本發明提供了一種硅錳酸鋰/碳復合材料及制備方法,材料中摻有硼元素,碳占材料總質量的5%~20%;材料為正交晶系,晶格常數b值大于基本采用溶膠—凝膠法制備得到前驅體材料,之后再熱處理該前驅體材料得到,在制備溶膠過程中將硼的化合物加入。與現有技術相比,本發明制備的硼摻雜硅酸錳鋰/碳復合正極材料,在硅酸錳鋰中摻雜硼系聚陰離子,使得晶體結構發生擇優生長,由于硼系聚陰離子的支柱效應使準層狀材料硅酸錳鋰的電化學循環穩定性得到了大幅提升。
一種水熱合成磷酸鐵鋰-磷酸釩鋰復合材料的方法,包括以下步驟:(1)將0.5~2mol/L的鐵源溶液和0.5~2mol/L的釩源溶液加入到高壓攪拌反應釜中,加入適量尿素,使pH在1~7,攪拌,得到懸濁漿料;(2)加入鋰源化合物、磷源化合物和復合碳源,使鐵、釩、鋰、磷和碳元素摩爾比為1︰1︰2.5︰2.5︰(2.5-7.5),反應10~30h,得到的沉淀經洗滌、過濾,再進行冷凍干燥,控制溫度為-30~-50℃,控制干燥時間為10~20h,得磷酸鐵鋰-磷酸釩鋰復合材料粉末。本發明工藝流程簡單,原料來源廣,成本低,能耗低,同時,本發明得到的正極材料粒徑分布較均勻,分布更為細小均勻。所制得的磷酸鐵鋰-磷酸釩鋰產品均一性好,反應活性高,電化學性能優異。
本發明公開了一種從廢鉭/鈮酸鋰中制備高純五氯化鉭/鈮和氯化鋰的方法,以酸堿清洗前處理的廢鉭/鈮酸鋰為鉭/鈮鋰金屬來源,石油焦、活性炭、炭黑為碳源,破碎后按一定比例混勻,經等離子體活化后,裝入氯化爐中升溫通入高純氯氣進行反應,產生的混合氣控制溫度280?400℃,通過高溫除塵和過濾段除鐵后,進入溫度控制150?220℃的收料段冷卻回收高純五氯化鉭/鈮,氯化爐的殘料通過水浸回收高純氯化鋰。本發明實現了高純五氯化鉭/鈮和氯化鋰的制備,解決了傳統廢鉭/鈮酸鋰回收工藝普遍存在產品純度不高、回收率低、工藝繁瑣等問題,本發明具有工藝設備簡單、原料完全利用、成本低廉、清潔環保的突出優點。
本發明公開了一種鋰離子動力電池用錳酸鋰正極材料的制備方法及由該方法制得的鋰離子動力電池用錳酸鋰正極材料,制備方法包括以下步驟:(1)在攪拌條件下,將氫氧化鈉溶液和含摻雜金屬離子的可溶性錳鹽溶液同時滴加至電解二氧化錳懸浮液中,滴加的同時通入空氣進行氧化反應,生成球形摻雜二氧化錳;(2)將步驟(1)所得的球形摻雜二氧化錳和鋰源混合后進行燒結,粉碎,得到球形摻雜錳酸鋰前驅體;(3)將步驟(2)所得的球形摻雜錳酸鋰前驅體在氧化氣氛下焙燒,粉碎,得到鋰離子動力電池用錳酸鋰正極材料。所制得的鋰離子動力電池用錳酸鋰正極材料具有高溫性能和存儲性能優異、結構穩定、比表面積小、成本低等優點。
本發明公開了一種新型鋰硫電池用電解液,包括鋰鹽和溶劑,溶劑包括鏈狀醚類溶劑和環狀醚類溶劑,鋰鹽在電解液中的濃度為0.01~0.5mol/L。還公開了一種基于該電解液的鋰硫電池。本發明提供的電解液可以有效抑制鋰硫電池的穿梭效應,減小硫活性物質的損失,提高鋰硫電池的穩定性和容量保持率,同時提供的低粘度鋰硫電池用電解液與電極間浸潤性良好;且能夠在正負極表面分別形成穩定的CEI/SEI層,提高鋰硫電池性能;能有效改善鋰硫電池在低溫下的反應動力學,擴大其應用溫度;此外,還能降低鋰硫電池電解液中鋰鹽添加量,進而降低生產成本。
