磷酸錳鋰-磷酸釩鋰復合材料的制備方法,包括以下步驟:(1)以MnV2O6·4H2O、LiH2PO4以及復合碳源為原料,將錳、釩、磷、鋰、碳元素摩爾比控制為1∶2∶4∶4∶(0.1~10),以質量濃度50~100%的酒精為分散介質,在200~400r/min下球磨4~12h,然后噴霧干燥,得到含復合碳源的磷酸錳鋰-磷酸釩鋰復合材料前驅體粉末;(2)將步驟(1)所得磷酸錳鋰-磷酸釩鋰復合材料前驅體粉末在保護性氣體下于400~800℃焙燒4~20h,得磷酸錳鋰-磷酸釩鋰復合正極材料。本發明操作過程簡便、設備簡單、易于控制;所得到的磷酸錳鋰-磷酸釩鋰顆粒粒徑分布為0.1~6μm,反應活性高,有效地改善了材料的循環性能和倍率性能,大大提高了物料的加工性能。
本發明屬于鋰金屬電池技術領域,具體公開了一種多孔鋰金屬陽極,包括多孔金屬集流體,復合在所述多孔金屬集流體骨架上的金屬鋰層,以及覆蓋金屬鋰層表面的氧化鋰層。本發明還公開了所述的多孔鋰金屬陽極的制備方法,將多孔金屬集流體進行表面氧化,隨后向表面氧化后的多孔金屬集流體中填充金屬鋰,進行置換反應,制得所述的多孔鋰金屬陽極。本發明還公開所述的多孔鋰金屬陽極的應用以及制得的鋰金屬電池。本發明中,原位形成的氧化鋰層的存在降低了金屬鋰與電解液直接接觸,有效避免的界面反應的發生,同時保持多孔金屬集流體高比表面積的優勢。同時,氧化層良好的親鋰性,有利于穩定鋰離子的傳輸,最終實現鋰金屬電池長的循環壽命。
本發明涉及廢舊鋰離子電池回收領域,提供了一種從廢舊鋰離子電池正極材料中回收鋰的方法,所述方法將廢舊鋰離子電池正極材料與(NH4)2SO4混合進行硫酸化焙燒,破壞正極材料的層狀結構使鋰離子順利脫出,再將焙燒產物進行水浸出得到富鋰浸出液和過渡金屬氧化物渣相。浸出液經過除雜凈化后加入碳酸銨,在一定溫度下以Li2CO3沉淀的形式回收鋰,沉鋰后液進行蒸發結晶可制備(NH4)2SO4,實現廢舊鋰離子電池正極材料中鋰的回收和(NH4)2SO4的循環使用,同時含鋰殘液可在水浸出階段循環使用。本發明回收流程短,成本低,過程清潔,所得碳酸鋰純度高達99.6wt%。
本發明公開了鋰離子電池拆解活性黑粉制備三元前驅體、碳酸鋰的方法,涉及鋰離子電池拆解技術領域,包括以下步驟:S1、粉碎配料;S2、絕氧鍛燒;S3、破碎水浸;S4、精濾、MVR濃縮;S5、酸溶浸漬;S6、洗滌活化;S7、共沉除雜;S8、除鈣除氟;S9、精除氟;S10、配料沉淀。該鋰離子電池拆解活性黑粉制備三元前驅體、碳酸鋰的方法,在濕法處理時沒有使用萃取,最終產品中油份含量極低,規避了后續前驅體對電池生產的影響,利用活性黑粉自身的鋁、銅及炭粉的還原性,并按一定比例補充炭鋁粉,在隔絕氧氣的情況下高溫焙燒,不需要控制爐內氣氛,控制簡單,能耗低;流程短,工藝簡單易操作;流程內物料進行循環利用,減少原輔料的消耗。
一種富鋰錳基層狀鋰電池正極材料,其分子式為Li[Li1-x-y-zNixCoyMnz]O2,其中0<x<0.5,0<y<0.5,0.1<z<0.7,0<1-x-y-z<0.5,D50在10~20μm,比表面積在1~4m2/g,12.5mA/g充放電電流密度下放電容量達200~300mAh/g,其制備方法包括:先準備鋰源、鎳源、鈷源和錳源,然后按配比將原料混合制成混合鹽溶液,再加入聚丙烯酸和檸檬酸溶液并混合均勻;然后加熱形成穩定的溶膠,蒸發水分后形成凝膠,將凝膠干燥形成干凝膠;最后進行燒結得到富鋰錳基層狀鋰電池正極材料。本發明的正極材料具有高的放電比容量,安全性好,生產成本低,性價比高。
