本发明属于锂金属电池领域,具体公开了一种复合平面锂金属阳极,其特征在于,包括平面金属集流体、复合在平面金属集流体平面的金属锂层以及覆盖所述金属锂层的刚性/柔性复合界面层;所述的刚性/柔性复合界面层包括柔性聚合物以及分散在柔性聚合物中的刚性材料;所述的刚性材料包含硫化锂;还包含金属粒子和/或锂‑金属合金粒子。本发明还公开了所述的锂金属阳极的制备以及应用。其优势在于,柔性又兼具强度的复合平面锂金属阳极避免金属锂生长过程中应力的集中。同时,复合平面锂金属阳极又可以有效防止电解液与金属锂直接接触,避免界面副反应的反生,显著提高锂金属负极的循环寿命。
本发明公开了一种湿法嵌锂合成磷酸铁锰锂正极材料的方法,以微米级粒径的三价磷酸铁锰前驱体作为原料,采用醇和水的混合液作为溶剂,采用回流法制备磷酸铁锰锂正极材料中,能够实现磷酸锰铁的均匀还原,从而获得结晶性良好、倍率佳的产品。本制备方法通过采用微米球结构的前驱体作为原料,能够对磷酸锰铁锂的结构和性能进行有效调控,获得质量稳定、振实密度高、倍率性能优良的产品,且操作流程简便、一致性高,原料来源广、无需高温烧结、能耗低、成本低、无需添加表面活性剂和生长抑制剂来控制形貌,工艺的可控性好,易于大规模推广。
本发明公开了一种锂离子电池高电压电解液添加剂和含有该添加剂的高电压电解液及锂离子电池。所述的添加剂为如下结构式Ⅰ所示结构的苯多腈化合物:其中R1、R2分别独立选自氢、氰基、卤素、C1~C6的烃基、部分氢或全部氢被卤素取代的C1~C6的烃基、C1~C6的烷氧基、部分氢或全部氢被卤素取代的C1~C6的烷氧基团的一种或几种。该电解液添加剂可有效促进锂离子电池正极表面聚合形成稳定的CEI膜,抑制了正极与电解液的界面反应,减少了电解液在高电压环境下的氧化分解,从而有效提高锂离子电池常电压和高电压下的循环性能和使用寿命。同时,此种电解液制备工艺简单,适用于工业化生产,因而有广泛的应用前景。
本发明属于锂金属电池负极材料领域。具体公开了一种贵金属单质@掺氮碳空心球材料,包括内嵌均匀银纳米粒子的掺氮碳空心球。本发明还提供了双亲锂性负极活性材料、负极及其制备方法。本发明提供的材料具有巨大的比表面、良好的亲锂性和电子传导性能,能够有效地缓解体积变化,降低局部电流密度和锂沉积的形核过电位,实现该3D锂金属负极在大电流密度高锂载量下持续、稳定、均匀地沉积/溶解,有效抑制锂枝晶的生长,显著提升锂金属电池的库伦效率和循环寿命。
本发明涉及一种含锂废铝电解质的提锂方法,包括如下步骤:将待处理的含锂废铝电解质破碎,获得电解质粉料;将所述电解质粉料与反应剂混合均匀,于600‑1400℃焙烧0.5‑5h后,冷却,研磨,获得混合物粉末;将所述混合物粉末与水混合,搅拌反应后,过滤,获得滤渣和滤液;将滤液用于沉锂,获得锂盐。发明的整个处理流程中不使用酸、碱,反应剂廉价易得,生产工艺环保,工况友好。本发明的焙烧‑水浸提锂工艺,工艺流程短,设备简单,工业化可行性高。
本发明公开了一种锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法,该方法包括将锂源化合物与锰源化合物混合搅拌,将所得混合物置于回转窑中升温至400℃~650℃进行预处理,保温1h~8h后降至常温;然后将所得产物置于煅烧炉中升温至750℃~1000℃,煅烧10h~30h,煅烧完成后先以1℃/min~3℃/min的速度降温至550℃~650℃,再冷却至室温,将所得反应产物进行破碎并筛分处理,得到锂离子电池锰酸锂正极材料。本发明的方法工艺简单、成本低廉,该方法制得的锰酸锂正极材料所装配的电池具有优异的循环性能和高比容量,应用前景广阔。
