本發明涉及一種鋰離子電池負極材料鈦酸鋰的制備方法,該方法利用偏鈦酸H2TiO3作為鈦源,以碳酸鋰或氫氧化鋰作為鋰源,以瀝青、酚醛樹脂或葡萄糖作為碳源。偏鈦酸經過草酸洗滌過濾后,三種原料按一定比例經球磨機混合均勻,烘干后置于高溫加熱爐中,在惰性氣體保護條件下燒結,即可得到碳包覆的鈦酸鋰Li4Ti5O12/C。本發明所選用的鈦源偏鈦酸的成本僅為常規制備鈦酸鋰所用鈦源—氧化鈦TiO2的約五分之一,因此制備得到的Li4Ti5O12/C具有相對低廉的成本,并且具有優良的充放電循環性能,滿足鋰離子電池負極材料的要求。本發明制備工藝簡單,易于工業化生產,且不存在環境污染,綠色環保。
本發明公開了一種全固態鋰?空氣電池復合正極材料及其全固態鋰?空氣電池;該復合正極材料包括導電碳材料、微納框架結構、導鋰聚合物和氧化還原中介體;該復合正極材料具有導電性能好,氧氣透過率高,能使放電產物在正極區域內氧化的特點,基于復合正極材料制成的正極片可獲得循環能力強、安全性能高的全固態鋰?空氣電池。
本發明提出了一種鋰離子電池正極粉分離鋰的方法,屬于鋰離子電池材料回收技術領域。本發明所述的方法,鋰離子電池正極粉在無特殊氣氛要求的條件下與硫化物分階段焙燒,將有價金屬轉化成為相應氧化物,鋰以硫酸鋰和單質鋰的形態存在。經過水浸后,鋰以硫酸鋰和氫氧化鋰形式進入溶液中,而其它有價金屬以氧化物形態留在浸出渣中,達到鋰與正極粉其它有價金屬的分離。本發明所述的方法操作流程簡單,成本低,安全性強。
本發明屬于綠色儲能材料領域,涉及一種改善鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的電化學性能的方法。該方法將鋰源化合物、鐵源化合物、磷源化合物和反電離子摻雜化合物按照一定的摩爾比進行混合,經過高能球磨和超細磨,再經過干燥處理得到混合物前驅體粉末,然后再將混合物前驅體粉末經過高純氮氣保護低溫煅燒獲得納米級正極材料磷酸鐵鋰粉末,即可。本發明無需添加導電碳或者碳的有機物前驅體,而僅僅通過反電陰陽離子摻雜并制備納米材料辦法來大大提高磷酸鐵鋰的電化學性能,本發明成本低廉、適合于工業化生產。
本發明屬于一種錳鈷鎳三元鋰離子電池正極材料,具體涉及到鋰錳鈷鎳氧及其合成方法。鋰錳鈷鎳氧的高容量、高安全性能是其它電池正極材料無法比擬的,而且價格低廉,與電解液的相容性好,循環性能優異,必將在最近的幾年內推入市場。發明提出的鋰錳鈷鎳氧的化學式為:LiMn1/2Co1/4Ni1/4O2晶體結構為六方晶系。發明提出的鋰錳鈷鎳氧的合成方法為:(1)配制由錳鹽、鈷鹽、鎳鹽組成的混合溶液,在攪拌的情況下,將合金鹽溶液、絡合劑按一定比例分別同時加入反應體系中,同時調節堿的加入速度維持pH恒定;連續進料一定時間后,將沉淀過濾洗滌得到前驅體。(2)將鋰源物質與前驅體球磨混合,混合均勻后,壓實,焙燒,分解得到鋰錳鈷鎳氧。然后冷卻,分級,混批得到產品。
本發明涉及一種陽離子膜礦漿電解回收廢舊磷酸鐵鋰正極材料的方法及回收得到的氫氧化鋰。所述方法包括如下步驟:(1)將廢舊磷酸鐵鋰材料與陽極電解液混合,得陽極漿料;(2)采用隔膜將電解陽極區和電解陰極區進行隔離,將步驟(1)所得陽極漿料置于電解陽極區,將陰極電解液置于電解陰極區;(3)通過電極向電解陽極區和電解陰極區施加電壓進行電解,完畢后過濾,即得氫氧化鋰。所述方法無需添加額外的氧化還原劑,僅通過礦漿電解,能夠將廢舊磷酸鐵鋰材料中的鋰、鐵進行分離,實現了綠色、高效的廢舊磷酸鐵鋰材料回收。
本發明公開了一種摻氮的復合平面金屬鋰陽極的制備與應用。所述的摻氮的復合平面金屬鋰陽極由平板集流體、均勻覆蓋在平面金屬集流體兩側的摻氮的中空碳納米籠與膠粘劑活性層、以及存在于摻氮中空碳納米籠中的金屬鋰組成。其優勢在于,高比表面積中空碳納米籠的存在有效地降低了金屬鋰成核和沉積過程中的過電位,而氮原子的摻雜提供了均勻的成核和沉積位點,使金屬鋰得意于向中空碳納米籠的內部生長,從而實現了鋰金屬持續循環過程中均勻的沉積和溶解。此外,超薄的碳壁有效的阻擋了界面反應的發生,大幅度提高鋰金屬電池的循環壽命。
