本发明公开了一种锂铝硼复合掺杂的锰酸锂正极材料及其制备方法,该锂铝硼复合掺杂的锰酸锂的化学式为:Li1+xMn2‑xAlxO4·0.3xLiBO2,其中,0<x≤0.2。本发明通过采用喷雾造球后二段焙烧的方法制得形貌规则,粒径均匀的多孔球形锂铝硼复合掺杂的锰酸锂正极材料。通过在锰酸锂晶格中引入锂、铝、硼这三种元素,硼以LiBO2形式与锰酸锂形成Li1+xMn2‑xAlxO4·0.3xLiBO2固溶体,有效地抑制了锰在电解液中的溶解,提高了Mn‑O键的强度从而增强了材料的结构稳定性,显著提高了锰酸锂的高温循环性能。材料的制备工艺操作简单易于控制,成本低廉易于实现规模化生产。
本发明提供了一种富锂锰基锂电池用正极材料的制备方法,向碱性沉淀剂和络合剂溶液中先后加入含加镍、钴和锰的盐类溶液以及含金属M的盐溶液制得前驱体,将前驱体粉体材料与锂源化合物混合经高温热处理后制得材料。采用本发明方法制备的富锂锰基正极材料的颗料具有明显的核壳结构,可减少电极极化,有效抑制过渡金属的溶解和氧气的释放,使得材料具有优异电化学性能,倍率性能和循环稳定性好,工作电压高。同时本发明引入金属M元素采用溶液湿法,工艺简单,反应条件容易控制,能耗低,适合产业化生产。
一种锂离子电池正极材料硼酸锰锂/石墨烯及其制备方法,所述硼酸锰锂/石墨烯按照以下方法制成:(1)将锂源、锰源、硼源和还原剂溶于去离子水中;(2)与石墨烯混合,水浴中搅拌,形成混合溶液,控制混合液中石墨烯浓度为0.1~1.4?g/L;(3)调节pH值至6~9;(4)干燥造粒,得硼酸锰锂/石墨烯前驱体;(5)将硼酸锰锂/石墨烯前驱体于非氧化性气氛下450~800℃烧结6~22h,冷却至室温,得锂离子电池正极材料硼酸锰锂/石墨烯。本发明锂离子电池正极材料硼酸锰锂/石墨烯,硼酸锰锂微球均匀地原位生长在石墨烯片上,具有良好的电化学性能,有效的解决了材料由于表面中毒效应而导致的循环、倍率性能变差的缺点。
锂离子电池用镍钴锰酸锂正极材料前驱体及其生产方法,该钴锰酸锂正极材料前驱体化学式为(Ni1-x-yCoxMny)Oδ,其中0.5<δ<1.5,0
本发明公开了一种锂硫电池用改性隔膜的制备方法、改性隔膜及具有该改性隔膜的锂硫电池。该锂硫电池用改性隔膜的制备方法包括以下步骤:将导电剂与纳米金属氧化物按质量比1:1~10:1进行混合,获得混合均匀的涂层材料;将所述涂层材料与粘结剂按质量比1:1~5:1混合均匀,然后分散到溶剂中;通过机械搅拌或超声分散获得分散均匀的涂层浆料;将所得涂层浆料涂覆于一隔膜基体表面,真空干燥,即得锂硫电池用改性隔膜。采用该方法所制备的锂硫电池用改性隔膜可有效抑制锂硫电池充放电过程中多硫化物的“穿梭效应”,提高锂硫电池循环寿命,具有该改性隔膜的锂硫电池电池容量高、循环性能好。
一种锂云母矿相重构提锂渣综合利用的方法,是以“矿相重构法处理锂云母提取电池级碳酸锂”技术为背景,综合利用锂云母矿相重构提锂浸出渣。提锂浸出渣经剥离、转化法沉淀氢氧化铝、浓缩结晶氯化钙、酸浸渣精选萤石等工艺步骤,各个步骤相互协同,共同实现提锂渣的经济、高效利用。
本发明揭示了一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法、锂离子电池复合隔膜,其中锂离子电池复合隔膜包括复合吸附材料粉末、分散剂、去离子水、粘结剂以及表面活性剂,复合吸附材料粉末、分散剂、去离子水、粘结剂以及表面活性剂之间的重量比为1:0.001~0.005:2.9~6.8:0.1~0.4:0.004~0.007;其中,复合吸附材料粉末包括非金属矿物、丙烯酰胺单体、引发剂以及去离子水,非金属矿物、丙烯酰胺单体、引发剂以及去离子水之间的质量比为1:0.15~0.45:0.01~0.05:10~50。本申请通过采用聚丙烯酰胺/非金属矿物复合材料作为锂离子电池复合隔膜功能涂层,制备的复合涂覆隔膜能有效捕获电池内部溶出的重金属离子,减少金属离子在负极析出破坏SEI膜或穿刺隔膜,改善电池循环性能和安全性能。
