本发明属于一种锰钴镍三元锂离子电池正极材料,具体涉及到锂锰钴镍氧及其合成方法。锂锰钴镍氧的高容量、高安全性能是其它电池正极材料无法比拟的,而且价格低廉,与电解液的相容性好,循环性能优异,必将在最近的几年内推入市场。发明提出的锂锰钴镍氧的化学式为:LiMn1/2Co1/4Ni1/4O2晶体结构为六方晶系。发明提出的锂锰钴镍氧的合成方法为:(1)配制由锰盐、钴盐、镍盐组成的混合溶液,在搅拌的情况下,将合金盐溶液、络合剂按一定比例分别同时加入反应体系中,同时调节碱的加入速度维持pH恒定;连续进料一定时间后,将沉淀过滤洗涤得到前驱体。(2)将锂源物质与前驱体球磨混合,混合均匀后,压实,焙烧,分解得到锂锰钴镍氧。然后冷却,分级,混批得到产品。
本发明涉及一种阳离子膜矿浆电解回收废旧磷酸铁锂正极材料的方法及回收得到的氢氧化锂。所述方法包括如下步骤:(1)将废旧磷酸铁锂材料与阳极电解液混合,得阳极浆料;(2)采用隔膜将电解阳极区和电解阴极区进行隔离,将步骤(1)所得阳极浆料置于电解阳极区,将阴极电解液置于电解阴极区;(3)通过电极向电解阳极区和电解阴极区施加电压进行电解,完毕后过滤,即得氢氧化锂。所述方法无需添加额外的氧化还原剂,仅通过矿浆电解,能够将废旧磷酸铁锂材料中的锂、铁进行分离,实现了绿色、高效的废旧磷酸铁锂材料回收。
本发明公开了一种掺氮的复合平面金属锂阳极的制备与应用。所述的掺氮的复合平面金属锂阳极由平板集流体、均匀覆盖在平面金属集流体两侧的掺氮的中空碳纳米笼与胶粘剂活性层、以及存在于掺氮中空碳纳米笼中的金属锂组成。其优势在于,高比表面积中空碳纳米笼的存在有效地降低了金属锂成核和沉积过程中的过电位,而氮原子的掺杂提供了均匀的成核和沉积位点,使金属锂得意于向中空碳纳米笼的内部生长,从而实现了锂金属持续循环过程中均匀的沉积和溶解。此外,超薄的碳壁有效的阻挡了界面反应的发生,大幅度提高锂金属电池的循环寿命。
本发明属于有色金属提取技术领域。本发明提供了一种从富锂铝电解质废渣中高效提锂和制备无水氟化铝的方法。本发明通过浓硫酸熟化挥发生成的HF气体脱尘除杂后直接与负载铝的有机相接触制备无水AlF3,合成无水AlF3纯度高,且制得的无水AlF3可返回铝电解工序做助溶剂,实现铝氟的循环利用。本发明使富锂铝电解质废渣中的锂资源以Li2CO3的形式达到回收锂的目的,回收率高且产品纯度高具有较高的经济效益。本发明以福美钠溶液为沉淀剂深度净化除钙镁和铝,杂质元素去除效果彻底,为碳酸钠沉锂步骤准备原料。在富锂铝电解质废渣处理过程中各种成分都能够进行高效回收,在充分回收废料的同时,且不产生新污染。
本发明涉及一种锂盐溶液中萃取回收锂的方法及反应系统,方法包括以下步骤:(1)将锂盐溶液注入碳化装置,开始搅拌与加热,持续通入CO2,反应完全后进行固液分离,得到沉锂母液和Li2CO3;(2)对沉锂母液进行萃取,再使用CO2反萃取,得到萃余母液和含LiHCO3的反萃液;(3)将反萃液并入碳化装置,再次进行步骤(1),得到二次沉锂母液和Li2CO3。本发明的回收方法,使用特殊的反应系统,锂的回收率能达到99.8%,副产物能用作电解液、吸附CO2等其他行业,综合回收效率高,适用于进行工业化生产。