本發明屬于有色金屬提取技術領域。本發明提供了一種從富鋰鋁電解質廢渣中高效提鋰和制備無水氟化鋁的方法。本發明通過濃硫酸熟化揮發生成的HF氣體脫塵除雜后直接與負載鋁的有機相接觸制備無水AlF3,合成無水AlF3純度高,且制得的無水AlF3可返回鋁電解工序做助溶劑,實現鋁氟的循環利用。本發明使富鋰鋁電解質廢渣中的鋰資源以Li2CO3的形式達到回收鋰的目的,回收率高且產品純度高具有較高的經濟效益。本發明以福美鈉溶液為沉淀劑深度凈化除鈣鎂和鋁,雜質元素去除效果徹底,為碳酸鈉沉鋰步驟準備原料。在富鋰鋁電解質廢渣處理過程中各種成分都能夠進行高效回收,在充分回收廢料的同時,且不產生新污染。
本發明涉及一種鋰鹽溶液中萃取回收鋰的方法及反應系統,方法包括以下步驟:(1)將鋰鹽溶液注入碳化裝置,開始攪拌與加熱,持續通入CO2,反應完全后進行固液分離,得到沉鋰母液和Li2CO3;(2)對沉鋰母液進行萃取,再使用CO2反萃取,得到萃余母液和含LiHCO3的反萃液;(3)將反萃液并入碳化裝置,再次進行步驟(1),得到二次沉鋰母液和Li2CO3。本發明的回收方法,使用特殊的反應系統,鋰的回收率能達到99.8%,副產物能用作電解液、吸附CO2等其他行業,綜合回收效率高,適用于進行工業化生產。
本發明提供一種鹵族元素O位摻雜氧化鎳及其制備方法、靶材、薄膜材料及鋰電池負極、鋰電池和用電設備,涉及新材料領域。鹵族元素O位摻雜氧化鎳的制備方法:將鎳鹽、鹵鹽溶于酸中,加熱制備成干凝膠,然后將干凝膠煅燒即可。鹵族元素O位摻雜氧化鎳使用所述制備方法制得。靶材,使用鹵族元素O位摻雜氧化鎳燒結得到。薄膜材料包括:碳納米管薄膜以及設置在碳納米管薄膜表面的活性物質層。鋰電池負極,包括薄膜材料。鋰電池,包括鋰電池負極。用電設備,包括鋰電池。本申請提供的鹵族元素O位摻雜氧化鎳,有效改善NiO的導電性能,降低內阻。薄膜材料容量高、能量密度高、倍率高。使用薄膜材料制得的鋰電池,循環性能和安全性能好。
本發明公開了一種亞微米級碳酸鋰的制備方法、碳酸鋰粉末及其應用。其中,亞微米級碳酸鋰的制備方法包括以下步驟:將電池級碳酸鋰加入研磨設備,與分散介質形成碳酸鋰漿料;以及將研磨介質加入研磨設備研磨,其中,分散介質是水,研磨介質由研磨球A、研磨球B、研磨球C組成,研磨球A的直徑為20~30mm,研磨球B的直徑為6~12mm,研磨球C的直徑為2~4mm,研磨球A、研磨球B、研磨球C的重量配比為1∶4~8∶15~30。這種碳酸鋰的制備方法不但生產成本低,而且由于在研磨過程中晶格畸變、晶粒減小,因而極大的提高了亞微米級碳酸鋰的反應活性和化學活性,該生產工藝簡單、成本低廉、非常適合于工業化生產。
本發明涉及鋁鋰合金技術領域,具體涉及一種高鋰鋁鋰合金及其制備方法。本發明提供了一種高鋰鋁鋰合金,按質量百分比計,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。本發明提供的高鋰鋁鋰合金,通過提高鋰元素的質量百分比并控制合金中各種元素的質量百分比,使合金微觀結構中各個強化相的析出量達到了最優化,顯著提升了合金的機械性能。實施例的結果表明,本發明提供的高鋰鋁鋰合金的抗拉強度為525.14~543.01MPa,硬度為2.68~4.49HRC。