本发明提供一种制备磷酸铁锂锂电池正极材料的方法,包括:向原料中引入低熔点无机介质,将所得混合物料研磨混合均匀;对混合物料进行烧结,然后用水或酒精清洗烧结后的物料,以除去低熔点无机介质。由于低熔点无机介质的引入,使得磷酸铁锂的生成可以在低温下短时间生成,明显降低能耗,提高晶体生长完整性,并且生成的球形磷酸铁锂颗粒粒径均匀,提高了加工性能。本发明还涉及一种用于锂电池的磷酸铁锂颗粒,其为单晶形态。
本发明公开了一种使用硅碳材料作为负极的锂离子电池用的电解液及包含该电解液的锂离子电池。该电解液由锂盐,非水系有机溶剂和添加剂组成。其中添加剂为硼酸三(六氟异丙基)酯和三(2‑氰乙基)硼酸酯中的一种或两种。锂盐为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiTFSI和LiFSI中的至少一种,优选为LiPF6;浓度为0.8~1.5mol/L,优选为1.0~1.2mol/L。非水系有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯中的至少两种,优选为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的组合。
本发明公开了一种碳包覆磷酸铁锂材料、制备方法及锂离子电池正极材料,方法包括:将碳酸锂、草酸亚铁、二水合磷酸二氢铵以及蔗糖加入球磨罐中,再加入无水乙醇,密封后放入球磨机中球磨,得到浆料a;将浆料a过滤,再将过滤后的浆料干燥,得到块状产物b;将块状产物b研磨,得到白色粉体c;将白色粉体c转至第一坩埚中,排出空气用铝箔纸封住坩埚口,倒扣第二坩埚中,往第二坩埚填满还原性粉体;将第一坩埚以及第二坩埚整体放置于马沸炉内,加热一段时间,在第一坩埚内得到碳包覆磷酸铁锂材料。本方法使得整个工艺无需像传统的高温固相法一样需要还原性气体或是惰性气体,只需加入还原性粉体,大大降低了成本,并且也提高整个工艺的安全性。
本发明公开了一种从废旧锂电池中回收锂的方法,其包括如下工艺步骤:将废旧锂电池正极粉料与硫化剂混合煅烧后进行固液分离出含锂水溶液。本发明采用硫化煅烧的方法回收得到的含锂水溶液,单次过滤得到的含锂水溶液中锂的浓度在15g/L以上,锂的总回收率高达97.43%以上,同时锂和镍钴锰的分离效果良好。本发明适用于废旧电池的综合回收,适合大规模生产,无环境污染,具有可观的经济效益。
本发明属于锂离子电池回收再生技术领域,具体涉及一种磷酸铁锂废粉中锂铁磷组分回收再生的方法。本发明将磷酸铁锂废粉预除铝后采用磷酸和还原性有机酸浸出联合浸出,并通过抑制氧化,采用机械活化以不同铁的化合物配成前驱体浆料,协同净化后的富锂浆料以砂磨‑喷雾干燥制备磷酸铁锂前驱体。本发明技术流程契合主流磷酸铁锂生产过程,整个过程无废水产生,浸出试剂常规,无需添加任何额外的氧化还原剂,多种铁源的联合使用有利于改善前驱体浆料的黏度和粒径,提升回收再生产物的电化学性能。整个流程简单且具有原子经济性,实现了对高杂磷酸铁锂废粉中锂铁磷三种元素的高效回收再生,适合工业化生产。
本发明公开了一种废旧钴酸锂电池回收聚偏氟乙烯及再生钴酸锂正极材料的方法,属于废旧锂离子电池回收技术领域,本发明通过将钴酸锂电池进行放电、拆解得到废旧钴酸锂正极极片,废旧钴酸锂正极极片用NMP处理分离正极废料、铝箔并回收PVDF,然后将正极废料与有机碳源混合后进行还原焙烧,接着水浸分离锂和钴,再分别通过蒸发结晶和煅烧处理得到碳酸锂和四氧化三钴,最后将得到的碳酸锂和四氧化三钴按计量比混合进行反应得到再生的钴酸锂,本发明对废旧锂离子电池材料进行高效回收并实现了对废旧电池材料的综合循环再生,而且得到的再生钴酸锂纯度高,具有优异的倍率性能和循环稳定性。
