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。
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。
中冶有色为您提供最新的湖南长沙有色金属材料制备及加工技术理论与应用信息,涵盖发明专利、权利要求、说明书、技术领域、背景技术、实用新型内容及具体实施方式等有色技术内容。打造最具专业性的有色金属技术理论与应用平台!