本发明提出了一种中空型锂离子电池正极材料前驱体的制备方法,属于锂离子电池材料技术领域。本发明提出的一种中空型锂离子电池正极材料前驱体的制备方法,在合成前驱体的过程中,分两阶段进行合成反应。根据前驱体内部疏松部分的尺寸要求,确定第一阶段和第二阶段的切换点,并调整反应条件:第二阶段搅拌线速度高于第一阶段的搅拌线速度,第二阶段的总金属盐流量不大于第一阶段总金属盐流量;且合成过程中始终在反应釜中通入惰性气体。本方法工艺控制简单,在现有主流间断法工艺基础上,无新增成本,工艺适用范围广,不仅适用于含锰前驱体,也适用于镍钴铝等不含锰的前驱体,产品结晶性良好,杂质Na、S含量低,前驱体疏松部分的尺寸可调。
本发明公开了一种从废旧锂离子电池正极材料中回收有价金属的方法,该方法是将废旧锂离子电池进行放电、拆解,分选出正极极片;所述正极极片进行热解脱胶,分离出集流体和活性物质;所述活性物质与氯化盐混合,进行氯化焙烧;氯化焙烧固体产物进行水浸出,得到含有价金属离子的浸出液。该方法避免了传统废旧锂离子电池正极材料金属浸出回收过程中需消耗大量无机酸和碱的缺陷,且工艺简单、成本低廉、环境友好,具有极大的工业化应用价值。
本发明公开了一种生产高倍率球形锰酸锂的方法,所述方法包括如下步骤:步骤一,将水溶性锰盐加入到碱液中,混合,得到沉淀物,洗涤、干燥得到备用料;或;将水溶性掺杂金属盐M、水溶性锰盐加入到碱液中,混合,得到沉淀物,得到备用料;步骤二,配取锂源和步骤一所得备用料;通过砂磨处理;得到砂磨后的混合物;步骤三,将步骤二所得砂磨后的混合物与液体混合后制成浆料;步骤四,以步骤三所得浆料为原料;采用电喷技术制得球形前驱体粉末;步骤五在含氧条件下,对步骤四所得球形前驱体粉末进行热处理;得到高倍率球形锰酸锂。本发明工艺简单,所得产品品质可控、性能优良,便于大规模的工业化应用。
本发明提供一种锂基双钨钼酸盐红色荧光粉的制备方法。该红色荧光粉的化学组成式为:LiLn0.95Eu0.05(MO4)2。该方法是以锂源化合物、稀土金属硝酸盐和柠檬酸为原料,加去离子水溶解得到混合溶液A;将钨酸铵或钼酸铵和柠檬酸,加去离子水搅拌溶解,得溶液B;将A溶液加到B溶液中,制得新的混合溶液C;在搅拌条件下将乙二醇缓慢滴加到制得的混合溶液C中,滴加完成后调节pH,加热使混合溶液转变为溶胶;所得的溶胶经过烘干,得到干凝胶前驱体;再将所制备的干凝胶前驱体进行高温热处理,即得到锂基双钨钼酸盐红色荧光粉。本发明工艺简单,成本低,而且易于实现工业化,在发光领域具有广泛的应用前景。
本发明公开了一种锂电池破碎制备正负极废粉的方法,包括以下步骤:(1)将锂电池电芯在氮气保护下破碎,得到粗碎产品;(2)将粗碎产品进行一段加热,得到一段加热产物;所述一段加热的温度为60‑110℃;(3)将一段加热产物进行分选得到初级废料;(4)将初级废料制粉、二段加热得到二段加热产物;所述二段加热的温度为240‑310℃;(5)对二段加热产物进行选粉操作分离得到铜铝和初级正负极废粉。本发明还相应提供一种锂电池破碎制备正负极废粉的制备系统。本发明的方法与制备系统各步骤之间组合合理,达到提高废粉回收率的目的,同时也可以减少铜铝产品中废粉的含量,可以提高铜铝与废粉的分离效率。
本发明涉及一种废旧锂电池热解回收系统及其处理方法。该废旧锂电池热解回收系统包括进料布料机构、热解炉本体、出料机构、尾气处理机构、油气分离机构和回燃机构;热解炉本体包括炉管和燃烧室,炉管的一端与进料布料机构连接并穿过燃烧室,炉管的另一端与出料机构连接;炉管上开设有热解气出口,热解气出口位于燃烧室与出料机构之间,热解气出口与油气分离机构的进气口连接,油气分离机构的出气口与回燃机构的进气口以连接,回燃机构的出气口与燃烧室的进气口连接,燃烧室的出气口与尾气处理机构的进气口连接。实现了废旧锂电池的高效、节能、环保和高品质的综合回收处理。本发明还提出了上述系统的处理方法。