本發明公開看一種粗碳酸鋰提純電池級碳酸鋰的方法,旨在提供一種操作簡單、無污染排放、能耗低,原料易得的粗碳酸鋰提純電池級碳酸鋰的方法;其技術方案主要包括下述步驟:1)向將粗碳酸鋰加入稀硫酸溶解,將溶解完畢的溶液PH調制12?14,并加入過氧化氫氧化,過濾;2)將濾渣洗滌后的洗滌液回收,并且濾液中加入碳酸鈉,充分攪拌1?3h得到碳酸鋰;3)將步驟2)得到的碳酸鋰與水混合,在40?80℃的溫度下陳化1?3h;過濾、洗滌,將濾餅洗滌烘干,得到電池級碳酸鋰;回收濾液和洗滌液,加入步驟1)中重復利用;屬于提純技術領域。
本發明提供一種鋰電池正極及其制備方法以及鋰電池、供電系統和用電設備。鋰電池正極,包括正極基體以及設置在正極基體表面的功能層;正極基體包括集流體以及設置集流體表面的活性導電層,活性導電層包括活性物質、導電劑和粘結劑;活性物質包括LiMσOλ;功能層包括BaPbO3。鋰電池正極的制備方法:將活性物質、導電劑和粘結劑混合并制成漿料;將漿料涂在集流體的表面,烘干后得到正極基體;以BaPbO3為靶材,通過磁控濺射在正極基體表面加工得到功能層。鋰電池,包括鋰電池正極。供電系統,包括鋰電池。用電設備,包括供電系統。本申請提供的鋰電池正極,倍率性能更好,結構更穩定,安全性更高。
本發明公開了一種以雙金屬有機骨架材料為前驅體制備摻雜多孔碳@石墨烯復合材料的方法及其在鋰硫電池隔膜修飾中的應用。制備方法是以一定比例的鋅鹽和鈷鹽為原料,室溫液相法合成鋅/鈷?雙金屬有機框架@石墨烯復合材料,將其作為前驅體在惰性氣氛下高溫反應,酸洗干燥后即得鈷/氮雙摻雜多孔碳@石墨烯(Co?N?C@RGO)復合材料。Co?N?C@RGO具有較好的導電性,比表面積高達750~1000m2/g,Co的含量為2~4At%,N的含量為10~20At%。這種材料應用于鋰硫電池的隔膜修飾中具有顯著抑制多硫化物穿梭效應的效果,能大幅提升鋰硫電池的實際比容量和循環性能。而且,該材料合成所需原料簡單,操作方便,可實現大規模生產,對鋰硫電池體系的商業化有一定的推動作用。
本發明公開了一種用于高溫固相法合成鋰離子電池正極材料錳酸鋰前驅體摻鋰碳酸錳的制備方法。本發明以硫酸錳和碳酸氫銨制成錳源材料碳酸錳,以碳酸鋰做晶種,使新生成的碳酸錳均勻地包覆在碳酸鋰的表面,制得錳酸鋰前驅體摻鋰碳酸錳,然后將該前驅體進行高溫固相法燒結制成鋰離子動力電池正極材料錳酸鋰,測得首次放電比容量為111~118mAh/g,500次后循環容量保持率為81~84%。本發明徹底解決了錳源和鋰源材料機械混料不充分、合成的錳酸鋰產品顆粒較大、不均勻、電化學性能差等問題,同時該法節省設備投資,降低生產成本,簡化生產工藝,縮短生產周期,容易實現產業化。
