本发明公开了一种锂硫电池用改性隔膜的制备方法、改性隔膜以及具有多层该改性隔膜的锂硫电池,该制备方法包括以下步骤:仅将导电剂和粘结剂按质量比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。采用多层通过该方法所制备的改性隔膜的锂硫电池具有良好的电化学性能,并且价格便宜,适合于工业化生产。
本发明涉及一种盐湖卤水镁锂分离及富集锂的方法和装置。用阴离子交换膜将电渗析装置隔成锂盐室和卤水室两个区域,卤水室内充入盐湖卤水,锂盐室内充入不含Mg2+的支持电解质溶液;将涂覆有离子筛的导电基体置于卤水室中,作为阴极;将涂覆有嵌锂态离子筛的导电基体置于锂盐室中,作为阳极;在外电势的驱动下,使卤水室卤水中的Li+嵌入到离子筛中形成嵌锂态离子筛,锂盐室中的嵌锂态离子筛将Li+释放到导电溶液后,恢复为离子筛;卤水室中的嵌锂后液排出,重新加入盐湖卤水,两室电极交换放置,重复循环操作。高效实现锂与其他离子的分离,同时获得富锂溶液。本方法流程短,操作简单,生产成本低,可连续操作,易于工业化应用。
本发明公开了一种采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂的方法,包括以下步骤:1)两级浆洗;2)粗碳酸锂的制备;3)进一步浆洗+碳化;4)电池级碳酸锂的制备。在本发明中,一级浆洗采用氯化锂母液和硫酸钠溶液进行浆洗,可以降低硫酸锂的损失,提高回收率;二级浆洗采用含碳酸锂的再循环溶液L4作为浆洗液,溶解可溶性的钙镁离子的同时,回收再循环溶液中的锂;二级浆洗固液分离的滤液L5含锂,返回一级浆洗补液,溶解可溶性杂质离子的同时,降低一级浆洗锂的损失;在本发明中,二级硫酸锂精料采用制芒硝母液L15溶解,溶解过程析出NaCl混盐后沉锂;在本发明中,粗碳酸锂采用含碳酸锂的再循环溶液浆洗,减少系统外排的同时,又可以提高锂的收率。
本发明公开了一种从磷酸锂中综合回收锂和磷的方法。本发明的方法实现了对磷酸锂材料中的磷和锂的高效综合回收的目标,对于锂的回收率高达98.5%以上,碳酸锂的纯度达99%以上,同时对磷的回收率达96%以上,磷酸一氢盐的纯度达95%以上。本发明的方法对磷酸锂的纯度要求较低,可实现在磷酸锂纯度为30%~95%的范围内对其中的磷和锂的高效综合回收,并且局限性小,同时本发明的回收方法条件温和,反应过程中无气体产生,也不会放出大量热,因而污染小,对设备要求低,整个反应易于控制,且得到的副产物为磷酸氢盐,利用价值高,整个回收成本低,有利于进行大规模的实际应用。
本发明公开了一种由大蒜或洋葱制备锂电池的方法,该方法是以大蒜和/或洋葱为原料,将大蒜和/或洋葱表皮通过高温炭化得到作为电极导电材料的活性炭;将大蒜和/或洋葱的肉质通过乙醇提取得到作为电极粘结剂和/或液态电解质材料的精油;将精油进一步与聚甲基含氢硅氧烷进行加成反应得到作为固体电解质材料的改性聚硅氧烷,或者进一步交联固化得到作为电极活性材料的固化物;将以大蒜和/或洋葱为原材料制得的所述活性炭、精油、改性聚硅氧烷、固化物中的一种或几种配入其它制备锂电池的基本材料制备成固态或液态锂电池;该制备方法简单、成本低,制得的锂电池容量大、循环性能好,扩大了锂离子电池材料的选择范围和应用领域。
本发明公开了一种改性锂离子电池富锂锰基正极材料,是以富锂锰基正极材料为基体,在基体的表面包覆有硼酸镁。本发明的制备方法,包括以下步骤:先将富锂锰基正极材料加入硝酸镁溶液中,再在水浴、搅拌的条件下逐滴加入H3BO3溶液,形成凝胶;最后将凝胶烘干、研磨、煅烧,即得到硼酸镁包覆的富锂锰基正极材料。本发明首次将硼酸镁用于对锂离子电池正极材料进行改性,且使得材料电化学性能明显改善。本发明制得的硼酸镁包覆的富锂锰基正极材料在1C首次放电克容量可高达180mAh·g?1,经过100次循环后,容量保持率能够达到98.3%;显著提高了其倍率性能,尤其是10C下的倍率性能。