本发明提供一种卤族元素O位掺杂氧化镍及其制备方法、靶材、薄膜材料及锂电池负极、锂电池和用电设备,涉及新材料领域。卤族元素O位掺杂氧化镍的制备方法:将镍盐、卤盐溶于酸中,加热制备成干凝胶,然后将干凝胶煅烧即可。卤族元素O位掺杂氧化镍使用所述制备方法制得。靶材,使用卤族元素O位掺杂氧化镍烧结得到。薄膜材料包括:碳纳米管薄膜以及设置在碳纳米管薄膜表面的活性物质层。锂电池负极,包括薄膜材料。锂电池,包括锂电池负极。用电设备,包括锂电池。本申请提供的卤族元素O位掺杂氧化镍,有效改善NiO的导电性能,降低内阻。薄膜材料容量高、能量密度高、倍率高。使用薄膜材料制得的锂电池,循环性能和安全性能好。
本发明公开了一种亚微米级碳酸锂的制备方法、碳酸锂粉末及其应用。其中,亚微米级碳酸锂的制备方法包括以下步骤:将电池级碳酸锂加入研磨设备,与分散介质形成碳酸锂浆料;以及将研磨介质加入研磨设备研磨,其中,分散介质是水,研磨介质由研磨球A、研磨球B、研磨球C组成,研磨球A的直径为20~30mm,研磨球B的直径为6~12mm,研磨球C的直径为2~4mm,研磨球A、研磨球B、研磨球C的重量配比为1∶4~8∶15~30。这种碳酸锂的制备方法不但生产成本低,而且由于在研磨过程中晶格畸变、晶粒减小,因而极大的提高了亚微米级碳酸锂的反应活性和化学活性,该生产工艺简单、成本低廉、非常适合于工业化生产。
本发明涉及铝锂合金技术领域,具体涉及一种高锂铝锂合金及其制备方法。本发明提供了一种高锂铝锂合金,按质量百分比计,包括Cu 3.8~4.2%、Li 4.0~4.8%、Mg 0.3~0.4%、Zn 0.3~0.9%、Ti 0.03~0.07%和余量的Al。本发明提供的高锂铝锂合金,通过提高锂元素的质量百分比并控制合金中各种元素的质量百分比,使合金微观结构中各个强化相的析出量达到了最优化,显著提升了合金的机械性能。实施例的结果表明,本发明提供的高锂铝锂合金的抗拉强度为525.14~543.01MPa,硬度为2.68~4.49HRC。
一种三维夹层锂离子电池正极材料磷酸钒锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、钒源、磷源、还原剂按锂元素、钒元素、磷元素和还原剂摩尔比为3:2:3:1—5溶于水中;(2)将所得的溶液置于80-100℃水浴中搅拌1-4h;(3)冷冻干燥;(4)将所得三维夹层磷酸钒锂前驱体与有机碳源按质量比为15-20:1称量后,将三维夹层磷酸钒锂前驱体置于管式烧结炉中央处,将有机碳源置于进气口处,在非氧化气氛下,于600-850℃烧结6-18h,冷却至室温,得三维夹层状锂离子电池正极材料磷酸钒锂。本发明合成的具有三维夹层锂离子电池正极材料磷酸钒锂具有较好的离子与电子导电率,对材料的电化学性能有明显的改善作用,特别是材料的倍率性能有明显的改进。