本发明公开了掺杂型镍钴锰酸锂前驱体,分子式为NixCoyMnzAlt(OH)2+3t·nWO4,其中x+y+z=1,0.4<x<1.0,0<y≤0.5,0<z≤0.5,0<t<0.2,0<n<0.2,Al和W在前驱体中呈原子尺度上的均匀混合,前驱体的一次粒子为规则的板条状且呈竖立式疏松排布,二次粒子为径距不大于0.75的类球形。还公开了该掺杂型镍钴锰酸锂前驱体的制备方法。本发明的前驱体材料中掺杂元素实现了原子级别的均匀混合,有利于提高正极材料的电化学性能,且生产过程中本发明的前驱体材料二次粒子不开裂,形态保持完好。本制备方法工艺流程简单,且能稳定批量化制备出品质好的前驱体,具有广泛的应用前景。
本发明公开一种具有核壳结构的硫正极材料及其制备方法、锂硫电池正极极片和锂硫电池,该材料为核壳结构,以碳为外壳,以氮化铁为内核;该材料还包括硫单质,该硫单质分布在外壳内壁和内核表面;该制备方法先以Fe2O3纳米立方体为模板采用原位包覆和高温碳化制备Fe3O4@C;再通过超声酸刻蚀形成核壳结构;然后在氨气气氛下烧结形成以碳为外壳、以氮化铁为内核的核壳结构;最后通过熔融扩散将单质硫渗入Fe2N@C中,得到硫正极材料。本发明提供的硫正极材料中碳壳具有高导电性,氮化铁内核对于聚硫锂具有强化学吸附作用以及电催化活性,采用该材料制备得到的正极极片和锂硫电池具有优异的电池循环性能和快速充/放电性能;该制备方法工艺简单,成本低,易于实现。
本发明涉及一种从锂离子电池废电解液中回收锂的方法,属于资源循环利用技术领域。本发明的目的是要提出一种从锂离子电池废电解液中回收锂的方法,重点是将废电解液与一种含大阳离子半径的卤化物溶液混合反应,将电解液中的PF6‑整体分离,并将分离后所得含锂溶液进行深度净化和沉锂处理后得到碳酸锂,从而达到清洁高效利用锂离子电池废电解液的目的。
本发明公开了一种锂离子全固态电池用硼掺杂&亚磷酸盐包覆镍基正极材料及其制备方法。利用硼化合物熔点低、沸点高的特点,促进包覆元素在高镍正极材料表面均匀分布,形成连续完整的包覆层,即锂离子导体亚磷酸盐层(LLP),同时硼经过高温扩散进入材料体相掺杂起到稳定材料结构的作用。本发明的正极材料表面形成的亚磷酸盐包覆层能够有效的改善高镍正极材料和硫合物固态电解质之间的界面兼容性,避免了两者之间由于空间电荷层效应而导致的界面阻抗急剧增大,推进了高镍正极在锂离子硫基电解质全固态电池中的应用。
一种锂离子电池正极材料磷酸氧钒锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、钒源、磷源按照LiOVPO4的原子配比混合于水中,加入还原剂,得混合液;(2)将所得混合液置于60-100℃恒温水浴中搅拌;(3)调节pH至6-9;(4)转移到真空冷冻干燥机中,在温度为-10℃~-50℃、真空度为5Pa~30Pa下冷冻干燥24~72h,得磷酸氧钒锂前驱体;(5)将步骤(4)所得磷酸氧钒锂前驱体取出,研磨均匀、压片后置于管式烧结炉中,于非还原气氛下300℃~600℃烧结1-30h,冷却到室温,得磷酸氧钒锂正极材料。本发明通过真空冷冻干燥的技术制备得到LiVOPO4正极材料,制备过程简单,易操作。
本发明涉及一种废旧锂离子电池极片的处理方法和废旧锂离子电池的处理方法,将有机溶液和待处理的废旧锂离子电池极片混合后,热解,筛分,获得集流体和极粉;其中,所述有机溶液为有机物的纯溶液或水溶液,所述有机物为有机酸、有机碱、有机胺、醇中的一种或几种。本发明中,正负极粉与金属铜铝的回收率可达99%以上,有效解决了目前废旧锂离子电池回收利用领域正负极粉脱除困难的问题,并且可以有效地降低热解温度,缩短热解时间,提升废旧锂离子电池热解环节的效率。
