一种富锂锰基层状锂电池正极材料,其分子式为Li[Li1-x-y-zNixCoyMnz]O2,其中0<x<0.5,0<y<0.5,0.1<z<0.7,0<1-x-y-z<0.5,D50在10~20μm,比表面积在1~4m2/g,12.5mA/g充放电电流密度下放电容量达200~300mAh/g,其制备方法包括:先准备锂源、镍源、钴源和锰源,然后按配比将原料混合制成混合盐溶液,再加入聚丙烯酸和柠檬酸溶液并混合均匀;然后加热形成稳定的溶胶,蒸发水分后形成凝胶,将凝胶干燥形成干凝胶;最后进行烧结得到富锂锰基层状锂电池正极材料。本发明的正极材料具有高的放电比容量,安全性好,生产成本低,性价比高。
本发明公开了一种从废旧锂离子电池中回收锂的方法,该方法为向废旧锂离子电池湿法回收系统产生的含锂萃余液中加入正磷酸盐,过滤,得到粗制磷酸锂;将粗制磷酸锂与水制浆后,加入无机酸,使磷酸锂溶解,使用萃取剂萃取磷酸,使磷酸与锂盐溶液分离,得到锂盐溶液和负载磷酸的有机相;负载磷酸有机相使用碱溶液进行反萃,得到正磷酸盐溶液,回收用于制取粗制磷酸锂;同时向锂溶液加入碱试剂除杂后得到纯锂盐溶液;纯锂盐溶液加入碳酸盐沉淀剂,过滤烘干后得碳酸锂产品或直接蒸发得锂盐产品。本发明的方法提高了资源的综合回收率,且工艺简单,设备要求低,能耗成本低廉,得到的产品纯度高,产品价值高,具有极大地经济效益。
本发明属于电池领域,具体地说,涉及一种锂电池负极材料。所述锂电池负极材料包括93~98wt%石墨,2~7wt%的单晶硅和氧化亚硅,所述负极材料在石墨的主体上形成有多孔结构,单晶硅和氧化硅分布于多孔结构内部或周边部位。本发明还涉及所述锂电池负极材料的一种制备方法,该方法采用煤基焦粉为原料,煤基焦粉经物理处理,氧气氛围下碳化,石墨化,后处理得到所述负极材料。本发明所述的锂电池负极材料的循环性能好,嵌锂过程中体积膨胀小、材料粉化或剥离现象明显降低,具有较高的克比容量,电学性能优异,可广泛地应用于锂电池技术领域。
本发明公开了一种锂离子正极材料补锂添加剂,其包括Li5FeO4基体和位于Li5FeO4基体表面的包覆层;该包覆层包括位于Li5FeO4基体表面的第一包覆层碳层和位于第一层包覆层表面的第二包覆层过渡金属氧化物层。本发明还公开了该补锂添加剂的制备方法:先制备碳层包覆包覆氧化铁,再通过湿法混合,制备表面碳包覆的Li5FeO4,最后与过渡金属离子盐溶液、氢氧化铵溶液混合,高温烧结,得到补锂添加剂。本发明的双层包覆Li5FeO4补锂添加剂,Li5FeO4基体为微米或者纳米级颗粒,其颗粒均匀可控,缩短了电子和离子的迁移路径,可以实现Li5FeO4材料补锂性能的发挥,延长锂离子电池的使用寿命。
一种从高钙含锂的原料中提锂的方法,包括以下步骤:(1)沉钙:将含钙含锂原料加入反应容器中,并加入钙沉淀剂,搅拌,产生硫酸钙晶体,固液分离,得脱钙含锂母液;(2)纳滤:将步骤(1)所得脱钙含锂母液通过纳滤系统纳滤进一步脱钙并脱除其它≥2价的离子,得含锂滤液;(3)蒸发浓缩:将步骤(2)所得含锂滤液通过蒸发浓缩,得富锂浓缩液。本发明操作步骤简便,工作条件温和,能耗低,操作安全,对环境污染少;全部操作过程均遵循安全、节能、环保的条件进行。适用于从各种含钙含锂原料中提锂,生产成本低,而特别适用于从高钙含锂的原料中提锂。
一种锂钴复合氧化物锂离子正极材料及其制备方法,本发明之锂钴复合氧化物锂离子正极材料的通式为Li1+yCo1-xMxO2×zLiαAVOβ,其中-0.02≦y≦0.035,0≦x≦0.1,0.0005< z≦0.1,0≦α≦3,0.035≦(y+zα)≦0.06,0≦β≦5,α+v=2β,Av为一种或多种阳离子,v为相应阳离子的平均价态。本发明还包括所述锂钴复合氧化物锂离子正极材料的制备方法。本发明所得正极材料,4.5V时的钴溶出时间控制在60h~150h,4.5V扣式电池1C下循环50周,容量保持率为90%甚至95%以上;4.6V时的钴溶出时间控制在60h~100h,4.6V扣式电池1C下循环50周,容量保持率为85%甚至90%以上。