本发明涉及一种低锂含量的高强铸造铝锂铜锌合金及其制备方法。所述合金以质量百分比包括下述组分:Li:1~2%,Cu:3~5%,Zn:1.05~5%,Mg:0.5~1%,Ag:0.1~0.5%,Mn:0.1~0.3%,Zr:0.1~0.3%,Ti:0.05~0.1%,余量为Al。其制备方法为:按设计的铝合金组分配比,称取各组分,先按设计的顺序熔炼除锂源外的其他组分,然后在覆盖剂和保护气体的环境下,将纯锂压入合金熔体中,除气除渣精炼,静置并浇铸,然后再经过均匀化退火、固溶时效处理。本发明制备出了比传统商业铸造铝合金性能更为优越的产品,所述产品具有高强度、高硬度、可热处理强化等特性。同时成本低廉。
本实用新型涉及一种盐湖卤水镁锂分离及富集锂的装置。包括具有被阴离子交换膜分隔成两个空间的电渗析槽的电渗析装置,以及阴极和阳极,所述的阴极和阳极分别设置于分隔成的两个空间内;所述的阴极为涂覆有离子筛的导电基体,阳极为涂覆有嵌锂态离子筛的导电基体。该装置能高效实现锂与其他离子的分离,同时获得富锂溶液。使用该装置流程短,操作简单,生产成本低,可连续操作,易于工业化应用。
本发明提供一种改善锂离子极片界面的锂离子电解液,涉及锂离子电池技术领域。本发明改善锂离子极片界面的锂离子电解液由有机溶剂、锂盐、添加剂组成,其中,各组分占锂离子电池电解液总质量的百分比分别为:锂盐15%‑27%,添加剂1.5%‑6%,余量为有机溶剂。本发明改善锂离子极片界面的锂离子电解液,提高了锂电池在首次充放电形成的SEI膜的热稳定性,延长了锂电池在低温下充放电循环使用寿命,锂电池产生臌胀的几率减小,从而提高锂电池的安全性能和电化学性能,降低了锂离子电池的安全隐患。
本发明公开了一种锂硫电池复合正极材料及其制备方法和锂硫电池。该复合正极材料由包括单质硫、金属‑非金属元素共掺杂导电石墨化碳材料和导锂聚合物在内的原料复合而成;其制备过程时将金属‑非金属共掺杂导电石墨化碳材料、导锂聚合物与溶有单质硫的溶液搅拌混合后,通过挥发溶剂,热处理,即得具有较高导电性,能提高活性物质硫的利用率的复合正极材料,且其制备方法简单、工艺条件温和,极大地降低了锂硫电池正极材料的生产成本,满足工业生产要求;该复合正极材料制成锂硫电池具有高放电比容量、稳定的循环性能和较高安全性能,且无需集流体,无需添加导电剂和粘结剂。
本发明公开了一种锂空气电池用复合电解液体系及其制备方法、包含该复合电解液体系的锂空气电池,锂空气电池用复合电解液体系包括有机溶剂和溶于所述有机溶剂中的锂盐,所述有机溶剂为多元环状酰胺和碳酸酯组成的混合溶剂,该锂空气电池用复合电解液体系具有混合能低、稳定性高、与锂负极兼容性好、可有效提高电池循环性能等优点。
本发明涉及一种纳米磷酸亚铁锂锂离子电池用浆料的配料工艺。将纳米磷酸亚铁锂、导电剂、粘结剂和氮甲基吡咯烷酮配制成初步浆料,所述初步浆料在搅拌罐与分散机之间循环往复地搅拌分散60~90min,得到纳米磷酸亚铁锂锂离子电池用浆料;分散机的线速度为35~45m/s。采用本发明的配料工艺,制得的浆料分散非常均匀,而且随着放置时间的延长,浆料粘度变化很小,性能稳定。用此浆料制作的锂离子电池,电化学性能表现优良,分容后的容量和容量保持率高、内阻低。
