本发明提供了一种三元锂电材料的制备方法,包括以下步骤:A)将镍源、钴源和锰源球磨活化,得到混合物料;B)将所述混合物料、锂源、助熔剂、M的化合物和聚乙烯醇混合,喷雾干燥后压制,得到块状物;C)将所述块状物焙烧后粉碎,得到类单晶三元材料;D)将所述类单晶三元材料和包覆物源研磨后焙烧,得到三元锂电材料;所述包覆物源为LiCO3和LiOH·H2O中的一种与Al2O3、ZrO2和TiO2中的一种或多种。本申请还提供了上述三元锂电材料与一种锂离子电池。本申请提供的三元锂电材料的制备方法通过原料的自熔合作用一次合成类单晶三元正极材料,粒径大且分布均匀,作为正极材料高温存储性能和高温循环性能优异。
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。
本发明属于绿色储能材料领域,涉及一种改善锂离子电池正极材料磷酸铁锂的电化学性能的方法。该方法将锂源化合物、铁源化合物、磷源化合物和反电离子掺杂化合物按照一定的摩尔比进行混合,经过高能球磨和超细磨,再经过干燥处理得到混合物前驱体粉末,然后再将混合物前驱体粉末经过高纯氮气保护低温煅烧获得纳米级正极材料磷酸铁锂粉末,即可。本发明无需添加导电碳或者碳的有机物前驱体,而仅仅通过反电阴阳离子掺杂并制备纳米材料办法来大大提高磷酸铁锂的电化学性能,本发明成本低廉、适合于工业化生产。
本申请提供了从锂电池回收渣料中回收锂的方法及回收得到的材料与回收系统,回收方法包括以下步骤:将含有氧化锂的回收渣料进行碳化处理,得到碳化浆料;将碳化浆料进行过滤处理,得到碳酸氢锂溶液;将碳酸氢锂溶液进行浓缩处理,得到浓缩液;将浓缩液进行脱碳处理,得到脱碳浆料,脱碳浆料包括氢氧化锂;将脱碳浆料进行过滤处理,得到氢氧化锂溶液。回收渣料中含有镍、钴、锰氧化物、氧化锂,经碳化处理,将回收渣料中的氧化锂反应生成碳酸氢锂,浓缩后,经脱碳处理和过滤处理,获得纯度高的氢氧化锂溶液;本申请的从锂电池回收渣料中回收锂的方法,工艺简单,过程易于控制,回收率高,且不产生有害物质,绿色环保。
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。
一种用焙烧锂云母石灰生产氢氧化锂的工艺方法,它只用锂云母和石灰石为原料,先将锂云母在高温及蒸汽存在下进行焙烧成焙烧锂云母,将磨细的焙烧锂云母与硝石灰、返回的部分母液、残渣洗水一起进行压煮溶出,溶出液经除杂后蒸发结晶析出氢氧化锂产品。该法优点是石灰石用量少60%,能耗降45%,渣量少50%,锂云母的分解率为97%,回收率为80%,可提高磨机产能5倍,转窑的产能以产品计可提高4倍,投资少、成本低,经济效益显著。
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。
本发明公开了锂硫电池氟化物稳定层和制备方法及锂硫电池,氟化物稳定层位于锂硫电池正极和隔膜界面区域,氟化物包覆于正极表面或隔膜表面,或夹于正极与隔膜之间;所述的氟化物为氟化碳或具有电化学活性的金属氟化物及其复合物。本发明提供的锂硫电池氟化物稳定层是将上述氟化物刮涂或旋涂或沉积于正极或隔膜或碳网表面。本发明中的氟化物稳定层可以有效减缓充放电循环过程中正极表面裂纹的产生,增强正极的强度,同时减缓负极金属锂的腐蚀,提升锂硫电池的寿命和安全性。
本发明公开了一种锂源活性材料、正极极片、锂离子电容器及其制备方法,所述正极极片包括集流体、如上所述的锂源活性材料、电容材料、导电剂、粘结剂组成,其中锂源活性材料为优选Li5FeO4、Li6CoO4、Li6MnO4、Li5FexCo1‑xO4材料中的一种或多种,电容材料为石墨烯、活性炭、多孔碳等纳米材料中的一种或多种,锂源活性材料、电容材料、导电剂、粘结剂相对应的重量百分比为:45%~5%、85%~60%、8%~1.0%、4%~1%。本发明具有安全、嵌锂均匀、工艺设备要求低、可操作性强等优点,适用于批量生产。