本发明公开了一种富锂锰酸锂正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将二氧化锰与氢氧化锂混合后进行焙烧,使二氧化锰与氢氧化锂反应生成Li2MnO4;(2)将步骤(1)所得Li2MnO4溶解,得Li2MnO4溶液;将氢氧化锂溶于所述Li2MnO4溶液中,再加入可溶性锰盐溶液进行氧化还原反应,得到氧化还原产物;(3)将步骤(2)所得的氧化还原产物进行烧结,得到富锂锰酸锂正极材料。该制备方法通过液相化学反应制备富锂层状化学二氧化锰前驱体,可以使锂、锰达到分子级别的混合效果,锂锰配比更均匀。通过控制锰盐溶液滴加速度,可以控制产品粒径和形貌,产品可以满足生产高倍率锂离子电池正极材料的要求。
一种锂离子电池正极材料用锰酸锂前驱体的制备方法,包括以下步骤:(1)将二氧化锰与锂化合物按Li/Mn摩尔比为0.3~4.0的比例加入水中配制成反应物料浆;(2)将步骤(1)配制的反应物料浆放于反应器中,一边搅拌,一边升温至80-300℃,搅拌恒温反应0.2~16小时;(3)将步骤(2)所得反应产物料浆进行液固分离,即得无定形锰酸锂前躯体。本发明具有如下特点:(1)在水溶液中通过二氧化锰与锂化合物之间的反应合成无定形锰酸锂前驱体,所得产物的组成与粒度分布均匀,形貌规整,化学活性好,易于后续热处理过程中材料的结构、粒度和形貌的有效控制;(2)所用原材料价廉易得,利用率高,制备成本低;(3)制备过程无三废排放,环境效益好;(4)方法简单,工艺流程短,易实现产业化。
本发明公开了一种从废旧磷酸铁锂材料中回收磷铁合金和锂化合物的方法,该方法包括以下步骤:将废旧磷酸铁锂材料和过量碱金属氢氧化物溶液混合搅拌,过滤后将除铝后料烘干后得到磷酸铁锂粉料;通入还原性气体或加入还原性固体,加热进行还原处理,磷酸铁锂分解后转化为磷铁合金和锂的化合物;做球磨得到活化后的还原粉料,进行磁选分离,分别得到磷铁合金和锂化合物;磷铁合金再次做磁选分离,得到提纯的磷铁合金;锂化合物也做进一步磁选分离,得到的尾矿为富集提纯后的锂化合物。采用本发明的方法回收废旧磷酸铁锂材料,所得磷铁合金产品的铁品位可达73‑80%,磷含量可达18‑26%。锂的化合物中,锂含量高达15%以上。
一种锂电池正极材料超薄包覆层,其成分为Li-Ti-O组成的钛酸盐;且包覆层均匀致密,其厚度为0.3~30nm。一种核壳型包覆结构锂电池正极材料,包括内核正极活性物质和前述超薄包覆层,包覆层中Ti与内核正极活性物质中过渡金属元素的摩尔比为0.01%~3%。该锂电池正极材料的制备方法包括:将锂盐及含钛化合物溶于有机溶剂,并加入内核正极活性物质,使其充分浸润;再加热去除有机溶剂,将所得的干燥粉体置于干燥的空气中静置,使其缓慢可控地与空气中的水分子发生原位水解,将得到的中间粉体置于有氧环境下煅烧,制得锂电池正极材料。本发明可抑制锂电正极材料活性物质与电解液间的副反应,提高产品的倍率性能高和循环性能。
本发明提供了一种软包装锂离子电池原位补锂及电池制造方法,包括以下步骤:步骤1:正极片和负极片的制备;步骤2:将正极片、负极片和隔膜制成电池卷芯或极片集束,在电池卷芯或极片集束外包裹表面包有隔离膜的富锂辅助电极,组装成软包电池;步骤3:向步骤2得到的软包电池中注入电解液,一次封口后进行预锂化;步骤4:预锂化完成后取出富锂辅助电极,二次封口后进行活化,活化后进行抽真空处理和三次封口。本发明通过预设富锂辅助电极,实现了对锂离子电池负极的原位预锂化,从而提升锂离子电池的能量密度。并且预锂化过程中的锂主要来源于富锂辅助电极上的预锂化剂,对电解液的影响很小,预锂化过程简单、安全、高效。