一種三維夾層鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰的制備方法,包括以下步驟:(1)將鋰源、釩源、磷源、還原劑按鋰元素、釩元素、磷元素和還原劑摩爾比為3:2:3:1—5溶于水中;(2)將所得的溶液置于80-100℃水浴中攪拌1-4h;(3)冷凍干燥;(4)將所得三維夾層磷酸釩鋰前驅體與有機碳源按質量比為15-20:1稱量后,將三維夾層磷酸釩鋰前驅體置于管式燒結爐中央處,將有機碳源置于進氣口處,在非氧化氣氛下,于600-850℃燒結6-18h,冷卻至室溫,得三維夾層狀鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰。本發明合成的具有三維夾層鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰具有較好的離子與電子導電率,對材料的電化學性能有明顯的改善作用,特別是材料的倍率性能有明顯的改進。
本發明涉及一種低鋰含量的高強鑄造鋁鋰銅鋅合金及其制備方法。所述合金以質量百分比包括下述組分: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%,余量為Al。其制備方法為:按設計的鋁合金組分配比,稱取各組分,先按設計的順序熔煉除鋰源外的其他組分,然后在覆蓋劑和保護氣體的環境下,將純鋰壓入合金熔體中,除氣除渣精煉,靜置并澆鑄,然后再經過均勻化退火、固溶時效處理。本發明制備出了比傳統商業鑄造鋁合金性能更為優越的產品,所述產品具有高強度、高硬度、可熱處理強化等特性。同時成本低廉。
本實用新型涉及一種鹽湖鹵水鎂鋰分離及富集鋰的裝置。包括具有被陰離子交換膜分隔成兩個空間的電滲析槽的電滲析裝置,以及陰極和陽極,所述的陰極和陽極分別設置于分隔成的兩個空間內;所述的陰極為涂覆有離子篩的導電基體,陽極為涂覆有嵌鋰態離子篩的導電基體。該裝置能高效實現鋰與其他離子的分離,同時獲得富鋰溶液。使用該裝置流程短,操作簡單,生產成本低,可連續操作,易于工業化應用。
本發明提供一種改善鋰離子極片界面的鋰離子電解液,涉及鋰離子電池技術領域。本發明改善鋰離子極片界面的鋰離子電解液由有機溶劑、鋰鹽、添加劑組成,其中,各組分占鋰離子電池電解液總質量的百分比分別為:鋰鹽15%?27%,添加劑1.5%?6%,余量為有機溶劑。本發明改善鋰離子極片界面的鋰離子電解液,提高了鋰電池在首次充放電形成的SEI膜的熱穩定性,延長了鋰電池在低溫下充放電循環使用壽命,鋰電池產生臌脹的幾率減小,從而提高鋰電池的安全性能和電化學性能,降低了鋰離子電池的安全隱患。
本發明公開了一種鋰硫電池復合正極材料及其制備方法和鋰硫電池。該復合正極材料由包括單質硫、金屬?非金屬元素共摻雜導電石墨化碳材料和導鋰聚合物在內的原料復合而成;其制備過程時將金屬?非金屬共摻雜導電石墨化碳材料、導鋰聚合物與溶有單質硫的溶液攪拌混合后,通過揮發溶劑,熱處理,即得具有較高導電性,能提高活性物質硫的利用率的復合正極材料,且其制備方法簡單、工藝條件溫和,極大地降低了鋰硫電池正極材料的生產成本,滿足工業生產要求;該復合正極材料制成鋰硫電池具有高放電比容量、穩定的循環性能和較高安全性能,且無需集流體,無需添加導電劑和粘結劑。
本發明公開了一種鋰空氣電池用復合電解液體系及其制備方法、包含該復合電解液體系的鋰空氣電池,鋰空氣電池用復合電解液體系包括有機溶劑和溶于所述有機溶劑中的鋰鹽,所述有機溶劑為多元環狀酰胺和碳酸酯組成的混合溶劑,該鋰空氣電池用復合電解液體系具有混合能低、穩定性高、與鋰負極兼容性好、可有效提高電池循環性能等優點。
本發明涉及一種納米磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用漿料的配料工藝。將納米磷酸亞鐵鋰、導電劑、粘結劑和氮甲基吡咯烷酮配制成初步漿料,所述初步漿料在攪拌罐與分散機之間循環往復地攪拌分散60~90min,得到納米磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用漿料;分散機的線速度為35~45m/s。采用本發明的配料工藝,制得的漿料分散非常均勻,而且隨著放置時間的延長,漿料粘度變化很小,性能穩定。用此漿料制作的鋰離子電池,電化學性能表現優良,分容后的容量和容量保持率高、內阻低。