本發明公開了一種從廢舊鋰離子電池中回收鋰的方法,該方法為向廢舊鋰離子電池濕法回收系統產生的含鋰萃余液中加入正磷酸鹽,過濾,得到粗制磷酸鋰;將粗制磷酸鋰與水制漿后,加入無機酸,使磷酸鋰溶解,使用萃取劑萃取磷酸,使磷酸與鋰鹽溶液分離,得到鋰鹽溶液和負載磷酸的有機相;負載磷酸有機相使用堿溶液進行反萃,得到正磷酸鹽溶液,回收用于制取粗制磷酸鋰;同時向鋰溶液加入堿試劑除雜后得到純鋰鹽溶液;純鋰鹽溶液加入碳酸鹽沉淀劑,過濾烘干后得碳酸鋰產品或直接蒸發得鋰鹽產品。本發明的方法提高了資源的綜合回收率,且工藝簡單,設備要求低,能耗成本低廉,得到的產品純度高,產品價值高,具有極大地經濟效益。
本發明屬于電池領域,具體地說,涉及一種鋰電池負極材料。所述鋰電池負極材料包括93~98wt%石墨,2~7wt%的單晶硅和氧化亞硅,所述負極材料在石墨的主體上形成有多孔結構,單晶硅和氧化硅分布于多孔結構內部或周邊部位。本發明還涉及所述鋰電池負極材料的一種制備方法,該方法采用煤基焦粉為原料,煤基焦粉經物理處理,氧氣氛圍下碳化,石墨化,后處理得到所述負極材料。本發明所述的鋰電池負極材料的循環性能好,嵌鋰過程中體積膨脹小、材料粉化或剝離現象明顯降低,具有較高的克比容量,電學性能優異,可廣泛地應用于鋰電池技術領域。
本發明公開了一種鋰離子正極材料補鋰添加劑,其包括Li5FeO4基體和位于Li5FeO4基體表面的包覆層;該包覆層包括位于Li5FeO4基體表面的第一包覆層碳層和位于第一層包覆層表面的第二包覆層過渡金屬氧化物層。本發明還公開了該補鋰添加劑的制備方法:先制備碳層包覆包覆氧化鐵,再通過濕法混合,制備表面碳包覆的Li5FeO4,最后與過渡金屬離子鹽溶液、氫氧化銨溶液混合,高溫燒結,得到補鋰添加劑。本發明的雙層包覆Li5FeO4補鋰添加劑,Li5FeO4基體為微米或者納米級顆粒,其顆粒均勻可控,縮短了電子和離子的遷移路徑,可以實現Li5FeO4材料補鋰性能的發揮,延長鋰離子電池的使用壽命。
一種從高鈣含鋰的原料中提鋰的方法,包括以下步驟:(1)沉鈣:將含鈣含鋰原料加入反應容器中,并加入鈣沉淀劑,攪拌,產生硫酸鈣晶體,固液分離,得脫鈣含鋰母液;(2)納濾:將步驟(1)所得脫鈣含鋰母液通過納濾系統納濾進一步脫鈣并脫除其它≥2價的離子,得含鋰濾液;(3)蒸發濃縮:將步驟(2)所得含鋰濾液通過蒸發濃縮,得富鋰濃縮液。本發明操作步驟簡便,工作條件溫和,能耗低,操作安全,對環境污染少;全部操作過程均遵循安全、節能、環保的條件進行。適用于從各種含鈣含鋰原料中提鋰,生產成本低,而特別適用于從高鈣含鋰的原料中提鋰。