一种利用NaCl与碳酸锂混盐浮选提取碳酸锂的方法,其包括以下步骤:(1)将NaCl和碳酸锂的混盐进行磨矿;(2)将步骤(1)得到的矿浆物料送入浮选机,调节pH值至碱性,加入碳酸锂捕收剂,用量200g/t~350g/t矿浆,搅拌2-4分钟后进行充气刮泡浮选;(3)将步骤(2)得到的碳酸锂粗选精矿进行1~2次精选,过滤、烘干,得到工业级碳酸锂粗产品。本方法采用常温浮选工艺,能耗低,流程简单,所获得的碳酸锂产品质量好、收率高,所用浮选药剂无毒无污染,可实现碳酸锂低成本规模化生产。
本发明公开了一种生物质炭气凝胶改性锂硫电池专用隔膜,包括隔膜本体和涂覆在隔膜本体靠近正极一侧表面的改性涂层,改性涂层包括柚皮基生物质炭气凝胶、导电剂和粘结剂,改性涂层具有多孔结构。该专用隔膜的改性涂层柚皮基生物质炭气凝胶材料与导电剂的多孔阻挡层可以让锂离子穿过,还可以对正极氧化还原反应过程中产生的多硫化物有一定的阻挡和吸附作用,对电池电化学性能以及循环性能更具有优势。本发明还公开了一种生物质炭气凝胶改性锂硫电池专用隔膜的制备方法,方法较为简单,不需要开发新型的隔膜,只需要在现有的商业化正常隔膜上涂覆一层改性材料即可使用,大大节省了时间以及费用。本发明还公开了采用该专用隔膜组装的锂硫电池。
一种LiMnO2预锂化剂的制备方法,包括以下步骤:(1)制备纳米Mn2O3;(2)将步骤(1)中得到的纳米Mn2O3和无水Na2CO3混合均匀后在惰性气氛下进行烧结得到α‑NaMnO2;(3)将步骤(2)中得到的α‑NaMnO2加入卤化锂溶液中,加热回流后冷却至室温,再过滤、洗涤、干燥得到LiMnO2预锂化剂。本发明还提供一种采用LiMnO2预锂化的锂离子电容器的制备方法。本发明中LiMnO2对环境要求不苛刻,可以和正极材料一起进行涂覆,操作简单,负极极片的预锂化程度可控,效果明显,并且可在现有锂电制造条件下实现,可大大降低生产成本。
本发明属于锂离子电池材料回收利用技术领域,公开了一种锰酸锂电池废料制备锂离子筛的方法及其锂离子筛。本发明方法通过对锰酸锂电池废料进行处理得到粉料,再加酸酸化得到含锂溶液和锂离子筛。本发明还提供上述方法制备得到的锂离子筛,其吸附容量达25.0mg/g以上,首次合成锰损失率为5~10%,后期单次循环溶损率≤1.50%,性能优异。本发明方法采用酸浸法对热处理及活化后的锰酸锂电池废料进行处理,锂的回收率可达79.68%以上,所制得的锂离子筛吸附容量大,在回收锂资源的同时实现锂离子筛的制备,无环境污染,经济效益可观。
本发明属于锂离子电池材料领域,具体公开了一种Li2CuO2@Li5FeyCuxO4复合材料,包括核以及包覆在其表面的壳,所述的核为Li5FeyCuxO4,所述的壳为Li2CuO2;其中,y=1‑2x/3,0.09≤x≤0.4。本发明还包括所述的材料的制备及其在正极补锂中的应用。本发明提供了一种高比容量补锂材料,其具有优异的空气稳定性,还具有优异的电化学性能。
本发明属于锂离子正极补锂技术领域,具体涉及一种LixMn0.54Ni0.26O2正极补锂材料,具有放射状形貌,且1.24≤x≤1.6。本发明还提供了所述的补锂材料的制备及其在正极补锂中的应用。本发明所述的材料具有优异的补锂性能和耐空气稳定性。
本发明公开了一种锂硫电池正极材料,由金属氧化物微纳米管和硫复合制成,所述金属氧化物微纳米管的直径为200nm~700nm,长度为10μm~50μm,金属氧化物微纳米管的中空部分与金属氧化物微纳米管的直径比值为0.1~0.6∶1。将本发明还提供一种上述锂硫电池正极材料的制备方法以及应用上述锂硫电池正极材料制备的锂硫电池正极和锂硫电池。本发明的锂硫电池正极材料中添加了金属氧化物微纳米管,与相应的块状或纳米颗粒相比,孔隙率高、比表面积大、孔径大,能够较好抑制多硫化物的溶出,保持锂硫电池充放电稳定性。