本发明公开了一种利用萤石尾矿梯次回收碳酸锂及氟化锂的方法,包括如下步骤:步骤S1、收集萤石尾矿;步骤S2、一次球磨;步骤S3、磁选,分离得到磁性高的铁锂云母粉料,及磁性低的其他混合粉料;步骤S4、二次球磨,对磁选得到的所述其他混合粉料中加入硫酸盐、蔗糖钙溶液进行湿法球磨,得到混合浆料;步骤S5、浓硫酸焙烧,将所述混合浆料与浓硫酸一起焙烧;包括步骤S52、冷凝收集HF;步骤S6、一次过滤,对浓硫酸焙烧后的浆料过滤得到滤液;步骤S7、加水搅拌滤液;步骤S8、二次过滤,对所述步骤S7得到的混合溶液进行过滤得到氟化锂沉淀。本申请依据郴州萤石尾矿中铁锂云母含量高及氟含量高的特点,梯次回收工艺,提高了锂资源回收率,减少浪费。
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。
本发明涉及一种喷雾干燥制备镍钴铝酸锂正极材料的方法。该材料化学通式为LiNi1?x?yCoxAlyO2,其中0.1< x< 0.3,0.01< y< 0.15,0< 1?x?y< 1。制备方法是将不可溶镍化合物、钴化合物、铝化合物以及锂化合物混合砂磨2~8h后进行喷雾干燥得到镍钴铝酸锂前驱体,再在氧气气流下采用两段法焙烧制得镍钴铝酸锂正极材料。本发明采用高效砂磨机使镍钴铝达到纳米级的混合后进行喷雾干燥使水分迅速蒸发,得到均一致密的球形镍钴铝酸锂前躯体,通过分段焙烧最终得到了电化学性能稳定的镍钴铝酸锂正极材料。该工艺操作简单、制备周期短、产品质量高、一致性好、可连续化工业生产。
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。
一种回收废旧石墨系锂离子电池负极片中锂的方法,包括以下步骤:步骤一、将废旧石墨系锂离子电池充满电;步骤二、把步骤一所得充满电的电池拆解,得负极片、正极片、隔膜和电池壳;步骤三、将步骤二所得负极片置于150‑550℃的温度下进行热处理;步骤四、向步骤三热处理后的负极片按照1:10‑1:3的固液比加入水,搅拌0.5‑4h后得到固液混合物;步骤五、用20‑80目的震动筛对步骤四所得固液混合物进行过滤,得金属铜、含石墨粉的水溶液;步骤六、向步骤五所得的含石墨粉的水溶液中加入硫酸或盐酸调节溶液的pH值至0.5‑2.0,然后过滤即得石墨粉、含锂化合物的溶液。该方法可从1kg废旧石墨系锂离子电池的负极片中分离出17g以上的锂,具有极为广阔的应用前景。
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。
由废旧锂离子正极材料制备电池级碳酸锂的方法,包括以下步骤:将单质硫粉与废旧锂离子电池正极材料粉末按质量比为0.5:1~1.5:1的比例混合均匀,然后加热至900~1100℃;按照固液比为1~6加入水,于40‑60℃温度下搅拌均匀,过滤得到硫酸锂溶液和滤渣;调节滤液pH为10~12,使得溶液中的重金属离子反应生成沉淀,过滤将其除去,然后加入氢氧化钠进行苛化,苛化后的混合溶液冷冻结晶析出十水硫酸钠晶体,经过离心分离得到氢氧化锂溶液;将氢氧化锂溶液浓缩冷却结晶析出单水氢氧化锂,所得单水氢氧化锂经多次重结晶后即得电池级碳酸锂。通过本发明的方可直接制备得到电池级碳酸锂,锂元素的浸出率很高,不仅可取得良好的经济效益,而且保护了环境。
本申请提供一种内嵌型磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法、锂离子电池和涉电设备。内嵌型磷酸铁锰锂正极材料的制备方法,包括:将包括锂源、铁源、锰源、磷源、碳源、添加剂和溶剂在内的原料混合得到第一混合浆料;所述添加剂包括表面活性剂;将所述第一混合浆料磨制得到第二混合浆料;将所述第二混合浆料干燥得到前驱体;将所述前驱体在保护气氛中煅烧得到所述内嵌型磷酸铁锰锂正极材料。内嵌型磷酸铁锰锂正极材料,使用所述的内嵌型磷酸铁锰锂正极材料的制备方法制得。锂离子电池,其原料包括所述的内嵌型磷酸铁锰锂正极材料。涉电设备,包括所述的锂离子电池。本申请提供的内嵌型磷酸铁锰锂正极材料,电化学性能优异。
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