本发明一种锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法是采用镍、钴、锰的可溶盐共沉淀制备镍锰钴的复合碳酸盐,然后将该碳酸盐与氢氧化锂进行反应,在碳酸盐转化为氢氧化物的同时,锂以碳酸锂的形式沉积在原含镍钴锰的颗粒表面。通过这种方式,实现了锂和镍钴锰等元素的均匀混合,得到制备镍钴锰酸锂材料的优质前驱体。前驱体经过两次烧结,可得到性能优良的镍钴锰酸锂产品。本发明提出的工艺过程简单易控,制备的产品生产成本低、产品性能稳定可控,可以用于工业化生产。
片状复合正极材料磷酸铁锂?磷酸钒锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将钒源、铁源、磷源、锂源、有机碳源,按钒原子、铁原子、磷原子、锂原子、碳原子摩尔比为2 : 1 : 4 : 4 : 3~5的比例溶于去离子水中,加入表面活性剂,调节pH值,搅拌;(2)转移至高压反应釜中,通入保护性气体,以200~1200rpm的速度,200~300℃的温度,反应10~30h,经洗涤、过滤、干燥后,研磨;(3)在非氧化性气氛下于600~800℃焙烧,即成。本发明合成的片状磷酸铁锂?磷酸钒锂复合正极材料具有优异的电子导电性和离子导电性,电化学性能优异,产品均一性好且稳定、成本低。
本发明属于锂离子电池材料领域,具体公开了一种补锂正极活性材料,包括正极活性材料和至少一种锂化的有机补锂剂。本发明还公开了一种包含所述的补锂正极活性材料的补锂正极材料、补锂正极以及采用所述的补锂正极装载而成的锂离子电池。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。
本发明公开了一种废弃磷酸铁锂电池和废弃镍钴锰锂系电池协同回收与再生方法,该方法将废弃磷酸铁锂电池正负极粉、废弃镍钴锰锂系电池正负极粉和硫源混合进行硫化焙烧,硫化焙烧产物进行水浸,得到锂盐溶液与含铁氧化物和镍钴锰硫化物的富集渣;将含铁氧化物和镍钴锰硫化物的富集渣采用磷酸浸出,得到磷酸铁溶液和含镍钴锰硫化物的浸出渣;含镍钴锰硫化物的浸出渣通过浮选分离或湿法分离,得到镍钴锰硫化物。该方法不必对废弃电池进行分类,可以多种废弃电池统一处理,且同时实现锂、铁、磷、镍、钴、锰等有用资源的高效回收和再生获得LiOH、磷酸铁锂和镍钴锰锂产品,且工艺简单、成本低、不易造成环境污染,有利于大规模生产。
一种利用硫酸钠从中高镁锂比老卤中提取氢氧化锂的方法,通过老卤多次与硫酸钠反应,排出老卤中的镁,将锂富集于清液中,再通过冷冻析盐,碱法除镁,加入氢氧化钠,固液分离,得氢氧化锂沉淀。本发明方法工艺流程简单,设备简单,操作简便,能耗低,绿色环保,生产周期短;硫酸钠原料易得,成本低,在本发明中可回收利用;适用性广,能大幅度降低老卤中的镁锂比,通过本工艺处理后的富锂母液中锂质量百分含量达到1.5%以上,大幅度降低了提锂过程中除镁的成本;除镁率高,可除去老卤中85%以上的镁。
本发明提供一种三元正极材料锂离子电池电解液及包含该电解液的锂离子电池,涉及锂离子电池技术领域。本发明三元正极材料锂离子电池电解液由有机溶剂、非水性有机溶剂、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:有机溶剂15%‑25%,锂盐17%‑23%,添加剂1%‑4%,余量为非水性有机溶剂。本发明使用有机溶剂、非水性有机溶剂作为溶剂体系,该溶剂体系对锂盐溶解度高,粘度低,同时配合低温添加剂的作用,实现了电解液在兼顾容量、内阻等电化学性能的同时,也使得三元正极材料电池具有优异的循环性能,低温条件下电池循环时间延长。
