本发明公开了一种以C/Ti4O7复合纤维无纺布为插层的锂硫电池,包括硫正极、隔膜、电解液和锂负极,在所述硫正极与所述隔膜间设置一层C/Ti4O7复合纤维无纺布。本发明的锂硫电池以C/Ti4O7复合纤维无纺布作为功能化插层,该C/Ti4O7复合纤维无纺布在充放电过程中,对多硫化物进行物理、化学吸附,解决了现有技术中多孔碳纸对多硫化物单一的物理吸附,同时该C/Ti4O7复合纤维无纺布在锂硫电池充放电过程亦可作为一个“二次集流体”,提高循环过程中活性物质的利用率。
本发明公开了一种4.45V以上锂离子电池钴酸锂正极材料,包括钴酸锂基体(掺杂Mg、Ti、Al的钴酸锂)和包覆在基体表面的包覆层(掺杂元素M、N的钴酸锂)。本发明的制备方法:(1)将Li源、Co源、MgO、TiO2和Al2O3混合均匀,然后进行烧结,将烧结产物气流粉碎,得到基体钴酸锂;(2)将基体钴酸锂、含掺杂金属元素M、N的CoCO3、Li源混合均匀,进行二次恒温烧结,过筛,即得到钴酸锂正极材料。本发明的钴酸锂正极材料组装成全电池,在25℃条件下测试,4.5V的首次放电容量不低于191mAh/g,效率不低于92.0%;在45℃条件下测试,4.48V下循环500周的容量保持率不低于80.0%,4.5V下循环350周的容量保持率不低于80.0%。
本发明属于锂金属电池负极材料领域。具体公开了一种类红毛丹壳状3D亲锂复合集流体,包括3D多孔金属集流体以及原位复合在3D多孔金属集流体表面的类红毛丹壳状亲锂性金属磷化物层。本发明还公开了所述的3D亲锂复合集流体应用于锂金属复合电极的制备。得益于该亲锂复合集流体丰富的比表面、良好的导电性和优异的亲锂性,有效地降低了局部电流密度,极大地减小了极化电压和锂沉积的形核过电位,实现了锂金属在大电流密度下持续均匀沉积/溶解,有效抑制了锂枝晶的生长,明显提高了锂金属电池的循环寿命。
多孔球形锂离子电池正极材料焦磷酸钒锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、钒源、磷源、还原剂溶于水,得混合溶液;(2)将混合溶液加入高压反应釜,加压、加热反应,得到球形焦磷酸钒锂溶胶;(3)将所得球形焦磷酸钒锂溶胶冷冻干燥,得到多孔球形焦磷酸钒锂前驱体;(4)将所得多孔球形焦磷酸钒锂前驱体进行烧结,得到多孔球形焦磷酸钒锂正极材料。本发明方法通过高压反应釜的高温高压制备得到微球溶胶,通过冷冻干燥过程中水分的气化在微球上生孔。所制备的材料具有多孔球形的微观形貌,多孔球形有利于电解液对材料的浸润和锂离子的脱嵌,该多孔球形锂离子电池正极材料焦磷酸钒锂表现出优异的电化学性能。
液相法回收废旧锂电池正极材料中的锂和过渡元素的方法,包括如下步骤:(1)将废旧锂电池进行放电处理,拆解后置于负压环境中进行干燥,获得除去电解液的干燥正极片;(2)将干燥正极片置于低共熔溶剂中,高温环境下对正极片中的活性物质进行溶解,得到反应液;(3)将步骤(2)所得反应液进行过滤,洗涤,所得滤饼烘干,得到集流体、粘结剂和导电剂;在所得滤液中加入还原剂后调节所得滤液为碱性,将滤液中的金属离子进行还原和沉淀;(4)将步骤(3)中经过还原反应后的含沉淀的滤液进行过滤,所得滤饼烘干,得到过渡元素,所得滤液通过萃取,沉淀和离子交换等方式,得到锂元素。本发明选择性高,浸出率高,操作简单,成本低,能耗低,安全环保。