本发明公开了一种通过重结晶‑共沉淀法制备锂离子电池用正极材料的方法。该制备方法步骤如下:在一定温度下,按照一定比例将可溶性的过渡金属盐和锂盐溶于适量的蒸馏水中,配成一定浓度的金属盐溶液;再将金属盐溶液放置在一定温度下的高低温箱中一段时间;再将金属盐溶液进行抽滤、干燥;最后将样品进行高温烧结,即可得到锂离子电池用正极材料。该方法的制备工艺简单,生产设备少,成本低廉,适用于工业化大生产。
一种高容量动力型富镍锂离子电池正极材料及其制备方法,该高容量动力型富镍锂离子电池正极材料分子式为LiaNi1-x(MM’)xO2·M’’O,其中a=0.9-1.2,0≤x≤0.70,M为Co、Mn、Al中的至少一种;M’为Co、Al、V、Mn、Zr、Mg、Ti、Cr、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Nb、Mo、Y、Sr、Ba、B、Sr、Sn、Ta中的至少一种;M’’O为包覆层,M’’为Co和Al。本发明还包括所述高容量动力型富镍锂离子电池正极材料的制备方法。本发明材料加工性能出色,使用本发明材料制备的电池,循环性能及高电压性能优异,使用安全稳定,既可满足便携式电子设备对电池的使用性能要求,又适于作动力型电池使用。
本发明公开了一种废旧锂电池正极活性材料的高效浸出工艺。其主要特点是先将废旧 锂离子电池拆分得到的正极活性材料用硫酸/双氧水混合溶液多段逆流浸出,剩余残渣用盐 酸浸出。本发明先采用硫酸和双氧水体系对正极活性材料浸出,盐酸对滤渣进行浸出,最 大程度减少了单独使用盐酸浸出时产生大量的Cl2而导致的工作环境恶劣且环境污染大,同 时也最大限度的提高了正极活性材料的浸出率。使用该方法可使废旧锂离子电池活性材料 的浸出率达到99%。
本发明涉及一种浸出废旧锂离子电池正极材料中金属的方法,包括:将废旧锂离子电池经过预处理得到正极活性物质,然后将所述正极活性物质与含有还原剂的铵盐溶液进行反应,反应后进行固液分离,得到浸出液和滤渣。本发明的方法,工艺简单,金属浸出率高,且金属选择性高,通过控制浸出过程中还原剂的种类和用量,可实现金属锰的选择性浸出,例如所述正极材料中包含Li、Co、Mn等金属时,所述还原剂为亚硫酸铵,浓度分别为0.75mol/L和1.5mol/L时,Mn的浸出率分别为90%和4%;浸出液中杂质含量低,后续除杂工序成本低,浸出过程在高压釜中进行,操作过程中无有毒气体排放,操作环境好。
本发明提供了一种从废旧锂离子电池中浸出有价金属同步脱氟的方法,具体为:将废旧锂离子电池进行预处理得到电极粉料,将电极粉料与水和浓硫酸混合均匀,进行熟化处理,控制熟化处理的温度为50~200℃,时间为1.0~24.0h,熟化完成后在熟化料中加入浸出剂进行浸出,浸出完成后进行过滤,得到低含氟量有价金属浸出液。该方法将电极粉中氟的脱除和有价金属的浸出有机结合起来,在电极粉酸浸前增加了熟化脱氟步骤,即电极粉首先加入部分浓硫酸进行熟化脱氟,脱氟后的电极粉再补加部分硫酸进行浸出,两者之间衔接紧密;与常规酸浸工艺相比,不增加酸耗,工艺成本低,可操作性强,得到的有价金属浸出液含氟量低,易于实现工业化生产。
本发明属于锂离子电池技术领域,特别涉及一种原位测试锂离子电池电势分布装置及其测试方法。所述装置包括正极机构、第一隔膜、参比机构、第二隔膜、负极机构和电解液。在负极、正极不同位置分别安装引线,同时在电池内部加入参比电极,在电池充放电过程中、或充放电停止时刻监测不同引线与参比电极之间的电压,可实时获取电池内部的电势分布。通过本发明提供的方法,可以快速测定电池内部的电势分布,为设计出内阻更小、电极利用率更高、循环性能更优的电池提供助力。