一種鋰鈷復合氧化物鋰離子正極材料及其制備方法,本發明之鋰鈷復合氧化物鋰離子正極材料的通式為Li1+yCo1-xMxO2×zLiαAVOβ,其中-0.02≦y≦0.035,0≦x≦0.1,0.0005< z≦0.1,0≦α≦3,0.035≦(y+zα)≦0.06,0≦β≦5,α+v=2β,Av為一種或多種陽離子,v為相應陽離子的平均價態。本發明還包括所述鋰鈷復合氧化物鋰離子正極材料的制備方法。本發明所得正極材料,4.5V時的鈷溶出時間控制在60h~150h,4.5V扣式電池1C下循環50周,容量保持率為90%甚至95%以上;4.6V時的鈷溶出時間控制在60h~100h,4.6V扣式電池1C下循環50周,容量保持率為85%甚至90%以上。
本發明一種鋰離子電池正極材料鎳鈷錳酸鋰的制備方法是采用鎳、鈷、錳的可溶鹽共沉淀制備鎳錳鈷的復合碳酸鹽,然后將該碳酸鹽與氫氧化鋰進行反應,在碳酸鹽轉化為氫氧化物的同時,鋰以碳酸鋰的形式沉積在原含鎳鈷錳的顆粒表面。通過這種方式,實現了鋰和鎳鈷錳等元素的均勻混合,得到制備鎳鈷錳酸鋰材料的優質前驅體。前驅體經過兩次燒結,可得到性能優良的鎳鈷錳酸鋰產品。本發明提出的工藝過程簡單易控,制備的產品生產成本低、產品性能穩定可控,可以用于工業化生產。
片狀復合正極材料磷酸鐵鋰?磷酸釩鋰的制備方法,包括以下步驟:(1)將釩源、鐵源、磷源、鋰源、有機碳源,按釩原子、鐵原子、磷原子、鋰原子、碳原子摩爾比為2 : 1 : 4 : 4 : 3~5的比例溶于去離子水中,加入表面活性劑,調節pH值,攪拌;(2)轉移至高壓反應釜中,通入保護性氣體,以200~1200rpm的速度,200~300℃的溫度,反應10~30h,經洗滌、過濾、干燥后,研磨;(3)在非氧化性氣氛下于600~800℃焙燒,即成。本發明合成的片狀磷酸鐵鋰?磷酸釩鋰復合正極材料具有優異的電子導電性和離子導電性,電化學性能優異,產品均一性好且穩定、成本低。
本發明屬于鋰離子電池材料領域,具體公開了一種補鋰正極活性材料,包括正極活性材料和至少一種鋰化的有機補鋰劑。本發明還公開了一種包含所述的補鋰正極活性材料的補鋰正極材料、補鋰正極以及采用所述的補鋰正極裝載而成的鋰離子電池。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。
本發明公開了一種廢棄磷酸鐵鋰電池和廢棄鎳鈷錳鋰系電池協同回收與再生方法,該方法將廢棄磷酸鐵鋰電池正負極粉、廢棄鎳鈷錳鋰系電池正負極粉和硫源混合進行硫化焙燒,硫化焙燒產物進行水浸,得到鋰鹽溶液與含鐵氧化物和鎳鈷錳硫化物的富集渣;將含鐵氧化物和鎳鈷錳硫化物的富集渣采用磷酸浸出,得到磷酸鐵溶液和含鎳鈷錳硫化物的浸出渣;含鎳鈷錳硫化物的浸出渣通過浮選分離或濕法分離,得到鎳鈷錳硫化物。該方法不必對廢棄電池進行分類,可以多種廢棄電池統一處理,且同時實現鋰、鐵、磷、鎳、鈷、錳等有用資源的高效回收和再生獲得LiOH、磷酸鐵鋰和鎳鈷錳鋰產品,且工藝簡單、成本低、不易造成環境污染,有利于大規模生產。
一種利用硫酸鈉從中高鎂鋰比老鹵中提取氫氧化鋰的方法,通過老鹵多次與硫酸鈉反應,排出老鹵中的鎂,將鋰富集于清液中,再通過冷凍析鹽,堿法除鎂,加入氫氧化鈉,固液分離,得氫氧化鋰沉淀。本發明方法工藝流程簡單,設備簡單,操作簡便,能耗低,綠色環保,生產周期短;硫酸鈉原料易得,成本低,在本發明中可回收利用;適用性廣,能大幅度降低老鹵中的鎂鋰比,通過本工藝處理后的富鋰母液中鋰質量百分含量達到1.5%以上,大幅度降低了提鋰過程中除鎂的成本;除鎂率高,可除去老鹵中85%以上的鎂。
