本实用新型公开了一种用于低温环境的锂电池系统,包括设置于BMS电路板上的第一控制单元;所述第一控制单元包括依次连接的低温超级电容充电电路、低温超级电容、双金属片温控器和电热软膜。本实用新型的第一控制单元可以保证锂电池在极低温环境下工作,解决了现有技术锂电池不能在超低温环境下工作的难题。
本发明设计一种大规模处理废旧锂离子电池正极材料的回收工艺,包括以下步骤:利用一个大型的密闭焙烧设备,通入适当浓度的混合气氛(H2S+惰性保护气),对废旧锂离子电池正极材料进行煅烧;经过一次酸洗、二次酸洗有效分离出主要杂质金属(锂和铝)和主体回收金属(视原料而定,镍钴锰中的一种或多种);在高温煅烧、一次酸洗室、二次酸洗室中剩余或生成的H2S气体则经过气体管道、干燥装置再次供给高温煅烧过程,实现循环利用。其中密闭焙烧设备改造于常见的焙烧设备,利用气压差实现密闭设备内气氛流动的方向控制,防止H2S气体产生泄露。
本发明公开一种选择性萃取分离镍锂的方法,将含有协同萃取剂的有机相与镍锂混合溶液接触进行萃取,使镍进入有机相中,锂留在水相中,获得锂盐溶液和负载镍的有机相,负载镍的有机相采用无机酸溶液反萃取获得镍盐溶液,实现镍与锂的高效分离,反后有机相经皂化处理后返回萃取。本发明具有镍锂相互分离效果好,操作简单,易于实现工业化的特点。
本发明公开了掺杂与包覆双重修饰的锂/钠层状金属氧化物正极材料及其一步合成方法。经溶剂‑热处理工艺/固相球磨工艺合成离子掺杂和界面包覆的锂/钠层状金属氧化物正极材料。其中掺杂离子为F‑、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Al3+、Fe3+、Cr3+、Ti4+、Zr4+、Mo4+、Sb5+、V5+中的一种或一种以上,界面包覆物是包含镧系或锕系中离子半径大于等于的离子化合物。本发明摒弃了传统工艺中先制备离子掺杂的正极材料样品再进行界面包覆的思路,开发了一步合成掺杂与包覆双重修饰锂/钠层状金属氧化物正极材料的新方法,具有工艺简单的特点。该双重修饰型正极材料电化学性能提升明显,可用于动力电池及储能二次电池。
本发明涉及一种用于预测磷酸铁锂电池生命周期的方法。该方法先对某种型号规格的磷酸铁锂电池,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,建立关于磷酸铁锂电池电性能指标、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;再取待测磷酸铁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。本发明能够为废旧磷酸铁锂电池的剩余循环次数提供准确的判断依据,为废旧磷酸铁锂电池梯次利用的产品定位提供评判方法,避免了单纯使用电性能参数与循环次数/寿命的对应关系来预测电池寿命带来的误差。
本发明涉及一种采用铝掺杂氧化锌包覆镍钴铝酸锂正极材料以及制备方法,通过利用有机溶剂配置包含铝源和锌源的溶胶,然后加入镍钴铝酸锂得到包覆了溶胶的镍钴铝酸锂,然后干燥、焙烧得到铝掺杂纳米氧化锌包覆的镍钴铝酸锂正极材料。采用铝掺杂氧化锌薄膜包覆镍钴铝酸锂,一方面提高了镍钴铝酸锂循环过程中的结构稳定性;另一方面掺铝氧化锌半导体具有良好的电子传输性能,有效降低了材料颗粒间的阻抗,提高了材料的循环性能。