本发明公开了一种退役磷酸铁锂和三元锂电池混合协调控制方法及系统,所述控制方法包括以下步骤:筛选退役电池,将满足剩余寿命与剩余容量接近的同种类退役电池筛选配成组,再将不同种类的电池组串联组成电池模组,所述电池模组内不同种类的电池组间满足以下条件:不同种类电池组的组数、电池组的总容量与电池组内电芯的平均寿命的乘积相等;对电池模组内的电池性能进行监控管理对模组的性能进行监控分析进而管理控制电池模组,所述退役电池包括磷酸铁锂和三元锂电池。本发明采用退役电动汽车的磷酸铁锂电池和三元锂电池作为对象,充分发挥两种锂电池的优势,节约动力电池的原料成本,增加退役电池使用寿命,充分利用动力电池的性能。
本发明公开了一种高活性锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备方法。是将1∶1的0.05~3mol/L的铁源溶液和磷源溶液加入搅拌反应釜中反应0.5~8h,再将臭氧通入溶液中反应2~12h,陈化2~4h,经过滤、洗涤、干燥后得到高活性的FePO4·2H2O粉末;再以FePO4·2H2O、锂源化合物及复合碳源为原料,按铁、磷、锂及碳元素摩尔比为1∶1∶(1~1.1)∶(1~10),以无水乙醇为介质进行机械活化0.5h~10h,得到含复合碳源的磷酸铁锂前驱体,再在保护性气氛中低温焙烧4~16h,得到0.5μm~1μm和1μm~2μm两种粒径的锂离子电池正极材料磷酸铁锂。本发明制得的产品反应活性高,电化学性能优良,振实密度高,加工性能好,操作过程简单,制备过程无污染,无废水和废气的产生。?
本发明公开了一种从含锂富锰渣中提取锂和锰的方法,包括以下步骤:将含锂富锰渣(废旧锂离子电池火法冶炼所得的一种产品)用硫酸溶液调浆后得到混合料浆;将混合料浆在不低于50℃的温度下保温;对保温处理后的产物进行焙烧,控制焙烧温度不低于150℃,焙烧时间不少于30min;对焙烧产物进行浸出,然后固液分离,得到含硫酸锰和硫酸锂的溶液。本发明采用含锂富锰渣的浓硫酸熟化浸出工艺处理废旧锂离子电池火法冶炼后的炉渣产物,具有锂和锰浸出率高、浸出产物含水率低的优势,并能降低产物焙烧处理能耗;同时获得的硫酸锰?硫酸锂溶液杂质含量低,使含锂富锰渣中的锂资源和锰资源都能得到更加经济合理的利用,经济与环境效益显著。
本发明公开了一种采用钛酸锂负极的锂离子电池的制备方法。包括配制浆料,制作正极片、负极片,与隔膜组装成叠片式软包装电池,干燥脱水,加注含离子液体的电解液,一次成膜活化,加注商用锂离子电池电解液,二次成膜活化,高温储存,充放电,脱气密封步骤得到锂离子电池。本发明有利于在电极表面得到致密、稳定、性能优良的复合SEI膜,可以有效地防止钛酸锂负极锂离子电池在充放电过程中的气胀现象,开发的产品具有循环寿命长、快速充放电能力优异,安全性好的优点。
本发明属于锂吸附材料技术领域,具体公开了一种锆酸锂包覆锰系锂离子筛,具有核‑壳结构,其核的材料为H1.6Mn1.6O4;壳层的材料为Li2ZrO3。本发明还公开了所述的锂离子筛的制备方法,将Li1.6Mn1.6O4分散在包含Zr源和锂源的溶液中,随后经脱除溶剂、焙烧得到Li2ZrO3锂离子筛前驱体;Li2ZrO3锂离子筛前驱体经酸浸脱Li处理后再经固液分离、洗涤、干燥,即得。本发明解决了锰系锂离子筛耐酸腐蚀性能不佳,锰溶损大,结构不稳定,循环性能差,包覆层无吸附容量的问题。所得锂离子筛产品锂吸附容量高,结构稳定,使用寿命长,是盐湖卤水或海水高效提锂吸附剂。本发明制备工艺简单、清洁、制备过程中无副反应,产品性能好,适于工业化生产。
