负极制备工艺和电池组装工艺,不需改变锂离子电池充放电电压,可在原有的生产条件下生产,不用增加包覆工艺流程。只需在配制电解液时将添加剂加入其中,通过充放电循环便可实现原位包覆,并且对锂电池性能改善显著。
本发明公开一种锰酸锂正极材料及其制备方法,该制备方法包括以下步骤:取氟化物做粉碎处理;将粉碎处理后的氟化物、以及碳酸锂、锰源材料和硼酸混合得到混合物,将所述混合物进行一次烧结生成掺氟的锰酸锂;按比例称取所述掺氟的锰酸锂和氢氧化铝,进行二次烧结,生成所述锰酸锂正极材料,所述掺氟的锰酸锂和所述氢氧化铝的摩尔比为1:0.02~0.1。本发明提供的制备方法制备成本低制备方便,制备的碳酸锂正极材料循环性能好、容量高。
一种提高锰酸锂正极材料性能的方法,包括以下步骤:(1)将粒度D50≤35μm的锰酸锂用蒸馏水洗涤除杂,然后脱水干燥,得除杂锰酸锂产品;(2)将除杂锰酸锂产品加入阴离子化合物,混匀后在400~600℃温度下恒温煅烧2~8h,然后继续升温到700~1000℃恒温煅烧7~20h,冷却至室温,研磨至粒度D50≤35μm,得锰酸锂正极材料。本发明方法制得的锰酸锂正极材料首次放电容量比容量可达125mAh/g;在55℃高温条件下,经过50次循环后,放电容量保持率达95%以上;本发明方法采取二次煅烧锰酸锂产品,能提高材料的容量,增强结构的稳定性,改善材料的性能;工艺简单,条件温和,适宜规模化工业化生产。
本发明公开了一种复合包覆剂、高电压钴酸锂及其制备方法,该复合包覆剂包括第一包覆剂和第二包覆剂,第一包覆剂为吸附锂离子的α?磷酸锆,第二包覆剂为吸附稀土离子的铵代α?磷酸锆。在第一包覆剂中,锂离子与α?磷酸锆的摩尔比为1:1~1 : 3,在第二包覆剂中,稀土离子与铵代α?磷酸锆的摩尔比为1:1~1 : 3。上述复合包覆剂,将α?磷酸锆进行吸锂处理,形成负载有大量锂离子的磷酸锆,一方面提高磷酸锆本身的电导率,另一方面形成层状嵌锂化合物,提高锂离子扩散速率。同时,将一部分α?磷酸锆进行负载稀土金属元素处理,为稀土金属的均匀包覆提供载体。上述复合包覆剂可在钴酸锂表面形成均匀包覆,并且导电性好。
本发明属于锂硫电池电解液技术领域,具体公开了一种锂硫电池电解液,其包含导电锂盐、有机溶剂和添加剂A,所述添加剂A的结构式为X为卤素原子(F、Cl、Br、I)中的一种,其在电解液中的质量百分含量为0.1%~5wt%。所述添加剂A可在锂金属负极表面发生反应,反应形成的无机物LiX、Li2SO3Li2SO4和‑N=C=O电聚合形成的有机物改善了SEI膜的组分,提高了锂金属负极的界面稳定性,有效提升了电池的放电比容量和循环稳定性。
本实用新型公开了一种锂电池组的密封结构,包括锂电池本体,所述锂电池本体由锂电池壳体、铜合金极柱、铝合金极柱、密封层和电解液组成,所述锂电池本体的上端设有铜合金极柱和铝合金极柱,所述铜合金极柱和铝合金极柱的下侧设有密封层,所述密封层下侧设有电解液,所述密封层和极柱之间设有金属化陶瓷环,所述密封层包括盖板、减震层、保护板、吸水垫片和绝缘板,所述极柱通过金属化陶瓷环利用钎焊工艺与盖板焊接连接,所述锂电池本体的底部设有绝缘板。该实用新型采用陶瓷作为密封结构的主要材料,提高了密封结构的可靠性和寿命,ABS/PC合金树脂作减震层使其更具密封性、耐热性、抗震性、防漏电和强度阻燃性,环保无污染。
本发明公开了一种锂电池用磷酸铁的制备方法,所述磷酸铁包含由多个一次粒子凝聚的二次粒子,所述一次粒子呈中空多孔球形结构;二次粒子呈中空多孔类球形结构。本发明方案的磷酸铁呈独特的中空多孔类球形结构,以其为前驱体制得的磷酸铁锂具有多孔结构,增大了电解液与正极材料的接触面积,具有良好的浸润性;同时,多孔结构还具有降低离子扩散阻力等优点;中空结构,缩短了锂离子的扩散路径,同时还为锂离子的扩散提供了多种路径,解决了现有技术中的磷酸铁锂材料存在的扩散速度低、极化等问题,因此,利用该磷酸铁锂为前驱体可以制得具有良好性能的磷酸铁锂,尤其具有良好的低温性能。
本发明涉一种醚基锂电池电解液及其制备方法和应用,该电解液包括锂盐、溶剂和稀释剂,其中,锂盐包括LiFSI或LiFC,溶剂包括DME或DH,稀释剂包括HFE,醚基电解质的浓度≥4mol/L。DME或DH为粘度低,电化学稳定性高,不与Li+溶剂化的惰性溶剂,可以很好地解决离子电导率低,影响电池的倍率性能;锂在低温时容易析出,导致低温性能差;粘度较大,难以湿润分离器,降低电池性能;以及经济成本过高,难以大规模商业应用的问题。醚基电解质的浓度≥4mol/L,局部高浓度的电解液与高浓度的电解液同样保持了良好的成层性能,使电池仍然具有抑制锂枝晶生长等优异的性能。本发明还提供了上述电解液的制备方法和含有上述电解液的锂电池。