本发明公开了一种基于纳米硫的锂硫电池用正极复合材料及制备方法。该正极复合材料由纳米单质硫与导电聚合物纳米颗粒构成的核壳结构与氧化还原石墨烯复合而成,硫-导电聚合物纳米颗粒核壳结构均匀的镶嵌在石墨烯片层之间,形成三明治夹层的三维导电网络。其制备方法是:由低温液相法制备的纳米单质硫内核表面原位聚合导电聚合物纳米颗粒而构成核壳结构,然后将氧化石墨烯包覆在核壳结构的表面,最终得到锂硫电池用正极复合材料。本发明制备工艺简单、成本低,能耗小,硫含量可控,重复性强,易于规模化生产。用于锂硫电池正极材料时,能提高电池材料的放电比容量和活性物质利用率,从而极大提升电池的循环性能。
本发明公开了一种水热法制备钛酸锂陶瓷粉体的方法,以TiCl4为初始原料,以通过氨中和制备得无定形二氧化钛水合物为钛源,以可溶性含锂化合物为锂源,以蒸馏水为反应介质,将无定形二氧化钛水合物与锂化合物水溶液按比例混合,随后将溶液转入水热反应器中,在95~250℃下水热反应0.5~24小时,随后将反应产物料浆进行液固分离,所得固相产物在90℃~120℃下烘干4~24小时,获得钛酸锂前驱体;所得前驱体在500~800℃下热处理1~20小时,研磨粉碎即可得钛酸锂陶瓷粉体。本发明方法原料来源广泛,价格低廉,且以水为反应介质,降低了制备成本,工艺过程简单,操作易于控制。
本发明公开了一种用于固态电池的金属锂复合负极的制备方法,包括以下步骤:(1)在惰性气体保护中,在温度为200~400℃下,将填料的粉体与熔融金属锂混合搅拌,直至粉体材料完全分散在熔融金属锂中;(2)在保持金属锂熔融状态下,将上述浆料涂覆在预热好的金属箔基底上,自然冷却至室温后,进行裁片。本发明制备方法简单,制备得到的金属锂复合电极用于固态电池中具有良好的结构稳定性、循环稳定性和倍率性能,可商业化大批量生产。
一种纳米氧化物掺杂硼酸亚铁锂正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、铁源、纳米氧化物MxOy、硼源、碳源按照原子Li、Fe、M、B、C摩尔比(1-1.04) : (0.99-0.9) : (0.01-0.1) : 1:(0.5-2.5)混合均匀放入球磨罐中,加入无水乙醇浸没原料,在常温150-250r/min的转速下采用球磨机进行机械球磨3-7h,然后转移至烘箱中于60-120℃烘6-12h,得到粉末状前驱体;(2)将前驱体置于非氧化性气氛中于400-700℃热处理1-20h,自然冷却到室温,即得纳米氧化物掺杂硼酸亚铁锂材料。本发明操作较简单,流程较短,成本较低,所制得的锂离子电池正极材料硼酸亚铁锂循环性能、倍率性能较好。
本发明公开了一种含锂多元废料的梯级浸出方法。与传统的“一次浸出+多工序分离”的回收路线不同,本发明的含锂多元废料的梯级浸出方法针对含锂多元废料晶型结构较单一且相对完整,废料中各组元的价态及活性差异大的特点,采用不同类型、不同性质的酸依次定向浸出锂元素、镍和/或钴元素、锰元素,通过将特定元素溶解导致晶格缺陷,使原料的微观晶型结构由稳定态过渡到亚稳定态、甚至不稳定态,进而促进后续元素的浸出与分离。本发明的含锂多元废料的浸出方法操作简单、条件温和、成本低、能实现废料中多组元的充分回收,易于实现工业化。
磁悬浮冷水机组与溴化锂热泵机组双运行系统及方法,该方法包括:冷却塔回水进入溴化锂冷热泵机组的第一蒸发器的换热管中,溴化锂冷热泵机组的冷剂水骤然蒸发,使冷却水降温并进入磁悬浮冷水机组的冷凝器换热管内,使冷却水升温,再次回冷却塔循环制冷;2)水蒸气进入吸收器;3)热水回水或补水进入吸收器的换热管中,水蒸气放热,使换热管内的热水回水或补水进行一级升温,输出热水;4)输出的一部分热水进入溴化锂热泵机组的发生器内,并进入换热管中进行二级升温,输出热水。本发明还包括一种磁悬浮冷水机组与溴化锂热泵机组双运行系统。本发明既提升了冷却效率,又利用了冷却过程中的热量,达到既可制冷又同时制热的目的。