本发明提供了一种高硫负载锂硫电池正极的制备方法,包括以下步骤:将碳材料和硫加入水中,混合均匀得到碳硫混合浆液;将碳硫混合浆液加入砂磨机中进行纳米球磨,再进行干燥并粉碎,然后加热熔融,得到碳硫复合正极材料;将导电剂、粘合剂及碳硫复合正极材料加入水中,混合均匀后制得锂硫电池正极浆料前驱体,然后将正极浆料前驱体加入砂磨机中进行纳米球磨,得到锂硫电池正极浆料;将锂硫电池正极浆料均匀涂覆在铝箔上,经烘干后得到高硫负载锂硫电池正极。该方法原料成本低,工艺简单,过程可控,有利于制得硫负载量高的锂硫电池正极。本发明还相应提供由该方法制得的锂硫电池正极,以及由该正极组装得到的锂硫电池。
本发明公开了一种从废锂离子电池材料中回收钴和锂的方法。该方法主要包括废锂离子电池材料的放电,高温焙烧,用硫酸和硫代硫酸钠在超声波条件下浸出,硫化钠沉淀除杂,用Cyanex272作为萃取剂萃取钴,再盐酸反萃取钴,含锂萃余液通入CO2气体沉淀得到碳酸锂。采用本发明的方法,工艺简单、钴和锂回收率高,废锂离子电池材料中的钴和锂回收率均在98.5%以上。
本发明公开了一种锂离子电池负极析锂的恢复方法,包括以下步骤:控制锂离子电池放电至预设容量保持率;对所述锂离子电池两侧施加预设夹具力,得到第一处理后电池;将所述第一预处理后电池在预设温度静置预设时间,得到第二处理后电池。本发明旨在将锂电池负极析出的锂单质进行逆向恢复。
本发明公开了一种用于锂离子电池或锂硫电池的纳米结构准固体电解质及其制备方法和应用,纳米结构准固体电解质是由无机有机杂化框架材料吸附离子导电剂形成的宏观固态电解质材料;其制备方法是在保护气氛下将无机有机杂化框架材料浸泡在离子导电剂中充分混合,然后将多余溶剂挥发;制得的纳米结构准固体电解质具有较高的锂离子电导率,可以同时取代传统锂离子电池中的有机电解液和隔膜,能有效避免有机电解液漏液引发的安全问题;该电解质组装的锂电池能使用金属锂片作为负极。
一种锂硫电池复合正极,由隔膜层、多孔碳层和碳硫复合物层复合而成,多孔碳层设置于隔膜层的一侧,碳硫复合物层设置于多孔碳层上;其制备方法包括以下步骤:将多孔碳、导电剂和粘合剂加入到有机溶剂中制成浆料,将浆料涂布在隔膜的一侧,隔膜层的一个表面上形成有多孔碳层的复合物;将碳硫复合物、导电剂和粘合剂加入到有机溶剂中制成浆料,然后将浆料涂布在复合物中的多孔碳层上,得锂硫电池复合正极。本发明的锂硫电池包括前述的锂硫电池复合正极、负极和电解液,该锂硫电池可减少界面电阻,增大离子电导和电子电导,有效提高锂硫电池的能量密度、循环性能和倍率性能。
一种制备锂/铜/锂箔材的深冷制备方法,采用宽度相同的铜箔和锂箔为原料,将铜箔和锂箔分别放置到原料卷曲机组上,采用氩气对锂箔进行保护,对铜箔的上下表面进行清理,清除表面氧化物,铜箔、锂箔通过传导辊进入温度范围为‑60℃~‑20℃的深冷箱完全叠合得到锂/铜/锂复合箔材,对锂/铜/锂复合箔材进行连续深冷处理,冷却至‑40℃~‑20℃,使轧辊变形区温度控制在‑40℃~‑20℃,利用深冷轧机机组对深冷处理的锂/铜/锂复合箔材进行深冷轧制,经过深冷轧制后,轧制产品压下量达到30%~50%;本发明将锂金属层从室温降低到‑40℃~‑20℃,使锂金属的变形抗力大幅提高,进而大幅提高锂/铜/锂复合箔材轧制过程中锂层与铜层的变形协调性,避免锂层与轧辊粘结。