本发明涉及废旧电池回收领域,公开了一种处理废旧锂电池隔膜纸的方法,包括以下步骤:(1)将废旧隔膜纸进行剪切破碎,再进行气流分选,得到轻料和铜铝混合料;(2)将轻料投入浮选机内进行分选,得到隔膜纸和电池粉料;(3)将电池粉料制浆,再进行湿法浸出,将隔膜纸进行酸洗,再过滤,甩干,得到隔膜纸。本发明方法利用物理与化学相结合的方法处理隔膜纸,有效回收了废旧锂电池隔膜纸中的有价金属,满足了环境友好,低能耗,资源高回收的工业生产需求。
本发明公开了一种锂离子电池的主动均衡方法。实时采集锂离子电池组各电芯电压,在放电过程中当某一节电芯电压低于主动均衡下限电压时,通过DC/DC降压电路将整个电池组的能量变换后并联到需要均衡的电芯上,这样可以分担该电芯的一部分放电电流以减缓该电芯的电压下降速度,甚至可以对该电芯进行充电;在充电过程中当某一节电芯电压高于主动均衡上限电压时,将该节电芯的充电电流分流出来通过DC/DC升压电路变换后对整个电池组进行充电以减缓该电芯的电压上升速度,甚至可以对该电芯进行放电;通过上述方法可以很好的实现对电池组进行主动均衡,均衡电流可以做到几十安培,可以很好的确保电池组的荷电状态(SOC)和电池健康度(SOH),大大的提高电池组的使用寿命。
本发明提供了一种锂离子电池P2D模型的参数估计方法,该方法先建立锂离子电池的P2D模型,确定待估参数的类型,再根据步骤确定的待估参数类型,选取候选参数,代入步骤建立的P2D模型进行计算,得到相应的输出误差值,然后初始化候选解数据库,将候选参数和相应的输出误差值存放于候选解数据库,作为代理模型的初始训练数据,之后使用初始训练数据构建代理模型,再通过拉丁超立方抽样方法在解空间中生成候选解的种群,使用代理模型持续对候选解进行评价,同时使用TLBO算法根据预测误差来推动候选解种群的进化,选出更加优秀的子代,交由P2D模型进行精确计算评价。本发明所提供的参数估计方法,能够有效、准确地识别模型参数,优化效率显著提升。
本发明提供了一种锂离子电池用复合纳米材料及其制备方法,以多壁碳纳米管为原料,制成二氧化硅/二氧化锡/多壁碳纳米管复合纳米材料,然后进一步碳化硅包覆,所得复合纳米材料可用于锂离子电池负极材料,具有首次库伦效率高、容量高和循环稳定性高等优点。
本发明公开了一种八面体多孔二氧化钼的制备方法及其在锂离子电池中的应用,该制备方法是将均苯三甲酸和四甲基氢氧化铵加入到含铜盐及磷钼酸和/或磷钼酸盐的溶液中搅拌,形成乳液;所述乳液转入水热反应釜中进行水热反应,得到前驱体化合物;所述前驱体化合物置于保护气氛中,在高温下热处理后,洗涤,即得由超细纳米颗粒堆积组装而成、形貌均匀、稳定性好,且具有多孔特性的多孔八面体二氧化钼材料,该二氧化钼材料作为负极材料用于锂离子电池,在保证比容量的前提下,改善了电极材料的倍率性能和循环稳定性能;且二氧化钼材料的制备工艺简单,成本低廉,具有较好的研究前景。
本发明涉及一种锂离子电池用复合纳米金属负极材料及其制备方法,其特征为:材料表观为固体粉末,粒径为2~25μm;其结构为纳米金属或合金颗粒分散分布在具有介孔结构的无定型碳中;材料含碳量0.5~50%,锡基金属含量50~99.5%;其制备方法是金属氧化物分散于有机聚合物树脂中、有机聚合物树脂碳化和金属氧化物的热还原:解决了金属或合金作为负极材料的在循环过程中的粉化问题;解决了纳米活性材料的循环过程中的聚集问题;改善了金属或合金作为负极材料的电化学循环性能,使其实用于电池的生产。