本發明公開一種尖晶石型鋰離子電池正極活性材料及其制備方法、正極極片和鋰離子電池。該正極活性材料呈微納分級結構,是由尖晶石型活性材料納米片組裝而成的中空納米微球組成,且該納米片是以{111}晶面為主要暴露面。該正極活性材料的制備方法包括:以PS微球為模板,在PS微球表面生長MnO2納米片,再通過溶劑蒸發法摻入Li+和/或Ni2+,之后進行高溫燒結而得到。該正極極片由質量比為80:10:10的所述正極活性材料、超導碳、PVDF組成。該鋰離子電池主要由該正極極片組成。與現有鋰離子電池正極材料相比,本發明的鋰離子電池正極活性材料具有優異的循環性能、倍率性能以及高電流密度下優異的長周期循環性能。
一種鈷酸鋰包覆的鎳鈷鋁酸鋰正極材料及其制備方法,所述材料中鈷酸鋰的質量百分含量為1~10wt%,鈷酸鋰形成厚度5~30nm的包覆層包覆在鎳鈷鋁酸鋰上;所述正極材料為粒徑5~15μm的球形顆粒。所述方法,包括以下步驟:(1)將水溶性表面活性劑溶于水中,加熱,進行超聲攪拌反應;(2)將氫氧化鎳鈷鋁、可溶性鈷鹽和可溶性鋰鹽同時加入,加熱,進行超聲攪拌反應;(3)在超聲攪拌下進行噴霧干燥;(4)置于管式爐中,在氧化性氣氛下,進行兩段燒結,即成。本發明正極材料具有較好的循環穩定性和大倍率放電性能;本發明方法能有效降低常規包覆時表面殘鋰的問題,成本低,工藝簡單,適宜于大工業生產。
本發明公開了一種從含鋰溶液中提取鋰的方法,先將鋁與活化劑混合球磨將鋁粉活化,然后與含鋰的溶液反應,將鋰以沉淀的形式提取,其它成分留在溶液中。該方法適用于從各種不同鋰含量的物料中提取鋰。本發明工藝流程短,操作簡單,提取鋰的選擇性好,效率高。
一種多孔球形鋰離子電池正極材料磷酸氧釩鋰的制備方法,包括以下步驟:(1)將鋰源、釩源、磷源、還原劑按照鋰元素、釩元素、磷元素和還原劑的摩爾比為1:1:1:1-5的比例溶于去離子水中;(2)將所得混合液置于70-80℃水浴鍋中攪拌2-6h,形成溶液;(3)將所得溶液調節pH至1-14;(4)將所得溶液通過噴霧干燥的方法進行干燥造粒;(5)將所得磷酸氧釩鋰前驅體置于管式燒結爐中,于非還原性氣氛下300-600℃燒結6-10h。本發明制備得到的正極材料磷酸氧釩鋰具有較高的比表面積,有利于電解液的充分浸潤,能縮短離子傳輸路徑,有利于鋰離子的傳遞,同時加工性能得到改善,還能改善材料的倍率性能。
本發明涉及氫氧化鋰生產技術領域,特別是一種環保型用鋰輝石和鹽湖礦石混合生產單水氫氧化鋰的工藝包括以下步驟:將鋰輝石依次經過回轉窯高溫煅燒,煅燒過程中產生的煙塵經尾氣處理系統,將粉塵回收到雙軸加濕攪拌器進行加濕處理,再次進行煅燒、冷卻、細磨、加酸反應、冷卻、調漿、浸出,壓濾機壓榨分離,加入鹽湖礦石,凈化、過濾、苛化,再冷凍分離硫酸鈉,蒸發、低溫重結晶、干燥等工藝步驟而得。本發明采用鋰輝石和鹽湖礦石混合生產單水氫氧化鋰的工藝是以鋰輝石和鹽湖礦石為原料,將鋰輝石和鹽湖礦石混合生產單水氫氧化鋰,解決了當鋰礦石資源不足的困境,增加生產線抵抗資源不足的風險,同時解決了鹽湖礦石資源生產氫氧化鋰品質低的問題。