本發明提供一種三元正極材料鋰離子電池電解液及包含該電解液的鋰離子電池,涉及鋰離子電池技術領域。本發明三元正極材料鋰離子電池電解液由有機溶劑、非水性有機溶劑、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:有機溶劑15%?25%,鋰鹽17%?23%,添加劑1%?4%,余量為非水性有機溶劑。本發明使用有機溶劑、非水性有機溶劑作為溶劑體系,該溶劑體系對鋰鹽溶解度高,粘度低,同時配合低溫添加劑的作用,實現了電解液在兼顧容量、內阻等電化學性能的同時,也使得三元正極材料電池具有優異的循環性能,低溫條件下電池循環時間延長。
本發明涉及一種磷酸鐵鋰鋰離子電池正極用漿料,包括87~95份摻雜磷酸鐵鋰、2~7份導電劑、3~6份粘結劑和82~127份溶劑,所述摻雜磷酸鐵鋰中摻雜有三元材料,其中,磷酸鐵鋰與三元材料的質量配比為:磷酸鐵鋰∶三元材料=94.5~96∶4~5.5;所述三元材料為鎳鈷錳酸鋰,其化學通式為LiNixCoyMn1-x-yO2,0.2≤x≤0.8,0.1≤y≤0.4。采用本發明漿料制作的鋰離子電池,其容量和平臺電壓得到提升,可充電電壓得到提高,內阻和倍率性能明顯改善,電子導電性能得到提高,而且具有優越的高溫、安檢和循環性能。
一種鋰硫電池專用改性隔膜,在普通隔膜靠正極一側的表面涂布一層添加有導電劑的科琴黑包覆金屬氧化物改性涂層。該鋰硫電池專用改性隔膜的制備方法依次包括將科琴黑與金屬氧化物無機鹽的水溶液混合,經過分散、烘干、煅燒后,制成漿料涂布在商用隔膜靠正極一側烘干所得。本發明還公開了使用鋰硫電池專用改性隔膜的鋰硫電池,以金屬鋰為負極,將科琴黑-硫復合材料涂布在鋁箔上作為正極,將雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰、硝酸鋰、1,3-二氧戊環和乙二醇二甲醚的混合物作為電解液,和所述鋰硫電池專用改性隔膜組裝而成。本發明的改性隔膜能夠抑制鋰硫電池中多硫化鋰的“穿梭效應”,提高鋰硫電池的電化學性能、容量和循環壽命,適用于大規模生產。
鋰云母礦中提取鋰和其他堿金屬元素的高溫礦相重構方法主要包括以下步驟:物料配混料,造球,高溫焙燒,水淬球磨,溶出及化合物生產等。本發明以原礦成分組成設計目標重構礦物及構成,達到優化過程、降低處理過程能耗和成本、高效提取鋰、鉀、銣和銫等的目的。鋰云母中硅和鋁可經礦相重構反應后進入鈣長石型礦相(CaO·Al2O3·2SiO2、(Ca,Na)O·(Al,Si)2O3·2SiO2)和鈣灰石礦相(CaO·SiO2),不溶于水及水溶液。鋰云母中氟經礦相重構反應后進入氟化鈣礦相,不溶于水及水溶液。鋰云母中鋰和其他堿金屬元素經礦相重構反應后進入其鹽(氯化物、硫酸鹽)或堿(氫氧化物)相中,可溶于水或水溶液。
本發明提供一種聚合物電解質隔膜及用該膜制造筆記本電腦超高比能量鋰電池的技術。聚合物電解質隔膜的特點是,該聚合物電解質隔膜中使用了一種厭硫增塑劑。聚合物電解質膜主要由50wt.%的聚合物基體、5-30wt.%的導電鋰鹽、5-35 wt.%的厭硫增塑劑和1 0wt.%的納米陶瓷添加劑組成。應用此聚合物電解質膜所制造的超高比容量聚合物鋰電池,能使筆記本電腦持續工作8小時。