本发明涉及锂离子电池极片的制备领域,公开了一种高温型锂离子电池正极极片及其制备方法,该正极除了包括集流体及涂覆在集流体上的正极材料涂层之外,还包括涂覆在正极材料涂层上的保护涂层。所述的保护涂层为聚丙烯酸和导电剂的混合物。使用本发明制成的电池正极极片具有良好的耐溶剂性,防止了极片剥离,掉粉等现象的发生。同时,增加了电池高温下的使用寿命,提高了电池高温存储性能和安全性能。
本实用新型提供一种锂电池正极片涂布机的干燥箱。所述锂电池正极片涂布机的干燥箱包括用于输送正极片的输送装置、悬设于所述输送装置的上方的箱体,所述箱体上设有入风口,所述箱体内依次设有第一干燥区及第二干燥区,所述第一干燥区与所述第二干燥区内均设有加热装置,所述锂电池正极片涂布机的干燥箱还包括隔板、弹性件、遮光罩、灯泡、灯泡调节开关及调控电路,所述调控电路包括依次串联的开关、电源、光敏电阻、电磁铁及电阻。本实用新型提供锂电池正极片涂布机的干燥箱能够精确的控制热风的分配以及热风的出风量。
本实用新型公开了一种锂离子电池极片涂布机,包括依次排布的放卷系统、涂布系统、干燥系统以及收卷系统,干燥系统设有用于人员疏散的疏散系统,疏散系统设有隔热防护机构。上述锂离子电池极片涂布机干燥系统设有疏散系统,用于发生安全事故时疏散作业人员,避免由于锂离子电池极片涂布机过长难以疏散而引起的安全隐患,减少疏散距离,减少了厂房的安全通道和楼梯的数量,降低厂房建设成本,并且能够在符合厂房设计规范的条件下增加厂房的宽度,提高单位面积内锂离子电池的产能;同时极片可以在疏散系统的上方或下方传送,不影响极片的传送与干燥。
本发明公开了一种石墨的改性方法及其在锂离子电池的用途。所述方法包括以下步骤:1)将石墨原料和改性剂混合,得到混合料;2)将所述混合料在700℃‑1100℃的碳化温度以及惰性气氛下进行一次碳化处理,得到表面多孔的石墨材料;所述改性剂为在一次碳化温度下能够与石墨原料反应生成CO的物质。本发明的方法通过将石墨原料和改性剂混合并在一定的碳化温度及惰性气氛下碳化处理,可以在石墨原料的表面造孔,所得石墨材料的多孔结构有利于锂离子从基面的孔隙中进入石墨层间,大大提高石墨的倍率性能,而且上述孔结构提高了石墨材料的电子导电性,采用其作为负极材料应用于锂离子电池,表现出高倍率性能、动力学性能优异的优势。
本发明提供了一种磷酸酯萃取剂及其对锂锰浸出液萃取分离的方法,属于湿法冶金分离技术领域。本发明通过磷酸酯萃取剂与改质剂和稀释剂混合得到萃取有机相,再在预定O/A相比、温度、时间下进行多级萃取,使锰离子被萃取进入有机相,锂离子则保留于萃余液中;负载锰的有机相经过纯水多级洗涤后,再采用硫酸多级反萃使有机相中的锰进入水相,产出纯净的硫酸锰溶液。本发明较之于化学沉淀分锰工艺,可避免硫酸钠、硫酸铵、硫酸钙等废渣产生,也消除了传统磷酸萃取剂萃锰过程中皂化工序产生的皂化废液,实现溶液中锂、锰的高效分离和绿色提取。
本发明公开了一种具有夹心状固态电解质的固态锂电池的制备方法,其中,所述夹心状固态电解质包括彼此贴合的中间层为石榴石固体电解质LLZO,面向正极一侧固态电解质层为聚碳酸酯PC固态电解质,面向负极一侧固态电解质层为聚丙烯腈PAN固态电解质。本发明的有益效果在于,所设计的夹心状固态电解质组装而成的固态金属锂电池可以在0.5C的电流密度下,在3‑4.5 V高电压范围稳定运行,比能量密度高于300 Wh/kg,并稳定循环达2000周;同时解决了固态电解质与电极材料接触界面阻抗过大,不利于锂离子扩散的问题。