本发明涉及一种废工业含锂铝电解质的处理方法,将废工业含锂铝电解质细粉料和第一反应剂混合,焙烧,获得焙烧料;水浸后,获得滤液A和滤渣A;将滤液A的pH值调节至6‑10后,获得冰晶石产品;将第二酸溶液和滤渣A混合,反应后,获得滤液C和滤渣C;将滤液C的pH值调节至6‑8,获得羟基氟化铝产品和滤液C’;向滤液C’中加入碳酸盐,反应后,获得碳酸锂产品。本发明不同于传统的强酸浸出废铝电解质,采用加碱焙烧处理的方式使电解质中的锂钠复合冰晶石转化为LiAl2(OH)7,简单便捷地实现锂元素与其他杂质相的分离,锂回收率高,副产再生冰晶石可返回铝电解槽使用,进一步提高了其他有价元素的利用率,为含锂铝电解质的回收处理提供了新方法。
本发明属于固废处理另外,具体涉及一种硫酸法浸锂渣‑粉煤灰联合消纳制备超轻陶粒的方法,将包含硫酸法浸锂渣、粉煤灰、长石的原料进行造粒制得球团,再将球团进行焙烧处理,即得;所述的原料中,长石的含量为5~15wt.%,余量为硫酸法浸锂渣和粉煤灰,其中,硫酸法浸锂渣和粉煤灰的重量比为1~3:1~3。本发明创新地将硫酸法浸锂渣、粉煤灰、长石的联合,进一步配合成分的联合控制,能够实现协同,能够解决硫酸法浸锂渣在制备超轻陶粒时所面临的难题,能够制备得到符合超轻陶粒容重以及强度要求、且没有硫酸钙残留的超轻陶粒。
本发明公开一种从废旧锂电池磁选分离正负极粉的方法。采用剪切破碎机,在氮气气氛下一次性破碎带电状态废旧锂电池,破碎物料为30~40mm大片状;电解液高温分解产生的二氧化碳气体,破碎物料中的石墨,隔膜和正负极中的粘接剂分解产生的碳,共同作为碳还原剂,与废旧锂电池正极材料产生碳还原反应,赋予正极材料磁性。采用强磁分离系统将磁性正极材料和非磁性物料分离,再分别通过水动力分选机进行分离,最终得到正极粉、负极粉、铝箔和铜箔。正极粉、负极粉及金属回收率都在98%以上,品位高;回收过程同时回收金属铝和铜,回收利用产值提高25%;本发明能处理三元锂电池和磷酸铁锂锂电池,适应大规模工业化生产,具备极高的经济效益。
本发明属于化学检测分析技术领域,具体公开了一种对锂硫电池中硫及多硫化物定量分析的方法。该分析方法采用醚类溶剂、非极性有机溶剂对锂硫电池组件中的活性物质S8、中间产物多硫化锂Li2S8/Li2S6/Li2S4以及终产物Li2S2/LiS2实现逐级高效溶出分离,以氧化剂和硫化促进剂使溶解的Li2S8/Li2S6/Li2S4转变为Li2S,通过沉淀电位滴定法分析Li2S的浓度,进而得到多硫化物的全硫含量,通过高精度天平得到活性物质S8的含量。本方法可以实现锂硫电池含硫组分的高效逐级分离和定量分析,流程短,操作简便,有助于探究锂硫电池容量衰减和失效机制,促进锂硫电池的商业化应用。
一种锂硫电池用复合隔膜的制备方法。该隔膜是由隔膜基体上涂覆的涂层改性而成;其制备过程为:将金属有机框架材料与导电剂按质量比3:1~1:1进行混合,获得混合均匀的涂层材料;将所述的涂层材料与粘接剂按质量比9:1~5:1混匀,并分散到溶剂中,采用机械搅拌或超声分散的方法,获得分散均匀的涂层浆料;将所述的浆料涂覆于隔膜基体的表面上,干燥,即获得复合隔膜;所述浆料中固体材料的含量为60-90mg/mL。本发明所述锂硫电池用复合隔膜制备方法简单,容易实现大规模生产,具有很强的实用价值;采用此种隔膜配合使用高容量电极材料将有效推动锂硫电池的商业化应用。