本發明公開了一種巖鹽型鋰離子電池正極材料的制備方法,包括以下步驟:(1)將鋰源、高價態錳源、低價態錳源經研磨混合均勻后于惰性氣氛下煅燒,隨爐冷卻研磨得到LiMnO2前驅體;(2)將步驟(1)中得到的LiMnO2前驅體與過氧化鋰經研磨混合均勻后于惰性氣氛下煅燒并退火處理,隨爐冷卻即得到上述巖鹽型鋰離子電池正極材料Li4Mn2O5。本發明還相應提供一種巖鹽型鋰離子電池正極材料及其應用。本發明中的巖鹽型鋰離子電池正極材料Li4Mn2O5為純相的巖鹽型結構,無雜質相,電化學性能優異。
一種鋰離子電池用高壓實密度鋰錳氧化物及其制備方法,該鋰離子電池用高壓實密度鋰錳氧化物,化學式為Li1+xMn2-x-y-z(M1)y(M2)zO4。本發明還包括所述鋰離子電池用高壓實密度鋰錳氧化物的制備方法。本發明主要改善了壓實密度,同時改善了高溫循環和儲存性能,使得該產品能較好的應用于圓柱、軟包電池以及電子煙、電動工具、手機、電動自行車、EV、HEV等領域電池體系中。
本發明公開了一種鋰離子電池正極材料鋰鐵磷氧化物的制備方法。是將1∶1的0.05-2MOL/L的硫酸亞鐵溶液和磷酸二氫銨溶液加入反應器中,在反應溫度為50-90℃、攪拌速度為400-1200RPM條件下,反應0.2-2H,再加入過量的雙氧水,反應0.2-2H,經陳化、過濾和洗滌后干燥,得到前驅體磷酸鐵粉末;按磷酸鐵粉末∶鋰源中鋰離子∶碳源中的碳原子的摩爾比=2∶2∶0.1-0.6,以無水乙醇為介質混合后置于行星式球磨機中研磨,得到鋰鐵磷氧化物前驅體溶液,再經焙燒得到粒徑為0.5-5ΜM的鋰鐵磷氧化物。本發明制得的產品粒徑分布均勻、細小、反應活性高,有效地改善了電化學性能,且操作過程簡便、設備簡單、易于控制,有效地降低了成本。
一種氧化鑭/鑭酸鋰包覆富鋰錳基正極材料的制備方法,包括以下步驟:(1)將富鋰錳基前驅體與鋰源研磨混合,經一次煅燒后冷卻,得到富鋰錳基正極材料;(2)將鑭源溶解至溶劑中配制成溶液A,將所得富鋰錳基正極材料分散至溶劑中配制成溶液B,然后在攪拌條件下,將A溶液逐滴加入到B溶液中,進行共沉淀反應,反應完后蒸發至凝膠狀,得到氧化鑭/鑭酸鋰包覆富鋰錳基正極材料前驅體;(3)將所得氧化鑭/鑭酸鋰包覆富鋰錳基正極材料前驅體二次煅燒,冷卻后,制得氧化鑭/鑭酸鋰包覆富鋰錳基正極材料。本發明不僅制備工藝簡單,易操作,成本低,而且合成的復合材料電化學性能優異,循環性能穩定。
一種富鋰錳基層狀鋰電池正極材料,其分子式為Li[Li1-x-y-zNixCoyMnz]O2,0.05<x<0.3,0.05<y<0.3,0.1<z<0.6,0.1<1-x-y-z<0.4,其D50在8~22μm,比表面積在0.5~5m2/g,12.5mA/g的充放電電流密度下放電容量達210~290mAh/g,其制備方法包括:準備鋰源、鎳源、鈷源、錳源及有機酸;混合均勻;將混合物料加熱熔化形成低溫共熔物;將低溫共熔物放入預設300℃~700℃加熱爐中加熱點燃,進行燒結,得到富鋰錳基層狀鋰電池正極材料。本發明的材料具有高的放電比容量,安全性好,并且生產成本低,具有很高的性價比。