本发明公开了一种多层复合包覆钴酸锂及制备方法、锂电池。该多层复合包覆钴酸锂包括钴酸锂和由内至外依次包覆在钴酸锂表面上的磷酸铝层、铝‑过渡金属‑氧固溶体层和过渡金属锂氧化物层,过渡金属包括Fe、Co、Ni、Ti、Mn中的一种或几种。一方面,多层包覆能弥补单层包覆材料表面均匀性差的不足,从而显著提高材料的高电压下的循环性能。另一方面,外层包覆的AlPO4层能有效缓解材料在高电压充放电下的热效应,过渡金属锂氧化物层与铝‑过渡金属‑氧固溶体层能有效抑制高电压状态下的钴溶出,改善材料的高电压循环性能。在上述两方面的作用下,多层复合包覆钴酸锂在高电压下的循环性能和热稳定性得到大幅改善。
一种从含锂盐湖卤水中提取锂盐的生产工艺,其包括以下步骤:(1)卤水盐田滩晒,浓缩,直至结晶出含锂盐(或锂的复盐)和镁盐的混合盐,或者锂盐(或锂的复盐)和镁盐、钠盐三者的混合盐;(2)磨矿,将混合盐磨成≤100目的粉状;(3)浮选,浮选在饱和母液中在常温常压下进行,浮选药剂为4~8个碳原子且带有甲基基团的烷烃衍生物如醇或醛,浮选工艺采用一次粗选,至少二次精选,一次扫选,浮选药剂用量与时间为:粗选药剂用量80-300克/吨原矿,浮选时间5-7分钟,扫选加药量45-65克/吨原矿,浮选时间5-7分钟,精选不加药,每次精选时间为2-4分钟,将锂盐与镁盐、钠盐进行分离,获得锂盐粗产品。本发明流程短,能耗低,操作简单,适合于各种含锂卤水中锂盐的提取,特别适合高镁锂比卤水中锂的提取。
本发明提供了一种热电池用改性锂硼合金复合负极材料及其制备方法,其由Li7B6相、锂镁固溶体相和离子导电剂相组成,其中离子导电剂相占改性锂硼合金复合负极材料的1‑15wt%;该改性锂硼合金在其内部预先添加了离子导电剂,而所述离子导电剂与热电池配套使用的电解质中的导电成分一致。作为热电池用负极材料时,热电池低温大电流放电初期电解质与游离锂的浸润性好,可提升电极反应速率,改善电压凹峰。该方法采用双液态方式混合,可以将离子导电剂均匀的分散于固体锂硼合金内部,制备工艺简单,解决了离子导电剂和锂硼合金后期无法采用机械方法混合的问题。
本发明属于锂离子电池材料领域,具体公开了一种含掺Co高铁酸锂的补锂正极材料,其包含正极活性材料和补锂添加剂;所述的补锂添加剂为掺Co高铁酸锂、或者为掺Co高铁酸锂与碳材料形成的复合补锂材料;所述的掺Co高铁酸锂的化学式为Li5Fe1‑xCoxO4;其中,x为0.05~0.1。本发明还提供了所述补锂添加剂的制备方法,将化学计量比的铁源、钴源、锂源分散在溶解有柠檬酸的溶液中,搅拌反应得凝胶,随后经干燥、球磨得前驱体;将前驱体在保护气氛、600~900℃下烧结得到。本发明发现所述的补锂添加剂和正极活性材料有协同性,此外,本发明还提出了一种操作简单、制备周期短,产物活性高的制备方法。
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