本发明涉及一种具有良好循环性和高安全性表面包覆磷酸铁锂的镍钴锰酸锂复合材料的制备方法。本方法采用水热法在镍钴锰酸锂颗粒表面生长磷酸铁锂对镍钴锰酸锂进行表面包覆修饰。磷酸铁锂是锂离子电池活性正极材料,比钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂等具有更好的热稳定性能、化学稳定性能、循环性能和安全性能,有效解决了镍钴锰酸锂锂离子电池的高温、过充、针刺条件下的安全性问题。该材料能量密度高、循环性能好、安全性能好、制备工艺简单、易于实现产业化。
本发明公开了一种从废旧磷酸铁锂正极料中制备磷酸铁和锂的磷酸盐的方法。包括以下步骤:将废旧磷酸铁锂正极料氧化,得到含锂、铁、磷的混合物A;将A加入到搅拌的磷酸溶液B中,反应,得到磷酸铁和锂的磷酸盐的固液混合物C;对C进行过滤、洗涤,分别获得滤液D和滤饼E,将滤饼E烘干、粉碎获得高纯度磷酸铁;将滤液D进行冷却,过滤、洗涤,将获得的滤饼F烘干、粉碎获得锂的磷酸盐,滤液H循环利用。本发明方法制得的产品具有粒度可控,纯度高、结晶度好等优点,可用于制作磷酸铁锂的原材料。同时,本发明整个流程为闭路循环,净化工艺简单,成本低。
本发明公开了一种纳米结构锰酸锂/磷酸铁锂/碳三维复合球形粉体材料及其制备工艺,其主要由纳米多孔结构锰酸锂、纳米磷酸铁锂和碳三相组成,且呈球形,材料的粒径为微米级,一次粒子的粒径为纳米级,纳米磷酸铁锂和碳均匀沉积在纳米多孔结构锰酸锂的微球表面和/或孔隙中。制备工艺包括:将锰盐与草酸钠加入反应器中,充分搅拌后将获得的球形草酸锰在惰性气氛下焙烧得到MnO2,然后按配比将相应质量的MnO2粉体、锂盐、铁盐、磷酸盐及碳源混合,充分反应得半成品;最后在氮氢混和气氛中晶化处理,得到成品。本发明的产品可提高电池正极材料的稳定性和导电性,改善其电化学性能。
一种碳纳米管‑硫化锂‑碳复合材料的制备方法,将升华硫粉溶于无水甲苯,形成透明溶液A;将碳纳米管超声分散在三乙基硼氢化锂的四氢呋喃溶液中,形成悬浮液B;将溶液A加入悬浮液B中,得碳纳米管‑Li2S复合材料的悬浮液,加热蒸干溶剂即得到碳纳米管‑Li2S复合材料粉末;最后将碳纳米管‑Li2S材料置于惰性气氛中进行化学气相沉积碳,形成碳纳米管‑Li2S‑C复合材料。本发明制备的碳纳米管‑硫化锂‑碳复合材料导电性好,包覆层紧密,可改善Li2S电极的导电性,有效抑制多硫化物在电解液中的溶解和扩散,提高硫的利用率;同时碳纳米管的多孔结构,对硫电极在充放电过程中发生的体积膨胀和收缩有缓冲作用。
本发明提供一种改进的用于制备磷酸铁锂的方法,以提高其振实密度和锂电池的储存稳定性。该方法包括:磷酸铁锂前驱体的制备:将锂盐、金属氧化物和碳源物质加入到磷酸的水溶液中,经过反应得到LiH2PO4混合溶液,然后加入纳米级铁化合物,在球磨机中球磨,再经过喷雾干燥;烧结:在惰性气体保护下在600~800℃的烧结炉中烧结;以及水洗:用水清洗磷酸铁锂粉末,然后在100~200℃干燥。
本发明公开了一种从锂离子电池回收物制备电池级碳酸锂的方法,包括以下步骤,(1)制备含锂氟渣;(2)将含锂氟渣与水制浆后,加入浸出剂,使含锂氟渣中的锂溶入水中,过滤,得到粗制锂溶液;(3)用碱试剂调节pH值去除粗制锂溶液中的镁、镍、钴等杂质,得到精制锂溶液;(4)在精制锂溶液中加入碳酸盐进行沉淀,得到粗制碳酸锂;(5)洗涤所得的粗制碳酸锂,烘干后得到电池级碳酸锂产品。本发明的方法可以同时回收利用锂电池中的锂及钴镍锰等贵金属,且制备的碳酸锂为电池级产品,可以直接用于锂电池的生产制造,产品价值高,提高了资源的综合回收率。