本发明公开了一种尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池的电解液及制备方法,所述电解液包括:有机溶剂30‑60质量份、锂盐5‑15质量份、离子液体15‑30质量份以及添加剂5‑10质量份;应用本发明实施例提供的电解液制备的锂离子电池,在1C倍率下循环3000次后的容量保持率达到90.33%;在2C倍率下循环1500次后的容量保持率达到88.5%;在3C倍率下循环800次后的容量保持率达到85.0%。可见,本发明提供的电解液在高电压、不同倍率下充放电多次后,仍能显示出良好的循环性能。
一种测定锂矿石中锂、钠、钾、铷、铯的方法,包括以下步骤:(1)样品前处理;(2)标准系列工作溶液;(3)铷、铯单元素标准储备溶液;(4)外标法测定锂钠钾;(5)标准加入法测定铷铯。本发明采用微波消解对锂矿石进行前处理,用标准曲线法测定锂钠钾含量,低含量的铷铯采用标准加入的手段,可消除基底干扰的影响,其操作简单,灵敏度高,重现性好,实现对锂矿石中多种组分快速、准确地测定,具有较高的推广应用价值。
本发明提出了一种锂硫电池电解液及其应用以及一种锂硫电池,属于锂硫电池技术领域。具体来说,所述的锂硫电池电解液,包含咪唑啉酮环结构的添加剂。本发明通过在电解液中加入所述结构的添加剂,降低锂硫电池充放电过程中极化效应,提高多硫化物的转换效率,促进短链多硫化物的溶解,最终明显提高锂硫电池的容量及循环稳定性。
本发明公开了一种全氟磺酰羧酸锂聚合物电解质的制备方法,先将甲胺基甲酰氯与全氟磺酰氟树脂在溶剂存在下、并于惰性气氛和一定温度下搅拌回流反应,制备得到侧链含磺酰甲酰氯基团的全氟磺酰甲酰氯树脂聚合物;再将全氟磺酰甲酰氯树脂聚合物水解,得到侧链含磺酰羧酸基团的聚合物;然后进行锂离子交换反应得到聚合物沉淀;将聚合物沉淀进行抽滤洗涤、溶解、浓缩后得到全氟磺酰羧酸锂聚合物电解质溶液。将制得的全氟磺酰羧酸锂聚合物电解质膜与锂负极、正极极片、有机电解液等进行组装,可制备得到本发明的锂硫二次电池。本发明的聚合物电解质可阻挡阴离子及有机分子透过,具有较高的离子电导率和电化学稳定性,组装后的电池产品循环寿命更长。
本发明提供了一种废旧锂离子电池的锂回收工艺,首先将废旧锂离子电池进行破碎并分选得到正负极活性物质粉和隔膜,之后将分选得到的正负极活性物质粉和隔膜以一定的质量比置于温度为600~650℃的焙烧炉中焙烧一定时间,接着将焙烧产物使用草酸溶液浸出,过滤得到镍钴锰渣和草酸锂溶液,最后往草酸锂溶液中加入氢氧化钙进行反应,过滤得到氢氧化锂溶液和草酸钙,将得到的草酸钙加入硫酸中进行酸化处理,过滤得到草酸溶液。本发明方法,工艺简单、新颖,回收得到的氢氧化锂溶液纯度高,回收率高。
本发明涉及一种从含磷酸锂废渣中制取氢氧化锂和其他磷酸盐的方法;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含磷酸锂废渣中制取氢氧化锂和其他磷酸盐的方法,重点是采用酸性溶液将磷酸锂渣浸出后,将浸出液放入一个三池电解槽进行电解,使磷酸锂溶液中的磷酸根和锂离子有效分离并转化为氢氧化锂和其他金属磷酸盐,从而达到含磷酸锂废渣高效增值利用的目的。 1
本发明提供了一种改善锰酸锂动力电池高温性能的电解液及锰酸锂动力电池,该电解液包括75wt%-88wt%的非水有机溶剂、10wt%-17wt%的锂盐、0.5wt%~6wt%的成膜添加剂、0.5wt%~5wt%的高温添加剂、0.5wt%~3wt%的表面活性剂以及0.001wt%~1wt%的稳定剂;该电解液通过控制非水有机溶剂比例,LiPF6与新型锂盐组合的应用,并加入具有协同效应的成膜添加剂、高温添加剂、表面活性剂和稳定剂,抑制尖晶石LiMn2O4在高温下的容量衰减。使用该电解液的锰酸锂动力电池的高温循环性能得到显著提升。