本发明公开了一种硅氧烷衍生物锂离子电池电解液及高压锂离子电池,该电解液中包含一种硅氧烷衍生物添加剂,该硅氧烷衍生物添加剂具有较高氧化电位,匹配高电压正极材料,添加该硅氧烷衍生物添加剂的锂离子电池能量密度提高,同时,硅氧烷衍生物添加剂可以在锂离子电池正负极表面形成稳定的界面膜,抑制电极表面的反应活性,减少电解液的氧化分解,有效地抑制胀气,从而提高锂离子电池的常压和高电压下的循环性能和使用寿命。
本发明公开了一种应用于锂硫电池的Ni/C复合纳米纤维膜,其表面积为30~250m2/g,厚度为100~350μm,面密度为2~10mg/cm2,Ni含量为2%~15%。该Ni/C复合纳米纤维膜的制备方法,包括以下步骤:(1)将聚丙烯腈和镍盐加入N,N‑二甲基乙酰胺溶液中使其完全溶解,得到纺丝液;(2)采用静电纺丝技术将所述纺丝液制备成前驱体纤维膜,再将前驱体纤维膜进行预氧化处理,再进行热处理,即得到所述Ni/C复合纳米纤维膜。本发明制备的Ni/C复合纳米纤维膜应用到锂硫电池中,在充放电过程中,利用多孔碳对多硫化物吸附,金属Ni对多硫化物的催化,二者协同作用,提高锂硫电池的倍率性能。
本发明属于二次电池材料制备领域,涉及一种锂离子电池正极材料用的尖晶石锰酸锂的制备方法,其特征在于:将先驱物直接在间隙式窑炉中控制温度,以100℃/小时升温至350℃-450℃保温3-8小时;接着以100℃/小时升温至550℃-550℃,保温5-10小时;再以100℃/小时升温至750℃-750℃,保温12-24小时;随后以100℃/小时降到室温。本发明制备的产品粒度均匀,平均粒径为10-20μm,并且能够根据不同用户的要求进行调整;产品振实密度大,大于2.0g/cm3;而且本发明制备的锰酸锂产品的物理性能和电化学性能稳定,产品一致性好,充放电容量和充放电循环性能优良。
一种模板法制备锂离子电池正极材料磷酸氧钒锂的方法,其包括以下步骤:将磷酸氧钒锂原料与模板剂溶于去离子水中;再调节pH至2~5;然后将上述溶液置于水浴中搅拌至凝胶状;再将该凝胶干燥,得到磷酸氧钒锂前驱体;然后将该前驱体置于空气气氛中于300~600℃下,烧结4~10h,冷却至室温,即得到锂离子电池正极材料磷酸氧钒锂;所述模板剂是聚乙烯吡咯烷酮与水合肼摩尔比为1∶10~20的混合物。本发明的反应温度低,反应时间短,步骤简单,原料易得,便于产业化;所制得的磷酸氧钒锂的形貌是均一的纳米棒;具有较高的比表面积,有利于离子的传输和电解液对电极材料的浸润,电化学性能有明显的改善。
一种表面改性的锂离子电池正极材料钴酸锂材料及其改性方法,所述的材料为锂离子电池正极材料钴酸锂表面包覆一层碳酸钙。所述方法包括以下步骤,按LI∶CO的摩尔质量比为1.038分别称取锂盐和钴盐;在球磨机中先加入锂盐,再加入包覆物质碳酸钙,然后加入钴盐,最后加入工业酒精,进行球磨;球磨后的物料经真空干燥后,接着进行首次烧成;烧成后的物料在破碎、粉碎后,用去杂质水水洗,二次烧成;分散处理即得。改善了钴酸锂一次粒子的粒度,可降低钴酸锂的比表面积,降低了生产成本。改善了钴酸锂的吸水性能,所得产品加工性能好。
一种锂离子电池正极材料锰酸锂及其前体锰氧 化物的制备方法,先将金属锰粉、锰化合物或掺杂其它金属元 素的含锰化合物、含锰混合物,在空气或氧化气氛中,700℃ -1050℃的温度范围内进行焙烧,得到锰氧化物或掺杂型锰氧 化物,再以金属锰粉或制备的锰氧化物或掺杂型锰氧化物为锰 源,与碳酸锂或氢氧化锂锂源化合物按原子比 nLi∶ nM为0.9-1.5的比例混合均匀, 球磨,经600℃-1000℃的高温处理后,破碎,分级,即得纯 的或掺杂型锰酸锂正极材料。这种方法能得到具有高密度、良 好的微观结构与形貌的锂离子电池正极材料的前体锰氧化物, 进一步制得具有高密度、长循环寿命的锰酸锂正极材料,降低 了锰酸锂正极材料的生产成本。