本发明公开一种磷酸锰锂/氟磷酸钒锂/碳复合正极材料及其制备方法,以提高磷酸锰锂的离子电导率和循环稳定性,从而改善磷酸锰锂正极材料的倍率性能不好和循环稳定性差的缺点。本发明的复合材料的名义分子式为(1‑x)LiMnPO4·xLiVPO4F/C,其中0<x≤0.3。合成的复合材料一次颗粒为60~100nm大小,在颗粒表面包覆了一层均匀的碳源。本发明提出的制备方法工艺过程简单,易于控制,制备的(1‑x)LiMnPO4·xLiVPO4F/C复合正极材料通过组分之间协同作用,具有能量密度高、循环稳定、倍率性能好的特点。
本发明属于液态锂硫电池技术领域,具体涉及一种提高锂硫电池容量的电解液,其包含有机溶剂、锂盐和添加剂,所述添加剂分子式为R‑(CS)n‑N(R1)(R2),本发明还包含添加有所述电解液的锂硫电池。采用的电解液,可以显著提高锂硫电池的放电比容量和容量保持率,大幅改善电池性能,成本低廉,制备方法简单、理化性质优异、安全环保。
本发明涉及一种锂离子电池用富锂锰基正极材料的制备方法,属于能源材料领域。本发明将配好的锂、镍、钴、锰金属盐溶液滴加到丙烯酸溶液中并加热搅拌,加入少量过硫酸铵,聚合形成胶状物。干燥后研磨、预烧结和烧结便得到高比容量的富锂正极材料Li1+αMnxNiyCozO2,0.02<α<0.5,0.4
本发明公开了一种全固态锂电池负极材料、制备方法及全固态锂电池,其中,所述负极材料为核壳结构的TiO2;核为无氧缺陷的二氧化钛,且核的颗粒大小为200‑1000nm;壳为有氧缺陷的二氧化钛,且壳的厚度为20‑200nm。本发明制备的全固态锂电池负极材料与单纯的二氧化钛电极相比具有更高的锂离子电导率,与单纯的氧缺陷二氧化钛相比具有更好的导电性和稳定性。且本发明的制备全固态锂电池负极材料的方法可重复度高,工艺简单,可大规模生产。
本发明公开了一种基于有机物‑氨水的富锂锰基锂离子电池正极材料的改性方法,包括如下步骤:(1)将有机物溶于去离子水中,加入氨水,得到有机物‑氨水溶液;(2)将富锂锰基锂离子电池正极材料加入到步骤(1)后得到的有机物‑氨水溶液中,进行加热搅拌处理,蒸干,得到改性正极材料的前驱体粉体;(3)将步骤(2)得到的前驱体粉体在空气中进行后续烧结处理。具有工艺简单易控、成本低廉、环境友好、实用性强等特点,还能有效稳定富锂正极材料体相结构以及表界面理化特性。本发明还相应提供了一种由上述的改性方法制得的改性正极材料。
本发明公开了一种从锂离子电池正极材料中高效回收锂的方法,包括以下步骤:(1)将锂离子电池正极材料进行预处理得到预处理正极粉末;(2)将预处理正极粉末在惰性气氛保护下与还原剂加热反应,得到还原态正极粉末,其中,所述还原态正极粉末中含有易水解的锂化合物;(3)将还原态正极粉末加入水中进行水解,并控制水解体系的pH值为7‑8,液固比为(2‑3):1;(4)水解完毕后,将步骤(3)中水解体系进行固液分离,液相即为锂离子溶液。本发明还相应提供一种用于上述锂离子电池正极材料的回收系统。本发明的工艺过程简单,回收成本低,适用范围广,可适用于不同类型的锂正极材料,具有广阔的市场前景。
本发明提供了一种锂化埃洛石锂硫电池正极材料,所述正极材料以埃洛石为原料,经锂化后载硫得到;所述正极材料中埃洛石的长度为0.05~2um,外径为30~100nm,管壁厚度为6~25nm;所述正极材料的载硫量为80%以上。本发明首次将锂化埃洛石应用到锂硫电池正极材料中,通过锂化将锂离子吸附在埃洛石带负电的管外壁,促进了锂离子的扩散,利于与电解液的接触,从而提升了电化学反应动力学。利用埃洛石的管腔空间实现高载硫,带正电的管内壁吸附锂硫电池充放电过程产生的多硫化物阴离子,从而抑制穿梭效应。锂化后显著提升了电池的倍率性能、比容量与循环稳定性。本发明的制备方法以廉价易得的埃洛石为原料,成本低,工艺简单,具有产业化前景。