本发明公开了一种七氟丁酰氯作为添加剂的电解液,包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂,所述添加剂为七氟丁酰氯,其浓度为0.5wt%‑2wt%,所述非水有机溶剂为环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物,所述环状碳酸酯与所述链状碳酸酯的体积比为(1‑9):(1:9),所述锂盐浓度为0.8‑1.2M。本发明采用上述一种七氟丁酰氯作为添加剂的电解液及其锂离子电池,向碳酸盐电解液中引入七氟丁酰氯作为电解液添加剂,极大的抑制了锂金属负极中锂枝晶的生长,提高了锂金属电池的电化学稳定性。
本发明公开了一种表面有机修饰层保护的三维多孔锂负极及其制备方法和应用,包括集流体、复合于集流体表面的多孔碳以及复合于多孔碳表面的有机聚合物修饰层,所述多孔碳为具有内部连通孔结构的碳骨架材料,连通孔形成的装填腔室内填充有金属锂;所述的有机聚合物选自卟啉类衍生物在ZnP3‑环己烷中生成的凝胶、二茂铁凝胶、二元胺与石胆酸共混凝胶、羧氨酸基与邻二甲苯生成的凝胶中的一种或者多种,有机聚合物的粘度为15~50mPa·s;分子量为8000‑15000。本发明通过高比表面积多孔碳以及有机聚合物修饰层的双重作用,协同提升金属锂二次电池循环库伦效率,增加其循环寿命。
本申请涉及电池材料领域,具体而言,涉及一种石墨复合材料及其制备方法、锂电池负极。石墨复合材料包括:内核,内核包括石墨;以及外壳,外壳包覆于内核外,外壳包括预锂化固体电解质、导电剂以及碳。固态电解质可以提升材料的锂离子传输速率,导电剂可以有效改善固体电解质自身电子导电率差的问题从而提高石墨复合材料的电子导电率;固态电解质在充放电过程中会导致锂离子损耗,预锂化固态电解质能有效避免该问题,此外,石墨复合材料的外壳具有人工SEI膜的作用。本申请提供的石墨复合材料能有效提高提升材料的首次效率及锂离子导电率。
本发明涉及一种镁锂合金模锻件的热处理方法,该热处理方法包括:将镁锂合金模锻件在第一温度范围下进行固溶处理,得到固溶处理后的镁锂合金模锻件;将固溶处理后的镁锂合金模锻件在第二温度范围下进行时效处理,得到时效处理后的镁锂合金模锻件;将时效处理后的镁锂合金模锻件冷却至室温,得到热处理态镁锂合金模锻件。经过本发明的热处理组合工艺处理后,合金中的MgLi2Al相充分溶解在基体中,既增加了基体中固溶原子的含量,又避免了晶粒尺寸的过度长大,在充分提升固溶强化效果的同时保留了细晶强化效果。
本发明涉及一种熔盐电解制备金属锂的方法,包括先构建阳极室内盛有含锂离子的阳极熔盐电解质并插有阳极,阴极室内盛有含锂离子的阴极熔盐电解质并插有阴极,电解槽内底部盛有液态合金的电化学体系,然后通电电解,向阳极室中加入碳酸锂,即可在阴极熔盐电解质的表面得到金属锂。本发明的有益效果为:以碳酸锂为原料在制备金属锂的过程中,能避免氯气的产生,可放宽杂质含量的要求,降低了生产原料和设备成本。
本发明公开了一种从卤水中提取锂的工艺,包括以下步骤:对原卤进行硫酸酸化,在提取硼酸的同时,使卤水中的硫酸根浓度增大,直到促使硫酸盐结晶;充分中和提硼过后的酸化卤水中的过量酸;让卤水在盐田自然蒸发结晶,结晶出硫酸锂、硫酸镁和氯化镁的混合物;利用硫酸锂的密度比硫酸镁和氯化镁都要大的物理特性,运用选矿学中的重介质重选原理,将锂盐和镁盐分开,以达到分离镁和锂的目的;然后采用烧碱沉镁和纯碱沉锂分别得到氢氧化镁和碳酸锂产品。本发明完全不需要喷雾干燥和煅烧程序,极大地减少了能源的消耗,可以降低70%的生产成本,且工艺流程简单,过程中少有化学反应,不会因流程复杂造成产品质量难以控制,而且环保无污染。
一种酸性中和制备六氟锑酸锂的方法,首先将焦锑酸锂用水浆化后加入氢氟酸中和至要求pH数值,然后向溶液中加入双氧水,使焦锑酸锂中残存的少量三价锑氧化为五价,随后向六氟锑酸锂溶液中通入硫化氢气体净化脱除重金属杂质,净化后液经过浓缩、结晶和干燥得到六氟锑酸锂产品。本发明的实质是利用Sb‑F键长比Sb‑OH键长短且结合力强的原理,在水溶液中用F‑取代焦锑酸锂中的OH‑生成六氟锑酸锂溶液,溶液经过净化、浓缩、结晶和干燥后得到六氟锑酸锂产品。本发明具有工艺过程短、产品质量好和成本低的优点。
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