本发明公开了一种从废旧磷酸铁锂电池中回收锂并制备磷酸铁的方法,包括以下步骤:(1)将报废电池的正极粉料在碱液中浸泡后焙烧得到中间产物;(2)对中间产物使用酸液进行浸出,对浸出液进行结晶或沉淀,即得到锂盐产品;(3)将浸出渣加入到磷酸溶液中,并加入高纯铁粉进行反应,得到Fe(H2PO4)2溶液;(4)向Fe(H2PO4)2溶液中通入氧化剂进行氧化反应,得到二水磷酸铁浆料;(5)对二水磷酸铁浆料进行后处理,即得磷酸铁产品。本发明通过一整套连续的流程同时实现了废旧磷酸铁锂电池中锂元素的回收以及铁、磷元素的再利用,最终回收得到了磷酸铁,提高了回收产品的经济效益、简化了回收流程、降低了回收成本,对环境友好。
核壳结构的锂离子电池正极材料磷酸氧钒锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、钒源、磷源以锂离子、钒离子、磷酸根离子的摩尔比为1 : 1 : 1的比例混合,同还原剂一起溶于水中;(2)调节溶液pH至6-9;(3)将溶液移入到高压反应釜中,于200-400℃加热反应10-72h,得均一溶胶;(4)将溶胶取出过滤,真空60-120℃烘干,得前驱体;(5)将前驱体置于烧结炉中,在非还原气氛下于300-600℃烧结2-15h,随后在氧气气氛下于200-400℃热处理0.1-4.0h,最后自然冷却至室温,即成。本发明材料磷酸氧钒锂,核为LiVOPO4,壳为具有纳米厚度的V2O5薄层,结构特殊,电化学性能优异。
本发明公开了一种高镁锂比盐湖卤水提取锂盐的方法,是以溶有氨气的有机醇为萃取剂,对高镁锂比盐湖卤水经喷雾干燥—氨化转型处理后得到的固相进行萃取,萃取液经减压蒸馏得到无水氯化锂或碳化处理得到碳酸锂。该方法与现有技术比较,不用高温煅烧,也不用复杂的萃取体系,所用试剂低腐蚀性廉价易得且大部可循环利用,生产成本低且易于工程实现。
本发明涉及一种利用乙醇从锂云母沉锂后液中回收钾钠盐的工艺,属于工业水处理技术领域。本发明包括矿石焙烧、水浸、净化、沉淀碳酸锂、沉锂母液与乙醇混合沉降、诱导结晶、晶浆离心分离、MVR蒸发分离醇水混合液等工艺步骤,本发明利用乙醇的盐析效应使硫酸钾和硫酸钾钠盐过饱和析出、而硫酸锂不析出的特点,通过添加不同体积的乙醇及硫酸钾晶种,实现了钾钠盐的分级回收以及乙醇、水的循环利用,具有能耗低、环保高效、易于工业化的优点。
本发明公开了一种制备锂离子电池正极材料镍钴铝酸锂的方法,该方法包括以下步骤:(1)将镍钴金属盐水溶液、偏铝酸钠溶液、络合剂和沉淀剂混合,调节反应体系的pH值为9-12,然后保持搅拌、30-80℃下反应20-200小时,得到镍钴铝氢氧化物沉淀;(2)将镍钴铝氢氧化物沉淀用50-100℃纯水洗涤、干燥,筛选能过300目筛的部分,加入锂源,混合均匀后在600-1000℃下烧结,期间通入氧气,烧结5-50小时后得到镍钴铝酸锂。本发明的方法中,铝源采用偏铝酸钠,能使镍钴铝元素均匀形成共沉淀,使铝均匀分布在镍钴铝酸锂材料中,能提高材料电性能,尤其是循环性能。
本发明属于锂离子电池材料回收技术领域,公开了一种磷酸铁锂废料中锂的回收方法及其应用,该方法包括以下步骤:(1)将磷酸铁锂废料加水制浆,磷酸铁锂浆料;(2)在磷酸铁锂浆料中加入可溶性铁盐,反应,过滤,得到含Li+、Fe2+的滤液和磷酸铁渣;(3)在滤液中加入氧化剂,过滤,得到含Li+、Fe3+的滤液和氢氧化铁;(4)将滤液与磷酸铁锂电池粉进行多级逆流循环浸出,得到锂溶液。本发明采用可溶性铁盐,可溶性的铁盐属于强酸弱碱盐,可加快磷酸铁锂转化,再结合氧化剂氧化,一次转化磷酸铁渣直回收率在98.5%左右,锂直收率在98.5%左右。