本發明公開了一種退役磷酸鐵鋰和三元鋰電池混合協調控制方法及系統,所述控制方法包括以下步驟:篩選退役電池,將滿足剩余壽命與剩余容量接近的同種類退役電池篩選配成組,再將不同種類的電池組串聯組成電池模組,所述電池模組內不同種類的電池組間滿足以下條件:不同種類電池組的組數、電池組的總容量與電池組內電芯的平均壽命的乘積相等;對電池模組內的電池性能進行監控管理對模組的性能進行監控分析進而管理控制電池模組,所述退役電池包括磷酸鐵鋰和三元鋰電池。本發明采用退役電動汽車的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池作為對象,充分發揮兩種鋰電池的優勢,節約動力電池的原料成本,增加退役電池使用壽命,充分利用動力電池的性能。
本發明公開了一種高活性鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的制備方法。是將1∶1的0.05~3mol/L的鐵源溶液和磷源溶液加入攪拌反應釜中反應0.5~8h,再將臭氧通入溶液中反應2~12h,陳化2~4h,經過濾、洗滌、干燥后得到高活性的FePO4·2H2O粉末;再以FePO4·2H2O、鋰源化合物及復合碳源為原料,按鐵、磷、鋰及碳元素摩爾比為1∶1∶(1~1.1)∶(1~10),以無水乙醇為介質進行機械活化0.5h~10h,得到含復合碳源的磷酸鐵鋰前驅體,再在保護性氣氛中低溫焙燒4~16h,得到0.5μm~1μm和1μm~2μm兩種粒徑的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰。本發明制得的產品反應活性高,電化學性能優良,振實密度高,加工性能好,操作過程簡單,制備過程無污染,無廢水和廢氣的產生。?
本發明公開了一種從含鋰富錳渣中提取鋰和錳的方法,包括以下步驟:將含鋰富錳渣(廢舊鋰離子電池火法冶煉所得的一種產品)用硫酸溶液調漿后得到混合料漿;將混合料漿在不低于50℃的溫度下保溫;對保溫處理后的產物進行焙燒,控制焙燒溫度不低于150℃,焙燒時間不少于30min;對焙燒產物進行浸出,然后固液分離,得到含硫酸錳和硫酸鋰的溶液。本發明采用含鋰富錳渣的濃硫酸熟化浸出工藝處理廢舊鋰離子電池火法冶煉后的爐渣產物,具有鋰和錳浸出率高、浸出產物含水率低的優勢,并能降低產物焙燒處理能耗;同時獲得的硫酸錳?硫酸鋰溶液雜質含量低,使含鋰富錳渣中的鋰資源和錳資源都能得到更加經濟合理的利用,經濟與環境效益顯著。
本發明公開了一種采用鈦酸鋰負極的鋰離子電池的制備方法。包括配制漿料,制作正極片、負極片,與隔膜組裝成疊片式軟包裝電池,干燥脫水,加注含離子液體的電解液,一次成膜活化,加注商用鋰離子電池電解液,二次成膜活化,高溫儲存,充放電,脫氣密封步驟得到鋰離子電池。本發明有利于在電極表面得到致密、穩定、性能優良的復合SEI膜,可以有效地防止鈦酸鋰負極鋰離子電池在充放電過程中的氣脹現象,開發的產品具有循環壽命長、快速充放電能力優異,安全性好的優點。
本發明屬于鋰吸附材料技術領域,具體公開了一種鋯酸鋰包覆錳系鋰離子篩,具有核?殼結構,其核的材料為H1.6Mn1.6O4;殼層的材料為Li2ZrO3。本發明還公開了所述的鋰離子篩的制備方法,將Li1.6Mn1.6O4分散在包含Zr源和鋰源的溶液中,隨后經脫除溶劑、焙燒得到Li2ZrO3鋰離子篩前驅體;Li2ZrO3鋰離子篩前驅體經酸浸脫Li處理后再經固液分離、洗滌、干燥,即得。本發明解決了錳系鋰離子篩耐酸腐蝕性能不佳,錳溶損大,結構不穩定,循環性能差,包覆層無吸附容量的問題。所得鋰離子篩產品鋰吸附容量高,結構穩定,使用壽命長,是鹽湖鹵水或海水高效提鋰吸附劑。本發明制備工藝簡單、清潔、制備過程中無副反應,產品性能好,適于工業化生產。