一种锂盐吸附剂前驱体的合成工艺,包括以下步骤:(1)将可溶性铝盐和可溶性锂盐混合,溶解于纯水中;(2)高效分散:加入高效有机分散剂,得高效有机分散液;(3)水热合成反应:将高效有机分散液与碱液进行混合水热合成反应,得水热合成反应料液;(4)陈化分离:往水热合成反应料液中加入混凝剂,经自然陈化、沉降12~48h后,从底流排出质量浓度60%~80%的前驱体浆料;5)所得前驱体浆料经水和有机醇两级洗涤后,干燥即可得到锂盐吸附剂前驱体。通过本发明制备的锂盐吸附剂前驱体比表面积>48m2/g,吸附容量达到10~15mg/g,处于国内领先水平。
本发明提供了一种锂硫电池正极复合材料,包括基体层,包覆所述基体层的碳层,以及位于基体层中的芯层。本发明还提供了上述锂硫电池正极复合材料的制备方法。本发明所提供的锂硫电池正极复合材料,在基体层外包覆导电碳层,在基体层中填充芯层,同时利用了基体层的一维管道的物理限制作用和化学成分的吸附作用,解决了现有技术中,锂硫电池硫正极充放电过程中生成的中间产物多硫离子的穿梭效应,会使电池容量、循环保持率较低,整体电化学性能低的问题。基体层为埃洛石层,不仅可以从物理限制和化学吸附两方面抑制多硫离子穿梭,埃洛石作为廉价的天然矿物,使用其作为基体还可以降低正极的成本,利于推广应用。
本发明涉及一种废旧三元锂离子电池无需放电预处理的全资源回收方法,属于资源再利用技术领域。所述方法包括废旧三元锂离子电池的带电破碎、废旧电解液的回收、废旧电池颗粒中隔膜的分离、废旧电池颗粒中负极活性物质的分离、负极活性物质中各碳质组分的分离及其高值化处理、正极活性物质的富集以及负极铜集流体与正极铝集流体的分离回收、正极活性物质中各组分的分离以及含锂废液中锂的回收等工序。本发明无需预先对废旧电池放电处理即可实现其各组分的全资源回收;回收所得产物中,电解液得到高效再生,正极活性物质和负极活性物质可直接回用,回收的导电剂性能与商品级相当。
一种溴化锂机组的无真空泵自动排气装置及方法,包括有自动抽气装置、抽气室、气液分离室、贮气室,在溴化锂机组的溶液泵出口管道设置阀门F1,在溶液泵和阀门F1间引出阀门F2和排气进液管到贮气室,贮气室和气液分离室间的导气、回液两用管设置阀门F3,贮气室顶端设置胶球阻液排气自密闭阀和弹簧单向排气阀或电磁阀、电动阀。本发明有效简化了机组结构和增加了运行可靠性。
本发明涉及一种低温型锂离子电池电芯的注液工艺。其特征在于注液工艺分两步进行:(1)锂离子电池电芯注液时,首先注入一种能够形成优良SEI膜的电解液,密封静置后化成;(2)电芯化成后,注入余量的另一种低温型电解液或低熔点溶剂,封口即得。本工艺可以解决PC、线性羧酸酯等有利于电池低温性能改善,却不利于SEI膜成膜的溶剂的使用问题,从而提高电池低温性能,同时能够排除电池在充电初期由于电极形成SEI膜时产生的气体。
本实用新型涉及一种制冷机的过滤装置,具体是指一种溴化锂制冷机的过滤集污器,它由流通室(34)、过滤器(35)、集污室(28)组成,过滤器(35)置于流通室(34)中,集污室(28)与流通室(34)相通,只需在换季时一次性清理,因此它能在机器运行时,避免喷嘴的堵塞,确保制冷量不下降,不会损坏泵,能使泵正常工作,使溴化锂溶液经过滤、净化,更为纯清,达到溴化锂溶液再生的目的。