磷酸鋯鋰快離子導體包覆鎳鈷鋁酸鋰正極材料及制備方法,所述磷酸鋯鋰快離子導體的質量為0.1~10wt%,所述磷酸鋯鋰快離子導體形成厚度為5~30nm的包覆層包覆在鎳鈷鋁酸鋰上;所述正極材料為粒徑5~15μm的球形顆粒。制備方法包括以下步驟:(1)配制含有磷源和鋯源的溶液,在有機溶劑或水中加入鋯源溶液,再加入磷源溶液,攪拌,再加入鎳鈷鋁酸鋰,進行加熱攪拌反應后,緩慢蒸干,所得粉末放入烘箱烘干;(2)將步驟(1)所得的粉末,置于管式爐中,進行低溫快速燒結,即可。本發明正極材料具有較好的循環穩定性和倍率放電性能;本發明方法能有效降低常規包覆時表面殘鋰和三元材料循環穩定性低問題,工藝過程成本低,工藝簡單,適宜于大工業生產。
鈣循環固相轉化法從低鎂鋰比鹽湖鹵水中提取鋰鹽的方法,以低鎂鋰比鹽湖鹵 水為原料,采用鹵水濃縮、石灰乳脫鎂脫硫、碳酸鋰分離鈣、碳酸鈉提鋰、碳酸鈣 熱分解、生石灰水化成乳等工藝流程來提取碳酸鋰產品。主要技術要點是基于陰離 子(OH-、CO32-)的固相轉化原理,通過Ca(OH)2→Mg(OH)2、Li2CO3→Ca(OH)2 及CaCO3→CaO→Ca(OH)2的固相轉化,實現鹵水的脫鎂、除鈣凈化鋰鹽以及鈣閉 路循環。 本發明綜合利用鹽湖鎂、鋰資源,具有脫鎂效率高、鋰鹽凈化效果好、鋰鎂回 收率高、能耗少、成本低、鈣閉路循環以及項目工程投資少等特點。整個工藝簡要、 清潔,對環境友好。本發明尤其適應大規模工業生產。
本發明屬于鋰離子電池材料領域,具體公開了一種摻Mn高鐵酸鋰的應用,作為補鋰添加劑添加至正極活性材料中,用于制得鋰離子電池的補鋰正極材料;所述的摻Mn高鐵酸鋰的化學式為Li5Fe1?xMnxO4;其中,x為0.05~0.1。本發明還提供了所述應用方法中采用的摻Mn高鐵酸鋰的制備方法,將化學計量比的鐵源、錳源、鋰源在表面活性劑溶液中球磨,隨后經噴霧干燥得到前驅體;將所述的前驅體在保護氣氛、600~900℃下燒結,制得所述的摻Mn高鐵酸鋰。本發明還提供了所述應用所述的補鋰正極材料、該正極材料在鋰離子電池中的應用。本發明發現所述的補鋰添加劑和正極活性材料有協同性,此外,本發明還提出了一種操作簡單、制備周期短,產物活性高的制備方法。
本發明屬于鋰金屬電池領域,具體公開了一種復合平面鋰金屬陽極,其特征在于,包括平面金屬集流體、復合在平面金屬集流體平面的金屬鋰層以及覆蓋所述金屬鋰層的剛性/柔性復合界面層;所述的剛性/柔性復合界面層包括柔性聚合物以及分散在柔性聚合物中的剛性材料;所述的剛性材料包含硫化鋰;還包含金屬粒子和/或鋰?金屬合金粒子。本發明還公開了所述的鋰金屬陽極的制備以及應用。其優勢在于,柔性又兼具強度的復合平面鋰金屬陽極避免金屬鋰生長過程中應力的集中。同時,復合平面鋰金屬陽極又可以有效防止電解液與金屬鋰直接接觸,避免界面副反應的反生,顯著提高鋰金屬負極的循環壽命。
本發明公開了一種濕法嵌鋰合成磷酸鐵錳鋰正極材料的方法,以微米級粒徑的三價磷酸鐵錳前驅體作為原料,采用醇和水的混合液作為溶劑,采用回流法制備磷酸鐵錳鋰正極材料中,能夠實現磷酸錳鐵的均勻還原,從而獲得結晶性良好、倍率佳的產品。本制備方法通過采用微米球結構的前驅體作為原料,能夠對磷酸錳鐵鋰的結構和性能進行有效調控,獲得質量穩定、振實密度高、倍率性能優良的產品,且操作流程簡便、一致性高,原料來源廣、無需高溫燒結、能耗低、成本低、無需添加表面活性劑和生長抑制劑來控制形貌,工藝的可控性好,易于大規模推廣。