本發明提供了一種高硫負載鋰硫電池正極的制備方法,包括以下步驟:將碳材料和硫加入水中,混合均勻得到碳硫混合漿液;將碳硫混合漿液加入砂磨機中進行納米球磨,再進行干燥并粉碎,然后加熱熔融,得到碳硫復合正極材料;將導電劑、粘合劑及碳硫復合正極材料加入水中,混合均勻后制得鋰硫電池正極漿料前驅體,然后將正極漿料前驅體加入砂磨機中進行納米球磨,得到鋰硫電池正極漿料;將鋰硫電池正極漿料均勻涂覆在鋁箔上,經烘干后得到高硫負載鋰硫電池正極。該方法原料成本低,工藝簡單,過程可控,有利于制得硫負載量高的鋰硫電池正極。本發明還相應提供由該方法制得的鋰硫電池正極,以及由該正極組裝得到的鋰硫電池。
本發明公開了一種從廢鋰離子電池材料中回收鈷和鋰的方法。該方法主要包括廢鋰離子電池材料的放電,高溫焙燒,用硫酸和硫代硫酸鈉在超聲波條件下浸出,硫化鈉沉淀除雜,用Cyanex272作為萃取劑萃取鈷,再鹽酸反萃取鈷,含鋰萃余液通入CO2氣體沉淀得到碳酸鋰。采用本發明的方法,工藝簡單、鈷和鋰回收率高,廢鋰離子電池材料中的鈷和鋰回收率均在98.5%以上。
本發明公開了一種鋰離子電池負極析鋰的恢復方法,包括以下步驟:控制鋰離子電池放電至預設容量保持率;對所述鋰離子電池兩側施加預設夾具力,得到第一處理后電池;將所述第一預處理后電池在預設溫度靜置預設時間,得到第二處理后電池。本發明旨在將鋰電池負極析出的鋰單質進行逆向恢復。
本發明公開了一種用于鋰離子電池或鋰硫電池的納米結構準固體電解質及其制備方法和應用,納米結構準固體電解質是由無機有機雜化框架材料吸附離子導電劑形成的宏觀固態電解質材料;其制備方法是在保護氣氛下將無機有機雜化框架材料浸泡在離子導電劑中充分混合,然后將多余溶劑揮發;制得的納米結構準固體電解質具有較高的鋰離子電導率,可以同時取代傳統鋰離子電池中的有機電解液和隔膜,能有效避免有機電解液漏液引發的安全問題;該電解質組裝的鋰電池能使用金屬鋰片作為負極。
一種鋰硫電池復合正極,由隔膜層、多孔碳層和碳硫復合物層復合而成,多孔碳層設置于隔膜層的一側,碳硫復合物層設置于多孔碳層上;其制備方法包括以下步驟:將多孔碳、導電劑和粘合劑加入到有機溶劑中制成漿料,將漿料涂布在隔膜的一側,隔膜層的一個表面上形成有多孔碳層的復合物;將碳硫復合物、導電劑和粘合劑加入到有機溶劑中制成漿料,然后將漿料涂布在復合物中的多孔碳層上,得鋰硫電池復合正極。本發明的鋰硫電池包括前述的鋰硫電池復合正極、負極和電解液,該鋰硫電池可減少界面電阻,增大離子電導和電子電導,有效提高鋰硫電池的能量密度、循環性能和倍率性能。
一種制備鋰/銅/鋰箔材的深冷制備方法,采用寬度相同的銅箔和鋰箔為原料,將銅箔和鋰箔分別放置到原料卷曲機組上,采用氬氣對鋰箔進行保護,對銅箔的上下表面進行清理,清除表面氧化物,銅箔、鋰箔通過傳導輥進入溫度范圍為?60℃~?20℃的深冷箱完全疊合得到鋰/銅/鋰復合箔材,對鋰/銅/鋰復合箔材進行連續深冷處理,冷卻至?40℃~?20℃,使軋輥變形區溫度控制在?40℃~?20℃,利用深冷軋機機組對深冷處理的鋰/銅/鋰復合箔材進行深冷軋制,經過深冷軋制后,軋制產品壓下量達到30%~50%;本發明將鋰金屬層從室溫降低到?40℃~?20℃,使鋰金屬的變形抗力大幅提高,進而大幅提高鋰/銅/鋰復合箔材軋制過程中鋰層與銅層的變形協調性,避免鋰層與軋輥粘結。
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