一种碱性加压氧化制备焦锑酸锂的方法,锑白在氢氧化锂高温水溶液中通入氧气加压氧化,使锑以焦锑酸锂形式沉淀,沉淀物经过洗涤和干燥得到焦锑酸锂产品。本发明的实质是利用焦锑酸锂溶解度小的原理,在氢氧化锂溶液中用氧气将Sb(Ⅲ)氧化为Sb(Ⅴ),制备出焦锑酸锂产品。本发明具有工艺过程短、产品质量好和成本低的优点。
本发明公开了一种石墨烯改性磷酸铁锂材料的制备方法,具体包括以下步骤:将石墨烯和表面活性剂加入到溶剂中,然后利用浴式超声和机械搅拌装置进行分散后得到石墨烯分散液;将锂源、铁源和磷源分别溶于溶液中,按照一定的顺序加入到石墨烯分散液中,然后转移至高压反应釜中反应后得到磷酸铁锂/石墨烯复合材料;将得到的磷酸铁锂/石墨烯与碳源以及球磨介质按照比例投入球磨机中球磨2~10h,经烘干后投入高温炉在惰性气体保护下于600~850℃恒温煅烧1~15h后得到石墨烯改性的磷酸铁锂/碳复合材料。本发明制备的石墨烯改性的磷酸铁锂/碳复合材料可以用作锂离子电池的正极材料,可以让电池电化学性能特别是高倍率下的循环稳定性得到显著提升。
本发明公开了一种含结构锂电池的一体化航天器舱板,包括依次相连的舱板上蒙皮、舱板蜂窝芯子和舱板下蒙皮,所述舱板上蒙皮和舱板蜂窝芯子中嵌设有结构锂电池,所述结构锂电池包括呈夹心结构的上盖板、格栅式框架和下盖板,且所述格栅式框架中设有栅格式电池舱,所述栅格式电池舱中安装有多块单体电池,所述格栅式框架和下盖板两者嵌入安装在舱板蜂窝芯子的安装槽中,所述上盖板安装在舱板上蒙皮上且位于舱板上蒙皮的电池开孔外侧。本发明通过一体化设计达到将航天器舱板和结构锂电池结构有机融合,且能够实现稳固连接,并且使融合后的整体结构刚度和强度得到有效提升。
本发明公开了一种锂离子电池负极材料回收利用方法,包括:将锂离子电池拆解,分离出负极材料;将所述负极材料剪成碎片,将所述碎片放入管式炉中进行两次加热,得到粉末;将所述粉末与去离子水中混合后进行超声波振动处理,并将振动处理后的溶液进行过滤烘干,得到剩余粉末;将所述剩余的粉末通过不同网目筛网筛分,得到铜粒和高纯石墨,后续可对高纯石墨再细筛,得到具有更好电化学性能的石墨。本发明提供了一种操作简单、成本低廉、回收率高且可用于工业生产的锂离子电池负极材料回收利用方法,通过对废锂离子电池负极进行两步热处理、超声波振动、过滤和筛分来实现负极中铜与高纯石墨的回收。
本发明涉及一种锂离子电池复合正极材料LiMn1-xFexPO4/C的合成方法。将锰源、铁源、磷源与有机碳源均匀混合,在高能球磨下处理。将混合物在惰性气氛保护下500-700℃热处理后制得(Mn1-xFex)2P2O7/C。然后再将焦磷酸盐/碳与锂源及碳源混合,在惰性气氛保护下600-750℃热处理获得具有复合导电网络的磷酸锰铁锂/碳正极材料。本发明适合大规模工业化生产,所制备材料由非晶碳包覆的一次纳米晶所构成的二次颗粒组成,分布均匀,在磷酸盐颗粒表面原位形成均匀导电网络。获得的复合正极材料具有高倍率性能,高振实密度,在高能量密度锂离子电池方面具有良好的应用前景。
一种生产锂离子电池正极材料锂锰氧及其 掺杂化合物的方法, 特别适用于尖晶石结构锂锰氧(LiMn2O4)及其掺杂化合物和层状结构锂锰氧(LiMnO2)及其掺杂化合物的生产, 本方法工艺路线简单, 焙烧温度低、时间短, 产品晶型优良, 粒度分布可控, 充放电性能好。
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