本发明属于电化学锂提取领域,特别涉及了一种利用脉冲电压高效从黏土型锂矿中提取锂的方法,包括如下步骤:步骤1,在黏土型锂矿两侧设立阳极区和阴极区,向所述阳极区插入阳极,向所述阴极区插入阴极;向所述阳极附近加入插层剂;步骤2,在所述阳极和所述阴极施加脉冲电压,利用所形成的外电场驱动黏土型锂矿的层间域中的锂离子沿电场方向迁移而逐步脱离矿物颗粒、进入并富集于阴极区。本发明的有益效果在于无须焙烧等前置处理,也无需强酸及高温高压环境即可直接提取锂,节能环保、操作简单、绿色清洁。
锂离子电池正极材料用锰酸锂前驱体的干燥方法与设备,所述干燥方法是,利用反应器自身的压力和外界提供的压力为0.1-2.0MPa的高压气体,将反应器中在高温高压下合成的锰酸锂前驱体产物料浆送入喷雾干燥器中,在90-400℃热风作用下进行干燥,获得锰酸锂前驱体粉末。本发明还包括相应设备。本发明具有如下特点:(1)便于实现锰酸锂前驱体的反应合成、液固分离和干燥三个过程一体化,工艺流程简单;(2)省去了常规喷雾干燥器所需料浆输送用的增压泵;(3)省去了常规制备方法中的液固分离设备;(4)有效降低了干燥过程所需能耗;(5)所得锰酸锂前驱体粉末的粒度可控,分布均匀,形貌规整;(6)干燥过程环境友好。
一种锂离子负极材料FeVO4/C的制备方法,包括以下步骤:(1)将钒源、铁源按钒原子、铁原子摩尔比为1 : 1的比例称取钒源、铁源,分别配置成溶液,然后滴加到反应容器中,控制反应容器中的搅拌速度,调节pH值1~7,再加入有机碳源,搅拌1~12h后,过滤、洗涤、烘干,再将所得产物在非氧化性气氛下热处理,得到固体样品;(2)研磨成粉末,转移至双氧水或者臭氧溶液中浸泡,然后移至真空烘箱中干燥;(3)将步骤(2)所得样品于100~400℃热处理1~12h,即成。本发明所制得锂离子负极材料FeVO4/C微观形貌为纳米颗粒,表面原位包覆碳优化其电导率,其中0.1C放电比容量达1387.9mAh/g。
一种磷酸铁锂锂离子电池,包括正极、负极、隔膜、电解液与电池外壳。本发明采用磷酸铁锂作为主要正极活性物质,在正极物料预处理或配料过程中加入相对正极活性物质的含量为1%-75%的过渡金属嵌锂氧化物和占正极粉料0-8%的碳纳米管。经配料、涂布、干燥、轧膜、分切制作成锂离子电池正极片,然后与负极片、隔膜、电解液、电池外壳组装,经充放电活化后得到磷酸铁锂锂离子电池。本发明提高磷酸铁锂正极的导电性,从而改善了锂离子电池大电流放电能力,降低了磷酸铁锂正极中粘结剂用量,提高正极压实密度。
本发明公开了锂离子电池用单晶锂锰氧化物及其制备方法。其单晶锂锰氧化物是化学式为Li(Mn2-x-y-zLixM1yM2z)O4的Li、M1、M2的至少三种元素掺杂的纯尖晶石型;其比表面积为0.2~0.6m2/g;振实密度为1.5~2.5g/cm3之间;式中的M1与M2为Fe、Co、Al、Ca、Mg、Ti、Cr、Ni、Y中的任意一种元素组成;式中的0.05≤x≤0.15,0.01≤y≤0.1,0.01≤z≤0.1)。本发明可消除高温烧结过程中带来的氧缺陷;其单晶颗粒,比表面积低,可较好抑制Mn的溶解;其倍率性能优异,10C/1C比率可达到95%以上,常温循环性能和高温循环性能优异,可满足动力用甚至电动汽车使用的需求;其使用寿命至少5年以上。可用于手机、电动工具、电动摩托车、电动汽车等领域用的锂离子电池上。?