本发明公开了一种从废旧锂离子电池回收过程产生的含锂废液中提取锂的方法,包括以下步骤:(1)以碳酸钠为沉淀剂,将碳酸钠加入到含锂废液中进行搅拌反应,然后过滤得到沉锂后液和粗制碳酸锂;(2)将步骤(1)得到的粗制碳酸锂与碳酸锰混合均匀,然后进行焙烧处理,得含钠尖晶石型锰酸锂。该方法提锂回收率高,清洁环保,产品种类丰富多样。
本发明公开了一种由层状富锂锰基和尖晶石型锰酸锂构成的核壳异构锂离子电池复合正极材料及其制备方法,属于锂离子电池电极材料领域。锂离子复合正极材料以尖晶石型锰酸锂LiMn2O4为内核,层状富锂锰基xLi2MnO3·(1–x)LiMO2(0< x≤1,M=MnaNibCo1–a–b,0< a, b< 1)为外壳;其制备方法是先制备尖晶石型锰酸锂内核,再通过PVP辅助燃烧法或者湿化学法制备层状富锂锰基外壳。制备的锂离子电池复合正极材料在室温和55℃高温下均具有良好的电化学循环稳定性。此外,本发明方法工艺简单,操作方便,与高温固相法制备锰酸锂有很好的兼容性,易于工业化生产。
本发明涉及锂电池技术领域,具体是一种锂电池负极材料,其技术要点是:包括以下按照重量份的原料:铜10‑20份、硅10‑25份、铝5‑10份、钛1‑2份、铁2‑5份、镍1‑3份、钴2‑4份、锰3‑5份、碳5‑8份、乙炔黑4‑6份、粘结剂4‑6份。本发明还公开了所述锂电池负极材料的制备方法。本发明制备的锂电池负极材料振实密度高,比表面积小,材料性能好,能够满足市场需求,具有广阔的市场前景。
一种高镁锂比含锂盐湖老卤提锂的生产工艺,其包括以下步骤:(1)盐田摊晒高镁锂比含锂盐湖老卤;(2)摊晒固液产品与上批固体混合矿洗涤液混合物,升温溶解;(3)蒸发浓缩;(4)冷却浓缩混合物,结晶析出固体混合矿;(5)过滤分离,得浓缩饱和低镁锂比母液和含锂固体混合矿;(6)饱和低镁锂比母液进行除镁沉锂,制碳酸锂;(7)含锂固体混合矿加适量淡水,充分搅拌,进行洗涤;(8)固液分离,得洗涤液和固体盐,固体盐丢弃或用作生产镁盐原料;(9)洗涤液返回步骤(2)。本发明工艺与普通工艺相比,老卤中镁锂比从10以上降至3以下,老卤中锂含量达到1.5%以上;大幅度降低了提锂过程中除镁的成本,提高锂的收率;能耗低,操作简便,生产成本低。
本方案公开了一种锂复合材料的制备方法,锂复合材料的化学通式为yLi3PO4/LiMnxFe1‑xPO4,其中,0.01≤y≤0.05,0.5≤x≤0.95。配置硫酸亚铁和硫酸锰溶液A与磷酸钠溶液B,使其在pH中性环境下连续共沉淀反应,将沉淀物(MnxFe1‑x)3(PO4)2·mH2O去结晶水后与磷酸锂高温固相反应,然后与碳源经过砂磨、喷雾干燥、烧结得到碳包覆磷酸锂/磷酸锰铁锂产物。本发明不会产生氨气、二氧化碳等对大气污染的气体,反应在pH值中性环境下进行,使反应过程完全并容易控制,其中磷酸锂起到了既是原料又是包覆剂的作用,增强了碳包覆磷酸锂/磷酸锰铁锂的电化学循环稳定性。
本发明提供了一种亲锂性负极的制备方法、亲锂性负极和锂电池,(1)将MXNO3溶解于有机溶剂混合液中制成MxNO3溶液,其中M为金属活泼性比Li低的金属;(2)制备亲锂性负极:将上述MxNO3溶液滴加至锂片表面,发生反应,生成M或M/Li合金,得到亲锂性的M/Li复合电极,蒸发掉溶剂,所述LiNO3沉积在所述复合电极的表面。其目的是优化亲锂性基质的制备方法,采用该方法不仅能得到亲锂性负极,同时能够得到LiNO3。该亲锂性负极不仅能够调节锂形核,降低过电位。而且能均匀化锂离子分布,实现均匀的锂沉积。
本发明公开了一种两段氯化焙烧‑碱液浸出法从锂云母中提锂制备碳酸锂的方法,包括以下步骤:(1)将锂云母矿与氯化钙磨细后投加到氯化铵溶液中混匀造球得到生球;(2)将步骤(1)中得到的生球在150‑300℃下进行一段焙烧,再在500‑800℃下进行二段焙烧得到熟料;(3)将步骤(2)中得到的熟料用水浸出,过滤得到浸出液;(4)向步骤(3)中得到的浸出液中加入碳酸盐溶液,搅拌过滤得到母液与滤渣,收集滤渣得到碳酸锂。本发明中各步骤相互配合、协同作用,从锂云母中提锂制备碳酸锂的过程绿色环保、能耗低、成本低、提取效率高,具有广阔的工业应用前景。