本发明涉及一种磷酸铁锂锂离子电池正极用浆料,包括87~95份掺杂磷酸铁锂、2~7份导电剂、3~6份粘结剂和82~127份溶剂,所述掺杂磷酸铁锂中掺杂有三元材料,其中,磷酸铁锂与三元材料的质量配比为:磷酸铁锂∶三元材料=94.5~96∶4~5.5;所述三元材料为镍钴锰酸锂,其化学通式为LiNixCoyMn1-x-yO2,0.2≤x≤0.8,0.1≤y≤0.4。采用本发明浆料制作的锂离子电池,其容量和平台电压得到提升,可充电电压得到提高,内阻和倍率性能明显改善,电子导电性能得到提高,而且具有优越的高温、安检和循环性能。
一种锂硫电池专用改性隔膜,在普通隔膜靠正极一侧的表面涂布一层添加有导电剂的科琴黑包覆金属氧化物改性涂层。该锂硫电池专用改性隔膜的制备方法依次包括将科琴黑与金属氧化物无机盐的水溶液混合,经过分散、烘干、煅烧后,制成浆料涂布在商用隔膜靠正极一侧烘干所得。本发明还公开了使用锂硫电池专用改性隔膜的锂硫电池,以金属锂为负极,将科琴黑-硫复合材料涂布在铝箔上作为正极,将双三氟甲基磺酸亚酰胺锂、硝酸锂、1,3-二氧戊环和乙二醇二甲醚的混合物作为电解液,和所述锂硫电池专用改性隔膜组装而成。本发明的改性隔膜能够抑制锂硫电池中多硫化锂的“穿梭效应”,提高锂硫电池的电化学性能、容量和循环寿命,适用于大规模生产。
锂云母矿中提取锂和其他碱金属元素的高温矿相重构方法主要包括以下步骤:物料配混料,造球,高温焙烧,水淬球磨,溶出及化合物生产等。本发明以原矿成分组成设计目标重构矿物及构成,达到优化过程、降低处理过程能耗和成本、高效提取锂、钾、铷和铯等的目的。锂云母中硅和铝可经矿相重构反应后进入钙长石型矿相(CaO·Al2O3·2SiO2、(Ca,Na)O·(Al,Si)2O3·2SiO2)和钙灰石矿相(CaO·SiO2),不溶于水及水溶液。锂云母中氟经矿相重构反应后进入氟化钙矿相,不溶于水及水溶液。锂云母中锂和其他碱金属元素经矿相重构反应后进入其盐(氯化物、硫酸盐)或碱(氢氧化物)相中,可溶于水或水溶液。
本发明提供一种聚合物电解质隔膜及用该膜制造笔记本电脑超高比能量锂电池的技术。聚合物电解质隔膜的特点是,该聚合物电解质隔膜中使用了一种厌硫增塑剂。聚合物电解质膜主要由50wt.%的聚合物基体、5-30wt.%的导电锂盐、5-35 wt.%的厌硫增塑剂和1 0wt.%的纳米陶瓷添加剂组成。应用此聚合物电解质膜所制造的超高比容量聚合物锂电池,能使笔记本电脑持续工作8小时。
本发明公开了一种岩盐型锂离子电池正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、高价态锰源、低价态锰源经研磨混合均匀后于惰性气氛下煅烧,随炉冷却研磨得到LiMnO2前驱体;(2)将步骤(1)中得到的LiMnO2前驱体与过氧化锂经研磨混合均匀后于惰性气氛下煅烧并退火处理,随炉冷却即得到上述岩盐型锂离子电池正极材料Li4Mn2O5。本发明还相应提供一种岩盐型锂离子电池正极材料及其应用。本发明中的岩盐型锂离子电池正极材料Li4Mn2O5为纯相的岩盐型结构,无杂质相,电化学性能优异。
一种锂离子电池用高压实密度锂锰氧化物及其制备方法,该锂离子电池用高压实密度锂锰氧化物,化学式为Li1+xMn2-x-y-z(M1)y(M2)zO4。本发明还包括所述锂离子电池用高压实密度锂锰氧化物的制备方法。本发明主要改善了压实密度,同时改善了高温循环和储存性能,使得该产品能较好的应用于圆柱、软包电池以及电子烟、电动工具、手机、电动自行车、EV、HEV等领域电池体系中。
本发明公开了一种锂离子电池正极材料锂铁磷氧化物的制备方法。是将1∶1的0.05-2MOL/L的硫酸亚铁溶液和磷酸二氢铵溶液加入反应器中,在反应温度为50-90℃、搅拌速度为400-1200RPM条件下,反应0.2-2H,再加入过量的双氧水,反应0.2-2H,经陈化、过滤和洗涤后干燥,得到前驱体磷酸铁粉末;按磷酸铁粉末∶锂源中锂离子∶碳源中的碳原子的摩尔比=2∶2∶0.1-0.6,以无水乙醇为介质混合后置于行星式球磨机中研磨,得到锂铁磷氧化物前驱体溶液,再经焙烧得到粒径为0.5-5ΜM的锂铁磷氧化物。本发明制得的产品粒径分布均匀、细小、反应活性高,有效地改善了电化学性能,且操作过程简便、设备简单、易于控制,有效地降低了成本。