本发明提供了一种利用PVC热解从锂云母提取锂的方法,包括以下步骤:(1)将洗净烘干的PVC塑料在惰性气氛下进行低温热解,得到HCl气体和焦油;(2)将锂云母矿和氧化钙混合,研磨均匀后进行脱氟焙烧,得到脱氟锂云母矿;(3)将步骤(1)后的HCl气体通入步骤(2)后的脱氟锂云母矿中,进行氯化焙烧,得到熟料;(4)用水浸出步骤(3)后的熟料,经固液分离后得到浸出液;(5)向步骤(4)后的浸出液中加入碱性沉淀剂,反应后进行过滤,得到碳酸锂固体和滤液。该方法不仅为PVC废弃物的综合利用提供新的思路,减少PVC废弃物对环境的污染,而且降低了碳酸锂的生产成本,实现了PVC的综合利用,产生巨大的经济效益。
本发明涉及一种NiCo2O4复合材料及其制备方法和其在锂离子电池上的应用;属于高容量、高能量密度锂离子电池开发技术领域。本发明采用简单的液相法合成Ni?Co双层金属氢氧化物,并进一步煅烧得到多级的纳米结构由极薄的双金属纳米薄片通过静电吸附的作用很好地附着在石墨烯上。本发明还提供使用该负极材料的高性能的锂离子电池。本发明材料结构、组份设计合理、制备工艺简单、所得产品性能优良便于大规模的工业应用。其所得产品用作锂离子电池时具有储锂比容量高、电学性能稳定等优势。
本发明提供一种表面包覆钴酸锂的锂离子电池正极材料及其制备方法:将正极材料、低熔点盐、锂化合物和钴化合物混合均匀,通过升高温度到低熔点盐的熔点至沸点之间,使之形成熔盐介质,反应一定时间后冷却至室温,再经洗涤干燥即得表面包覆钴酸锂的锂离子电池正极材料。本发明以熔盐作为反应介质,工艺简单,合成温度低,保温时间短,在基材颗粒表面形成的是一层电化学活性物质,既未改变正极材料基材的性能和结构,又吸收了改性层的优点。
本发明一种交流电压法制备锂离子电池负极材料钛酸锂的方法。该方法以中性盐溶液为电解质溶液,以纯金属钛为阴、阳极,施加交流电压(10~220V),金属钛被分散成氧化钛纳米颗粒溶胶。将氧化钛溶胶分离、清洗并干燥后与Li2CO3按锂钛摩尔比0.8~0.9的比例混合均匀,于管式炉中700~900℃热处理3~24小时即得到钛酸锂。本发明合成的钛酸锂,以金属锂为对电极制备成电池,0.5C可逆容量达到161mAh/g,充放电循环100圈后,容量为157mAh/g,容量保持率为97.5%;10C可逆容量达到141mAh/g,充放电循环100圈后,容量还能达到127mAh/g。本发明方法制备工序简单,制备的钛酸锂具有优异的循环性能和高倍率放电性能,可广泛应用于各种便携式电子设备和各种电动车所需的锂离子电池。
锂离子超级电容器的生产方法及锂离子超级电容器,将富锂化合物粉末与导电剂、粘合剂、溶剂混合制成浆料,涂覆在导电铝箔上制成锂源电极;将超级电容器的正极、负极、隔膜组装成电芯;将锂源电极放置在电芯一侧,或上、下两侧,放入封装壳内;锂源电极的极耳放置在封装壳的气袋一侧,往封装壳内注入锂盐电解液,然后热封边缘;以锂源电极为正极,电芯的负极为负极组成电对;将直流电源的正极与锂源电极连接,负极与电芯的负极连接;将所述电对充电至2.7~4.2V,维持充电电压恒压不低于1h,对电芯的负极预嵌锂;预嵌锂完成后,剪去封装壳的气袋,抽出锂源电极,然后再次封装电容器;锂源电极总容量为电芯的负极总容量的15%~50%。
一种同时测定锂矿石中锂钙含量的湿法碱熔方法,利用电感耦合等离子体发射光谱仪测定,电感耦合等离子体发射光谱仪测定用试样溶液的制备方法是:(1)称取干燥过的样品,置于坩埚中,在样品上平铺氢氧化钠;(2)给坩埚加盖,加热至样品熔融,保温,取出,冷却至熔融物凝固;(3)将坩埚和盖放入装有热水的反应器中浸提,用稀盐酸洗净坩埚和盖;(4)加浓盐酸,冷却至室温;(5)稀释;(6)干过滤,稀释,即成。本发明采用NaOH碱熔制备样品,避免使用氢氟酸和易爆品高氯酸;利用锂、钙元素易电离易激发的特点,采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP‑AES)直接测定锂矿石中锂钙含量:本发明操作简单,检测范围宽。