一種鋰片模切設備,包括鋰片帶以及對鋰片帶進行模切以沖切出負極片的模切刀具,所述鋰片帶表面覆蓋有防止鋰片帶在模切時粘連到模切刀具上的負極片隔膜帶,所述鋰片帶與負極片隔膜帶纏繞于收卷機構。一種鋰片模切工藝,具體包括以下步驟,S1:在鋰片帶的上方鋪設負極片隔膜帶;S2:在負極片隔膜帶的邊緣處鋪設極耳隔膜帶;S3:通過模切刀具對鋰片帶進行模切;負極片隔膜帶覆蓋在鋰片帶的表面,并且同時纏繞在收卷機構上,通過在鋰片帶上覆蓋負極片隔膜帶,在通過模切刀具對鋰片帶進行模切成型負極片的過程中,防止鋰片帶與模切刀具粘接,能夠提高負極片的成型質量、降低生產損耗同時降低生產成本。
一種用含鋰的納濾產水制取碳酸鋰和鹽鉀聯產的工藝,包括以下步驟:(1)將硫酸鎂亞型鹽湖鹵水經納濾膜分離,得含鋰的納濾產水;(2)將含鋰的納濾產水蒸發結晶,得成品鹵水;(3)將成品鹵水經強堿性陰離子交換樹脂吸附除雜,得凈化鹵水;(4)將凈化鹵水蒸發水分,得氯化鈉精制鹽和鹽鉀共飽鹵水;(5)將鹽鉀共飽鹵水冷卻結晶,得到工業級氯化鉀和富鋰鹵水;(6)往富鋰鹵水中加入碳酸鹽溶液,在80~100℃沉淀結晶,得成品工業級碳酸鋰。本發明對硫酸鎂亞型鹽湖鹵水進行鹵水調節,簡化鹽田工藝,避免硫酸鹽礦物的結晶析出,改善鉀鹽加工工藝,通過進一步吸附除雜,可實現碳酸鋰和鹽鉀聯產。
本發明公開了含ZIF67衍生復合碳材料鋰硫電池正極材料及制備方法、含其的正極極片和鋰硫電池。制備方法包括:以ZIF67為前驅體,經高溫燒結碳化為具有金屬Co顆粒嵌入的氮摻雜分級孔碳材料,采用高溫硫化方法將復合多孔碳材料中的Co硫化為CoS2。鋰硫電池正極活性材料的制備方法包括:按質量比1:4稱取上述復合碳材料和單質硫,采用熔融法將單質硫熔滲到多孔碳材料內部,正極極片由質量比為80:10:10的鋰硫電池正極活性材料、超導碳、粘結劑LA133制成。鋰硫電池主要由上述正極極片、隔膜、電解液、金屬鋰負極極片組裝而成,得到的鋰硫電池具有優異的循環性能和倍率性能。
本發明公開了一種鋰離子電池正極材料磷酸亞鐵鋰的制備方法。將三價鐵源化合物、磷源化合物和金屬鋰按鐵:磷:鋰元素的摩爾比=1:1:1.1~1.9混合后置于密閉容器中,加入水控制水溶液中水與鋰的摩爾比為1:1~10:1;在室溫下攪拌0.1~20小時,金屬鋰與混合物中的水反應生成鋰離子并放出氫氣同時產生大量的熱能,氫氣將三價鐵離子還原成亞鐵離子,亞鐵離子與鋰離子及磷源化合物生成無定形態磷酸亞鐵鋰;經烘干后在400~700℃的溫度下煅燒2~20小時,制得磷酸亞鐵鋰成品。本發明合成溫度低,合成周期短,條件控制簡便,合成成本低、合成的磷酸亞鐵鋰顆粒細小并且粒徑分布均勻,離子導電性和電子導電性明顯得到提高,具有良好的大電流(1C)放電性能。
本發明公開了一種鈦酸鋰負極材料、制備方法、負極極片及鋰離子電池,鈦酸鋰負極材料包括固體量、分散劑以及分散介質;固體量與分散介質質量比為(0.2?0.6):(0.4?0.8);固體量包括鋰源、鈦源以及碳納米管;鋰源、鈦源以及碳納米管與分散劑質量比為1:(2?2.6):(0.005?0.04):(0.005?0.04)。制得的鈦酸鋰負極材料應用于負極極片,制成鋰離子電池時,其克容量高,倍率性能優越;適合工業化生產,應用前景廣闊。
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