本发明公开了一种从废锂离子电池粉末选择性提锂及电解分离回收二氧化锰的方法,包括:称取一定量的废锂离子电池粉末,加入浓硫酸进行充分搅拌混匀;将拌酸混匀后的电池粉末放入电炉在一定温度下焙烧预定时间;将焙烧后的电池粉末用纯水在预定温度下机械搅拌浸出;对料浆进行液固分离,滤渣送湿法回收镍钴锰系统,含锂浸出液分别采用硫化沉淀与氧化中和沉淀分步去除杂质;含锂净化液在预定电流密度、酸度与温度下电解产出二氧化锰粉末;电解沉锰后的含锂溶液脱除残余锰离子后,添加饱和碳酸钠溶液进行碳化沉锂产出碳酸锂粉体。本发明为后续硫酸浸出回收镍钴创造良好条件,经过电沉积可实现富锂液中锂锰的高效分离,综合回收电解二氧化锰产品。
本发明涉及一种锂离子电池导电膜/金属锂/导电基体三层结构复合负极及其制备方法,该复合负极由底部导电基体、中间金属锂层和顶部导电膜构成;其制备方法是通过电化学方法在导电基体表面依次沉积金属锂层和导电膜,即得导电膜/金属锂层/导电基体三层结构复合电极,其中导电膜包含电子导电和离子导电功能。该复合电极应用于锂离子电池,能解决现有锂负极不能直接在空气中组装成电池的缺点,工艺简单,降低了电池组装工艺成本,并且能够有效抑制锂枝晶的生长,提高锂离子电池的循环寿命和安全性。
本发明公开了一种溶胶凝胶法合成锂离子电池正极材料氟磷酸钒锂。是将锂盐水溶液、氟盐水溶液、五价钒盐水溶液、磷酸盐水溶液和鳌合剂按摩尔比为2∶2∶1-2∶2∶4,搅拌混合均匀;控制PH=7-11,在40-80℃的搅拌反应器中反应1-5小时形成凝胶,在80-150℃的真空干燥箱中干燥5-15H,将干凝胶在200℃-400℃加热分解1-4小时,经研磨均匀后,在惰性气体的气氛中于400℃-800℃焙烧5-20H即为成品。本发明直接使用五价钒作原料,解决了钒离子容易氧化问题;降低了煅烧温度,材料粒径分布均匀、细小、电导率提高;合成温度400-800℃之间可调,可得到不同粒度的材料;方法简单方便、易于控制、大大缩短了合成周期,降低了成本。
本发明提供了一种本发明公开了从锂离子电池中回收制备磷酸铁锂的方法,包括以下步骤:S1:将退役的磷酸铁锂电池放电处理后进行拆解得到电池正极,对电池正极进行破碎筛分,之后气流分选得到较轻的粉料;S2:将S1中所得粉料进行氧化浸出,得到含有金属离子、磷酸根离子以及酸根离子的滤液和滤渣;S3:向S2中所得滤液加入磷酸,得到含有铝元素的磷酸铁沉淀,作为制备磷酸铁锂材料的前驱体;S4:将S3中所得前驱体与锂源混合,得到混合物;S5:将S4所得混合物与碳源研磨均匀后在惰性气氛下进行高温烧结,得到铝掺杂的磷酸铁锂正极材料。本发明制备流程短,成本低,可操作性强,制备的磷酸铁锂正极材料性能优良,具有较高的应用价值。
一种磷酸钛锂包覆富锂锰基正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将富锂锰基前驱体与锂源混合、研磨,在空气气氛下煅烧,冷却;(2)将富锂锰基正极材料分散于无水有机溶剂Ⅰ中,搅拌均匀;再加入钛源,搅拌均匀,得黑色悬浊液a;(3)称取锂源和磷源,在无水有机溶剂Ⅱ中加入锂源和磷源,搅拌均匀,得混合悬浊液b;(4)将混合悬浊液b加入黑色悬浊液a中反应,油浴蒸干,得干凝胶粉;(5)将干凝胶粉置于还原性气氛下煅烧,即成。本发明磷酸钛锂作为表面包覆层,不仅可以缓解二次颗粒的破裂和层状‑尖晶石相变,而且能提高正极‑电解质界面动力学,使磷酸钛锂包覆富锂锰基正极材料复合材料具有优异的循环稳定性。
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