本发明公开了一种掺硼磷酸锂包覆锂离子电池正极材料,所述正极材料是以高镍含量的层状结构氧化物为基体,所述基体的外表面包覆有掺杂硼的Li3PO4包覆层。其制备方法包括以下步骤:(1)将锂源、磷源、硼源加入高压反应釜中进行水热反应,反应完成后,冷却、洗涤、过滤、烘干,得到包覆剂;(2)按照化学计量比,称取基体材料与包覆剂混合均匀,烧结,得到掺硼磷酸锂包覆锂离子电池正极材料。发明通过在锂离子电池正极材料的磷酸锂包覆层中引入适量的硼,有效提升了其锂离子导通能力,从而使得经该包覆层包覆的正极材料表现出较好的容量和倍率性能,具有更低的DCIR增长率。
本发明属于锂金属电池材料领域,具体公开了一种锂金属电池人造固体电解质界面膜,其化学式为(GaxIn(1‑x))2S3,其中,x的取值范围为0<x<1。本发明还提供了所述的SEI膜材料的化学浴制备方法以及在锂金属电池中的应用。本发明提供了一种全新化学物,且发现该化合物作为SEI膜成分,能够显著改善锂金属电池的初始容量以及循环稳定性。
本发明公开了一种梯度富锂锰基前驱体及梯度富锂锰基正极材料的制备方法,配置锰离子含量不同的混合溶液A、混合溶液B以及溶液C,并且先后加入第一反应器、第二反应器和第三反应器反应,第一反应器、第二反应器和第三反应器串联循环反应,得到梯度富锂锰基前驱体。本发明的梯度富锂锰基前驱体的制备方法操作简单,可操作性强,易于控制,可用于工业生产。
本发明提供一种制备磷酸铁锂的方法及由其制得的磷酸铁锂,该方法包括以下步骤:将铁盐、磷酸盐和表面活性剂溶液分别加入缓冲溶液中,加入速度为50~150ml/分钟;调节溶液pH为1.5~3.0,在50~70℃下搅拌速度500~2000转/min,反应2~5小时,沉化15~25小时后过滤;洗涤后球磨所得沉淀,之后加入锂盐并继续球磨,喷雾干燥;保护气氛下煅烧,过筛得到成品;表面活性剂溶液浓度为0.05mol/L~0.15mol/L,加入量为所加入铁盐的摩尔量的0.8~1.2%。按此方法仅需在常温常压下反应即可制得粒径D50(占物料50%的粒子粒径)为1~2μm且粒径呈正态分布的磷酸铁锂。所得材料进一步制备电池后,压实密度可达2.2-2.3g/cm3、在10C条件下测试的电池的倍率性能仍为1C条件下测试的80%。
本发明公开了一种从废旧磷酸铁锂正极极片中制备磷酸钒铁锂的方法。包括以下步骤﹕(1)将废旧磷酸铁锂正极极片进行粉碎,筛分,分别得到铝粉A和正极回收料B;(2)添加锂源、钒源、铁源和磷源调节正极回收料B中的元素成份,混匀、干燥,获得混合料C;(3)将混合料C进行焙烧,制得磷酸钒铁锂。本发明方法制备的磷酸钒铁锂可直接作为电池材料使用。本发明通过简易的工艺流程,回收、循环利用了废旧磷酸铁锂正极极片,绿色无污染。
本发明公开了一种硫酸锂溶液净化除杂及生产碳酸锂的方法,包括以下步骤:对硫酸锂溶液依次加入硫化剂进行硫化除杂、加入吸附剂吸附除杂、通入O3进行氧化转型、再经超声加压强化转型后,进行控温蒸发得到碳酸锂沉淀。本发明采用了加压和超声强化手段强化二氧化碳与溶液中锂反应生成碳酸氢锂的效率,进而提高锂的转换率和二氧化碳的利用率;后对该溶液进行控温蒸发,通过对蒸发温度升温进行控制,不仅使碳酸氢锂转变为碳酸锂,同时降低了碳酸锂对杂质的夹带,杂质的去除率高,产物中的锂提取率高、损失量少,产品纯度高。
本发明提供一种氮磷掺杂碳复合磷化铁三维棒状多孔材料、锂电池隔膜及制备方法、锂硫电池和用电设备。氮磷掺杂碳复合磷化铁三维棒状多孔材料的制备方法:将包括铁源、含氮有机物、植酸盐和有机溶剂在内的原料混合,干燥得到前驱体;将所述前驱体进行加热处理得到所述锂硫电池隔膜用氮磷掺杂碳复合磷化铁三维棒状多孔材料。锂电池隔膜的制备方法:将氮磷掺杂碳复合磷化铁三维棒状多孔材料、粘结剂和溶剂在内的原料混合,分散得到涂层浆料;将所述涂层浆料涂覆于隔膜基材表面,得到所述锂电池隔膜。本申请提供的氮磷掺杂碳复合磷化铁三维棒状多孔材料、锂电池隔膜及制备方法、锂硫电池,能够有效解决“穿梭效应”,提升锂硫电池电化学性能。
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