本發明公開了一種鋰離子電池高電壓電解液添加劑和含有該添加劑的高電壓電解液及鋰離子電池。所述的添加劑為如下結構式Ⅰ所示結構的苯多腈化合物:其中R1、R2分別獨立選自氫、氰基、鹵素、C1~C6的烴基、部分氫或全部氫被鹵素取代的C1~C6的烴基、C1~C6的烷氧基、部分氫或全部氫被鹵素取代的C1~C6的烷氧基團的一種或幾種。該電解液添加劑可有效促進鋰離子電池正極表面聚合形成穩定的CEI膜,抑制了正極與電解液的界面反應,減少了電解液在高電壓環境下的氧化分解,從而有效提高鋰離子電池常電壓和高電壓下的循環性能和使用壽命。同時,此種電解液制備工藝簡單,適用于工業化生產,因而有廣泛的應用前景。
本發明屬于鋰金屬電池負極材料領域。具體公開了一種貴金屬單質@摻氮碳空心球材料,包括內嵌均勻銀納米粒子的摻氮碳空心球。本發明還提供了雙親鋰性負極活性材料、負極及其制備方法。本發明提供的材料具有巨大的比表面、良好的親鋰性和電子傳導性能,能夠有效地緩解體積變化,降低局部電流密度和鋰沉積的形核過電位,實現該3D鋰金屬負極在大電流密度高鋰載量下持續、穩定、均勻地沉積/溶解,有效抑制鋰枝晶的生長,顯著提升鋰金屬電池的庫倫效率和循環壽命。
本發明涉及一種含鋰廢鋁電解質的提鋰方法,包括如下步驟:將待處理的含鋰廢鋁電解質破碎,獲得電解質粉料;將所述電解質粉料與反應劑混合均勻,于600?1400℃焙燒0.5?5h后,冷卻,研磨,獲得混合物粉末;將所述混合物粉末與水混合,攪拌反應后,過濾,獲得濾渣和濾液;將濾液用于沉鋰,獲得鋰鹽。發明的整個處理流程中不使用酸、堿,反應劑廉價易得,生產工藝環保,工況友好。本發明的焙燒?水浸提鋰工藝,工藝流程短,設備簡單,工業化可行性高。
本發明公開了一種鋰離子電池錳酸鋰正極材料的制備方法,該方法包括將鋰源化合物與錳源化合物混合攪拌,將所得混合物置于回轉窯中升溫至400℃~650℃進行預處理,保溫1h~8h后降至常溫;然后將所得產物置于煅燒爐中升溫至750℃~1000℃,煅燒10h~30h,煅燒完成后先以1℃/min~3℃/min的速度降溫至550℃~650℃,再冷卻至室溫,將所得反應產物進行破碎并篩分處理,得到鋰離子電池錳酸鋰正極材料。本發明的方法工藝簡單、成本低廉,該方法制得的錳酸鋰正極材料所裝配的電池具有優異的循環性能和高比容量,應用前景廣闊。
本發明提供一種制備磷酸鐵鋰鋰電池正極材料的方法,包括:向原料中引入低熔點無機介質,將所得混合物料研磨混合均勻;對混合物料進行燒結,然后用水或酒精清洗燒結后的物料,以除去低熔點無機介質。由于低熔點無機介質的引入,使得磷酸鐵鋰的生成可以在低溫下短時間生成,明顯降低能耗,提高晶體生長完整性,并且生成的球形磷酸鐵鋰顆粒粒徑均勻,提高了加工性能。本發明還涉及一種用于鋰電池的磷酸鐵鋰顆粒,其為單晶形態。