一种氧化镧/镧酸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研磨混合,经一次煅烧后冷却,得到富锂锰基正极材料;(2)将镧源溶解至溶剂中配制成溶液A,将所得富锂锰基正极材料分散至溶剂中配制成溶液B,然后在搅拌条件下,将A溶液逐滴加入到B溶液中,进行共沉淀反应,反应完后蒸发至凝胶状,得到氧化镧/镧酸锂包覆富锂锰基正极材料前驱体;(3)将所得氧化镧/镧酸锂包覆富锂锰基正极材料前驱体二次煅烧,冷却后,制得氧化镧/镧酸锂包覆富锂锰基正极材料。本发明不仅制备工艺简单,易操作,成本低,而且合成的复合材料电化学性能优异,循环性能稳定。
一种富锂锰基层状锂电池正极材料,其分子式为Li[Li1-x-y-zNixCoyMnz]O2,0.05<x<0.3,0.05<y<0.3,0.1<z<0.6,0.1<1-x-y-z<0.4,其D50在8~22μm,比表面积在0.5~5m2/g,12.5mA/g的充放电电流密度下放电容量达210~290mAh/g,其制备方法包括:准备锂源、镍源、钴源、锰源及有机酸;混合均匀;将混合物料加热熔化形成低温共熔物;将低温共熔物放入预设300℃~700℃加热炉中加热点燃,进行烧结,得到富锂锰基层状锂电池正极材料。本发明的材料具有高的放电比容量,安全性好,并且生产成本低,具有很高的性价比。
一种锂片模切设备,包括锂片带以及对锂片带进行模切以冲切出负极片的模切刀具,所述锂片带表面覆盖有防止锂片带在模切时粘连到模切刀具上的负极片隔膜带,所述锂片带与负极片隔膜带缠绕于收卷机构。一种锂片模切工艺,具体包括以下步骤,S1:在锂片带的上方铺设负极片隔膜带;S2:在负极片隔膜带的边缘处铺设极耳隔膜带;S3:通过模切刀具对锂片带进行模切;负极片隔膜带覆盖在锂片带的表面,并且同时缠绕在收卷机构上,通过在锂片带上覆盖负极片隔膜带,在通过模切刀具对锂片带进行模切成型负极片的过程中,防止锂片带与模切刀具粘接,能够提高负极片的成型质量、降低生产损耗同时降低生产成本。
一种用含锂的纳滤产水制取碳酸锂和盐钾联产的工艺,包括以下步骤:(1)将硫酸镁亚型盐湖卤水经纳滤膜分离,得含锂的纳滤产水;(2)将含锂的纳滤产水蒸发结晶,得成品卤水;(3)将成品卤水经强碱性阴离子交换树脂吸附除杂,得净化卤水;(4)将净化卤水蒸发水分,得氯化钠精制盐和盐钾共饱卤水;(5)将盐钾共饱卤水冷却结晶,得到工业级氯化钾和富锂卤水;(6)往富锂卤水中加入碳酸盐溶液,在80~100℃沉淀结晶,得成品工业级碳酸锂。本发明对硫酸镁亚型盐湖卤水进行卤水调节,简化盐田工艺,避免硫酸盐矿物的结晶析出,改善钾盐加工工艺,通过进一步吸附除杂,可实现碳酸锂和盐钾联产。
本发明公开了含ZIF67衍生复合碳材料锂硫电池正极材料及制备方法、含其的正极极片和锂硫电池。制备方法包括:以ZIF67为前驱体,经高温烧结碳化为具有金属Co颗粒嵌入的氮掺杂分级孔碳材料,采用高温硫化方法将复合多孔碳材料中的Co硫化为CoS2。锂硫电池正极活性材料的制备方法包括:按质量比1:4称取上述复合碳材料和单质硫,采用熔融法将单质硫熔渗到多孔碳材料内部,正极极片由质量比为80:10:10的锂硫电池正极活性材料、超导碳、粘结剂LA133制成。锂硫电池主要由上述正极极片、隔膜、电解液、金属锂负极极片组装而成,得到的锂硫电池具有优异的循环性能和倍率性能。