本发明公开了一种锂离子电池用中空炭纤维负极材料及其制备方法和应用,该锂离子电池用炭纤维负极材料的微观形貌呈中空纤维状。制备方法包括(1)将生物质原材料浸入硝酸溶液中在60℃~90℃下进行脱木质素处理,得到悬浮液;(2)将所得悬浮液超声分散后过滤干燥,得到原生木质纤维,再在惰性气体保护下升温至700℃~1100℃进行热解炭化即得炭纤维负极材料。本发明的负极材料较好地保留了中空纤维状形貌,具有比容量大、倍率性能优异的特点。本发明的制备方法原材料来源丰富、环保可再生,可广泛应用于锂离子电池制备领域。
本发明提供一种磷掺杂的核壳三元正极材料及其制备方法、锂离子电池。制备方法:将镍源、钴源、磷源、碱源、R源和前驱体Ni1‑x‑yCoxZy(OH)2加入水中得到混合溶液,然后水热反应得到磷掺杂的核壳三元正极前驱体;将磷掺杂的核壳三元正极前驱体和锂源混合,在氧气氛围下烧结得到磷掺杂的核壳三元正极材料。磷掺杂的核壳三元正极材料,使用所述的制备方法制得。锂离子电池,使用磷掺杂的核壳三元正极材料制得。本申请提供的磷掺杂的核壳三元正极材料,结构稳定、循环性能还倍率性能好。
纳微结构锂离子电池负极材料Ti2C微球及其制备方法,所述Ti2C微球按照以下方法制成:(1)将二维Ti2AlC基体材料置于HF溶液中浸泡10~75h,得含有多层二维Ti2C的混合溶液;(2)置于超声波中超声5~110h,得含有单层二维Ti2C纳米片的混合溶液;(3)于100~350℃下,密闭反应15~45h,过滤或离心,得纳微结构Ti2C微球;(4)在50~100℃下,干燥8~35h,得纳微结构锂离子电池负极材料Ti2C微球。本发明Ti2C微球兼具二维纳米片的高导电性、离子传输距离短、比表面积大等优点和微米材料的结构稳定性,将其作为锂离子电池负极材料时表现出优异的电化学性能。
本发明公开了一种基于棕榈纤维制备锂硫电池硫/碳复合正极材料的方法。该方法是将棕榈纤维先炭化,再与氢氧化钾混合高温活化,得到活性碳,所述活性碳与单质硫复合,即得硫/碳复合正极材料;该复合正极材料中活性碳具有高比表面积和孔体积,且富含微孔的特点,同时具有杂原子掺杂以及管壁多孔管阵列特殊结构,将其与硫复合,载硫量达到65%以上,导电性好,便于离子迁移,同时能够缓解活性物质硫在电化学过程中体积变化对电极结构的破坏,将复合正极材料用于锂硫电池,锂硫电池表现出容量高、循环稳定性好的优点。
本发明公开了一种高纯度二氟草酸硼酸锂(LiODFB)的高效制备方法。首先以Li2CO3和H2C2O4·2H2O为原料,合成一种高结晶度、高活性以草酸锂和草酸氢锂为主相共结晶的针状混合晶体A;将该混合晶体A加入到装有有机溶剂的密闭容器中,随后添加BF3·X络合物,草酰胺、草氨酸、无水草酸、草酸铵中的至少一种,以及一定量的引发剂,持续搅拌30分钟得到乳状溶液B,过滤得到澄清透明溶液C;将溶液C在一定温度和压力下除去溶剂,得到纯度99%以上的LiODFB产物。通过有机溶剂重结晶一次除去杂质,获得99.9%以上的高纯LiODFB产品。该制备方法,通过合成反应直接可获得纯度99%以上的LiODFB产品。避免了因多次重结晶造成的收率低、成本高、周期长的缺点。且该制备方法简单、易操作、周期短,易于产业化生产,具有很强的应用前景。
本发明提供一种纳米级钛酸锂/碳复合电极材料的制备方法,从而达到制备具有良好倍率特性的纳米Li4Ti5O12/C复合材料,该制备方法包括以下步骤:首先,按原子比Li∶Ti=0.84称取无定型TiO2、Li2CO3,球磨混合3小时,在空气中600℃预烧4-14小时,冷却,得到Li2TiO3/TiO2复合物;然后,将前述所得产物掺入蔗糖高温煅烧,制得纳米级钛酸锂/碳复合电极材料,本发明制备方法所得钛酸锂/碳复合电极材料具有较高的容量与高倍率下的循环稳定性。
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