本发明公开了一种从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法,包括以下步骤:(1)用酸和还原剂将废钴酸锂中的钴锂浸出,得到浸出液;(2)用化学法除去浸出液中的铜、铁、铝、钙和镁;(3)用碳酸盐沉淀除杂后溶液中的钴锂得到碳酸钴锂;(4)干燥碳酸钴锂,并根据钴锂比,配入相应的钴盐和/或锂盐;(5)煅烧,得到钴酸锂产品。利用本发明方法所得钴酸锂性能优良,钴、锂回收率分别以99%和96%以上,且本发明方法过程简单,成本低,易于工业化生产,具有较高的经济效益。
本发明公开了一种利用锰酸锂废料制备锂离子筛的方法及该锂离子筛。本发明对锰酸锂废料先进行除铁除铝等操作后,与锂源进行高温煅烧,得到锂离子筛前驱体,后进行解析得到锂离子筛。锂源的加入能使锂离子筛前驱体中锰的化合价发生变化,使锂离子筛在吸附解析时的结构更加稳定,使得在解析时酸对其结构造成的破坏降低,从而提高离子筛的循环性能。另外,该锂离子筛能够有效回收含锂废水、高盐废水中的低含量的锂,能将溶液中锂浓度富集到吸附前的3~5倍,同时首次锰溶损率在5%左右,循环8次的锰溶损率≤1%,具有较高的循环利用率,并且其锂离子筛的吸附时间短。本发明的制备工艺简单、设备要求及能耗成本低,制备时间较短,环境友好。
本发明公开了一种碳酸锂生产中的沉锂系统及沉锂工艺,系统包括板式换热器和夹套式反应釜,原料管路、碱液管路、蒸汽管路和DCS控制系统;富锂溶液依次流经加料泵、板式换热器、温度传感器、原料流量计和加料阀后进入反应釜中;蒸汽管路分成两条支路分别与板式换热器和反应釜的夹套连通,两条支路上分别连接有蒸汽调节阀;碱液管路上连接有加碱泵、碱液流量计和加碱阀;碱液和经板式换热器加热至设定温度后的原料分别经相应管路送入反应釜的内腔中;反应釜的顶部连接有搅拌装置、液位传感器和温度传感器,底部连接有排料管路和冷凝水管路;各管路上的器件均与DCS控制系统连接,DCS控制系统控制各管路上的器件工作与否及如何工作。
本发明涉及锂离子电池用负极碳材料领域,具体涉及一种锂离子电池负极活性材料、锂离子电池负极、锂离子电池、电池组及电池动力车。其中锂离子电池负极碳微粒通过N2吸脱附测得的孔结构中,以孔径在2‑200nm之间的BJH测得孔体积总量为基准,孔径在2‑10nm之间的孔体积之和为5‑10%、孔径在10‑100nm之间的孔体积占比50‑65%、孔径在100‑200nm之间的孔体积占比30‑40%;所述碳微粒的BET比表面积为1‑4m2/g,优选1.4‑1.9m2/g。采用以上碳微粒制得的扣式电池,其充电容量达392‑403.65mAh/g,放电容量达360‑373mAh/g,组装成柱状电池,其在5C倍率下的放电容量保持在1985.7‑2029.8mAh之间。
锂离子电池复合正极材料磷酸氧钒锂-磷酸钒锂制备方法,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按照xLiVOPO4·Li3V2(PO4)3的化学计量比例配比混合,x满足:0.01≤x≤10,将混合物溶解于水中,再加入有机络合剂,控制钒离子浓度为0.01~1molL-1;(2)恒温水浴中搅拌1-48h,形成凝胶;(3)干燥;(4)置于管式烧结炉中,一段烧结于非氧化气氛下550-900℃烧结4-30h,降温至300-500℃,然后二段烧结于非还原气氛下300-700℃烧结0.1-10h,冷却至室温,即成。本发明所得复合正极材料倍率性能、循环性能优异。
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