本发明公开了一种锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的制备方法。将三价铁源化合物、磷源化合物和金属锂按铁:磷:锂元素的摩尔比=1:1:1.1~1.9混合后置于密闭容器中,加入水控制水溶液中水与锂的摩尔比为1:1~10:1;在室温下搅拌0.1~20小时,金属锂与混合物中的水反应生成锂离子并放出氢气同时产生大量的热能,氢气将三价铁离子还原成亚铁离子,亚铁离子与锂离子及磷源化合物生成无定形态磷酸亚铁锂;经烘干后在400~700℃的温度下煅烧2~20小时,制得磷酸亚铁锂成品。本发明合成温度低,合成周期短,条件控制简便,合成成本低、合成的磷酸亚铁锂颗粒细小并且粒径分布均匀,离子导电性和电子导电性明显得到提高,具有良好的大电流(1C)放电性能。
本发明公开了一种钛酸锂负极材料、制备方法、负极极片及锂离子电池,钛酸锂负极材料包括固体量、分散剂以及分散介质;固体量与分散介质质量比为(0.2‑0.6):(0.4‑0.8);固体量包括锂源、钛源以及碳纳米管;锂源、钛源以及碳纳米管与分散剂质量比为1:(2‑2.6):(0.005‑0.04):(0.005‑0.04)。制得的钛酸锂负极材料应用于负极极片,制成锂离子电池时,其克容量高,倍率性能优越;适合工业化生产,应用前景广阔。
本发明涉及一种用于预测锰酸锂‑钛酸锂电池剩余生命周期的方法。该方法先对某种型号规格的锰酸锂‑钛酸锂电池,进行指定次数的循环后,进行电性能检测;然后拆解,获得锰酸锂‑钛酸锂电池的正极材料、负极材料、隔膜和电解液中的一种或多种,并进行材料学检测和/或分析化学检测,建立关于锰酸锂‑钛酸锂电池电性能指标、材料学参数和/或分析化学参数与循环次数之间对应关系的标准数据库;再取待测锰酸锂‑钛酸锂电池同样进行拆解并进行相关检测,进行比对,预估电池的剩余的循环次数。本发明综合锰酸锂‑钛酸锂电池的电性能测试、电池组分的材料学检测及分析化学检测等手段,提出一套相对准确的评价锰酸锂‑钛酸锂电池性能衰减程度并预测剩余使用寿命的方法,为锰酸锂‑钛酸锂电池的梯次利用提供更为准确的评判依据。
一种钛酸锂负极片及其制备方法、锂离子电容器、电池,钛酸锂负极片制备包括:配制负极浆料和获取负极集流体基体;将负极浆料涂布在负极集流体基体表面,烘干,形成活性材料浆料层;涂有负极浆料层的负极集流体基体经碾压、裁剪后,干燥后得到钛酸锂负极片,负极浆料的制备包括以下步骤:1)3~8重量份粘结剂、260~330重量份蒸馏水混合均匀后,加入导电炭黑混合后,搅拌1.5h~2.5h;2)向步骤1)制得的混合溶液中加入42~48重量份的钛酸锂,搅拌0.5h~1h;3)向步骤2)制得的混合溶液中加入40~46重量份的钛酸锂,搅拌0.5h~1h;4)调节浆料的布氏粘度至1500~2800cps,高速搅拌6~8小时;锂离子电容器、电池具有前述钛酸锂负极片。
本发明公开了一种全固态锂硫电池复合正极材料及全固态锂硫电池和制备方法,该复合正极材料是由导电聚合物单体通过原位聚合生成相应的导电聚合物包裹在单质硫或单质硫/碳材料混合物表面,再通过高温处理得到的导电聚合物/硫复合正极材料或导电聚合物/硫/碳复合正极材料;制得的复合正极材料具有较高导电性,能将硫很好固定在正极区域,进一步与有机-无机杂化聚合物固体电解质膜和/或Li2S-P2S5无机固体电解质及金属锂负极制成全固态锂硫电池,制得的全固态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,且复合正极材料的制备方法简单、工艺条件温和,成本低,满足工业生产要求。
本发明公开了一种全固态锂硫电池用夹层及全固态锂硫电池,夹层由固体电解质和导电材料构成,全固态锂硫电池包括硫正极、固体电解质膜和金属锂负极,且在硫正极和固体电解质膜之间设有所述夹层;夹层同时具有导电性与导锂性,其设置在全固态锂硫电池的正极与固体电解质之间,可使活性物质硫充分反应,提高活性物质硫的利用率,同时该夹层可以抑制多硫化物的穿梭,提高锂硫电池的库伦效率以及循环寿命,从而获得高容量发挥、稳定循环性能以及高安全性能的全固态锂硫电池。
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