本發明公開了一種使用硅碳材料作為負極的鋰離子電池用的電解液及包含該電解液的鋰離子電池。該電解液由鋰鹽,非水系有機溶劑和添加劑組成。其中添加劑為硼酸三(六氟異丙基)酯和三(2?氰乙基)硼酸酯中的一種或兩種。鋰鹽為LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiTFSI和LiFSI中的至少一種,優選為LiPF6;濃度為0.8~1.5mol/L,優選為1.0~1.2mol/L。非水系有機溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯中的至少兩種,優選為碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的組合。
本發明公開了一種碳包覆磷酸鐵鋰材料、制備方法及鋰離子電池正極材料,方法包括:將碳酸鋰、草酸亞鐵、二水合磷酸二氫銨以及蔗糖加入球磨罐中,再加入無水乙醇,密封后放入球磨機中球磨,得到漿料a;將漿料a過濾,再將過濾后的漿料干燥,得到塊狀產物b;將塊狀產物b研磨,得到白色粉體c;將白色粉體c轉至第一坩堝中,排出空氣用鋁箔紙封住坩堝口,倒扣第二坩堝中,往第二坩堝填滿還原性粉體;將第一坩堝以及第二坩堝整體放置于馬沸爐內,加熱一段時間,在第一坩堝內得到碳包覆磷酸鐵鋰材料。本方法使得整個工藝無需像傳統的高溫固相法一樣需要還原性氣體或是惰性氣體,只需加入還原性粉體,大大降低了成本,并且也提高整個工藝的安全性。
本發明公開了一種從廢舊鋰電池中回收鋰的方法,其包括如下工藝步驟:將廢舊鋰電池正極粉料與硫化劑混合煅燒后進行固液分離出含鋰水溶液。本發明采用硫化煅燒的方法回收得到的含鋰水溶液,單次過濾得到的含鋰水溶液中鋰的濃度在15g/L以上,鋰的總回收率高達97.43%以上,同時鋰和鎳鈷錳的分離效果良好。本發明適用于廢舊電池的綜合回收,適合大規模生產,無環境污染,具有可觀的經濟效益。
本發明屬于鋰離子電池回收再生技術領域,具體涉及一種磷酸鐵鋰廢粉中鋰鐵磷組分回收再生的方法。本發明將磷酸鐵鋰廢粉預除鋁后采用磷酸和還原性有機酸浸出聯合浸出,并通過抑制氧化,采用機械活化以不同鐵的化合物配成前驅體漿料,協同凈化后的富鋰漿料以砂磨?噴霧干燥制備磷酸鐵鋰前驅體。本發明技術流程契合主流磷酸鐵鋰生產過程,整個過程無廢水產生,浸出試劑常規,無需添加任何額外的氧化還原劑,多種鐵源的聯合使用有利于改善前驅體漿料的黏度和粒徑,提升回收再生產物的電化學性能。整個流程簡單且具有原子經濟性,實現了對高雜磷酸鐵鋰廢粉中鋰鐵磷三種元素的高效回收再生,適合工業化生產。
本發明公開了一種廢舊鈷酸鋰電池回收聚偏氟乙烯及再生鈷酸鋰正極材料的方法,屬于廢舊鋰離子電池回收技術領域,本發明通過將鈷酸鋰電池進行放電、拆解得到廢舊鈷酸鋰正極極片,廢舊鈷酸鋰正極極片用NMP處理分離正極廢料、鋁箔并回收PVDF,然后將正極廢料與有機碳源混合后進行還原焙燒,接著水浸分離鋰和鈷,再分別通過蒸發結晶和煅燒處理得到碳酸鋰和四氧化三鈷,最后將得到的碳酸鋰和四氧化三鈷按計量比混合進行反應得到再生的鈷酸鋰,本發明對廢舊鋰離子電池材料進行高效回收并實現了對廢舊電池材料的綜合循環再生,而且得到的再生鈷酸鋰純度高,具有優異的倍率性能和循環穩定性。
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