本发明属于湿法冶金领域,公开了一种从含锂废水中回收锂的方法,包括如下步骤:(1)调节含锂废水的pH至酸性或中性;(2)先配制有机相,再皂化,加入含锂废水进行萃取,再分离出水相,即得含锂离子的负载有机相;所述调节含锂废水的pH的溶液为硫酸;所述有机相包括以下组分:萃取剂、协萃剂和稀释剂。本发明的组合萃取剂体系不需要加入三氯化铁作为共萃剂,避免Fe3+水解造成的乳化现象发生;本发明的组合萃取剂体系锂钠选择性好,负载量高,经4级逆流萃取,废水中的Li可以由3.7g/L降到0.126g/L,萃取率可以达到96.6%。
本发明提供了一种LNCM锰系三元锂离子电池电解液、锂电池及其制备方法。该电解液制备原料包括:电解液添加剂、锂盐和溶剂,电解液添加剂在电池电解液中的占比为1~10 wt%,电解液添加剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和硼酸三甲酯的混合。电解液中,将介电常数高的EC和粘度低的DEC、EMC混合使用,满足了电解液工作温度范围、电导率等多方面的要求。通过减少高熔点溶剂EC(熔点35‑38℃)的含量,而增大低熔点的共溶剂DEC(熔点‑43℃)和EMC(熔点‑55℃)的含量,拓宽了电解液的工作温度范围。
本发明公开了一种从含锂多金属混合溶液中高效回收锂的方法,包括以下步骤:(1)调节含锂多金属混合溶液的pH至3‑7,然后采用皂化有机相萃取,得到负载有机相和富锂萃余液;(2)所述负载有机相加酸反萃处理,得到反萃液和反萃有机相;所述反萃液根据其中金属离子种类及含量,选择性回收利用,反萃有机相经洗涤、皂化后返回到步骤(1)中再利用;(3)所述富锂萃余液经深度除油处理后进入双极膜电渗析系统,产出氢氧化锂溶液和酸溶液;(4)所述氢氧化锂溶液经蒸发浓缩,得到单水氢氧化锂粉料和浓缩母液。本发明的方法,实现酸碱的一次性投入、全流程闭路循环,生产运营成本低、过程自动化可控;采用本发明的方法,可使含锂多金属混合溶液中锂的回收率大于95%。
本发明公开了一种高容量的锂电池负极材料,其制备方法为首先通过水热反应制备好多孔Fe‑Sn‑La‑O‑B‑F初品,之后在多孔Fe‑Sn‑La‑O‑B‑F初品表面发生自由基聚合形成聚合物修饰的多孔Fe‑Sn‑La‑O‑B‑F,最后在氮气氛围下450‑550℃煅烧得到/F/B/Si/P共掺杂的碳层包覆的Fe‑Sn‑La‑O‑B‑F。本发明公开的容量高的锂电池负极材料制备价格低廉,能源密度大,电池容量高,循环寿命长,导电性好。
一种锂离子电池正极极片,包括集流体和正极膜片,正极膜片由正极活性材料、导电剂与粘结剂组成,膜片的表层喷涂有机高分子物质层,其主要组成物为聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈中的至少一种;该正极极片的制备包括:先将正极活性材料、导电剂、粘结剂混合加入有机溶剂中得到正极浆料;将正极浆料涂布在集流体上,烘干得到正极极片;将正极极片置于通风橱中的加热板上,在正极极片的表层喷涂可溶性有机高分子物质溶液,形成可溶性有机高分子物质层,再烘干得到锂离子电池正极极片。该正极极片可与负极、隔膜以及电解液组装成本发明的锂离子电池。本发明能适应高电压锂离子电池环境,并能提高锂离子电池的循环性能和倍率性能。
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