本發明涉及一種用于預測錳酸鋰?鈦酸鋰電池剩余生命周期的方法。該方法先對某種型號規格的錳酸鋰?鈦酸鋰電池,進行指定次數的循環后,進行電性能檢測;然后拆解,獲得錳酸鋰?鈦酸鋰電池的正極材料、負極材料、隔膜和電解液中的一種或多種,并進行材料學檢測和/或分析化學檢測,建立關于錳酸鋰?鈦酸鋰電池電性能指標、材料學參數和/或分析化學參數與循環次數之間對應關系的標準數據庫;再取待測錳酸鋰?鈦酸鋰電池同樣進行拆解并進行相關檢測,進行比對,預估電池的剩余的循環次數。本發明綜合錳酸鋰?鈦酸鋰電池的電性能測試、電池組分的材料學檢測及分析化學檢測等手段,提出一套相對準確的評價錳酸鋰?鈦酸鋰電池性能衰減程度并預測剩余使用壽命的方法,為錳酸鋰?鈦酸鋰電池的梯次利用提供更為準確的評判依據。
一種鈦酸鋰負極片及其制備方法、鋰離子電容器、電池,鈦酸鋰負極片制備包括:配制負極漿料和獲取負極集流體基體;將負極漿料涂布在負極集流體基體表面,烘干,形成活性材料漿料層;涂有負極漿料層的負極集流體基體經碾壓、裁剪后,干燥后得到鈦酸鋰負極片,負極漿料的制備包括以下步驟:1)3~8重量份粘結劑、260~330重量份蒸餾水混合均勻后,加入導電炭黑混合后,攪拌1.5h~2.5h;2)向步驟1)制得的混合溶液中加入42~48重量份的鈦酸鋰,攪拌0.5h~1h;3)向步驟2)制得的混合溶液中加入40~46重量份的鈦酸鋰,攪拌0.5h~1h;4)調節漿料的布氏粘度至1500~2800cps,高速攪拌6~8小時;鋰離子電容器、電池具有前述鈦酸鋰負極片。
本發明公開了一種全固態鋰硫電池復合正極材料及全固態鋰硫電池和制備方法,該復合正極材料是由導電聚合物單體通過原位聚合生成相應的導電聚合物包裹在單質硫或單質硫/碳材料混合物表面,再通過高溫處理得到的導電聚合物/硫復合正極材料或導電聚合物/硫/碳復合正極材料;制得的復合正極材料具有較高導電性,能將硫很好固定在正極區域,進一步與有機-無機雜化聚合物固體電解質膜和/或Li2S-P2S5無機固體電解質及金屬鋰負極制成全固態鋰硫電池,制得的全固態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,且復合正極材料的制備方法簡單、工藝條件溫和,成本低,滿足工業生產要求。
本發明公開了一種全固態鋰硫電池用夾層及全固態鋰硫電池,夾層由固體電解質和導電材料構成,全固態鋰硫電池包括硫正極、固體電解質膜和金屬鋰負極,且在硫正極和固體電解質膜之間設有所述夾層;夾層同時具有導電性與導鋰性,其設置在全固態鋰硫電池的正極與固體電解質之間,可使活性物質硫充分反應,提高活性物質硫的利用率,同時該夾層可以抑制多硫化物的穿梭,提高鋰硫電池的庫倫效率以及循環壽命,從而獲得高容量發揮、穩定循環性能以及高安全性能的全固態鋰硫電池。
本發明公開了一種鋰硫電池用改性隔膜的制備方法、改性隔膜以及具有多層該改性隔膜的鋰硫電池,該制備方法包括以下步驟:僅將導電劑和粘結劑按質量比1:1-5:1混合均勻,然后分散到溶劑中;通過機械攪拌或超聲分散獲得分散均勻的涂層漿料;將所得涂層漿料涂覆于一隔膜基體表面,真空干燥,即得鋰硫電池用改性隔膜。采用多層通過該方法所制備的改性隔膜的鋰硫電池具有良好的電化學性能,并且價格便宜,適合于工業化生產。
本發明涉及一種鹽湖鹵水鎂鋰分離及富集鋰的方法和裝置。用陰離子交換膜將電滲析裝置隔成鋰鹽室和鹵水室兩個區域,鹵水室內充入鹽湖鹵水,鋰鹽室內充入不含Mg2+的支持電解質溶液;將涂覆有離子篩的導電基體置于鹵水室中,作為陰極;將涂覆有嵌鋰態離子篩的導電基體置于鋰鹽室中,作為陽極;在外電勢的驅動下,使鹵水室鹵水中的Li+嵌入到離子篩中形成嵌鋰態離子篩,鋰鹽室中的嵌鋰態離子篩將Li+釋放到導電溶液后,恢復為離子篩;鹵水室中的嵌鋰后液排出,重新加入鹽湖鹵水,兩室電極交換放置,重復循環操作。高效實現鋰與其他離子的分離,同時獲得富鋰溶液。本方法流程短,操作簡單,生產成本低,可連續操作,易于工業化應用。
本發明公開了一種采用硫酸鋰粗礦制備電池級碳酸鋰的方法,包括以下步驟:1)兩級漿洗;2)粗碳酸鋰的制備;3)進一步漿洗+碳化;4)電池級碳酸鋰的制備。在本發明中,一級漿洗采用氯化鋰母液和硫酸鈉溶液進行漿洗,可以降低硫酸鋰的損失,提高回收率;二級漿洗采用含碳酸鋰的再循環溶液L4作為漿洗液,溶解可溶性的鈣鎂離子的同時,回收再循環溶液中的鋰;二級漿洗固液分離的濾液L5含鋰,返回一級漿洗補液,溶解可溶性雜質離子的同時,降低一級漿洗鋰的損失;在本發明中,二級硫酸鋰精料采用制芒硝母液L15溶解,溶解過程析出NaCl混鹽后沉鋰;在本發明中,粗碳酸鋰采用含碳酸鋰的再循環溶液漿洗,減少系統外排的同時,又可以提高鋰的收率。
本發明公開了一種從磷酸鋰中綜合回收鋰和磷的方法。本發明的方法實現了對磷酸鋰材料中的磷和鋰的高效綜合回收的目標,對于鋰的回收率高達98.5%以上,碳酸鋰的純度達99%以上,同時對磷的回收率達96%以上,磷酸一氫鹽的純度達95%以上。本發明的方法對磷酸鋰的純度要求較低,可實現在磷酸鋰純度為30%~95%的范圍內對其中的磷和鋰的高效綜合回收,并且局限性小,同時本發明的回收方法條件溫和,反應過程中無氣體產生,也不會放出大量熱,因而污染小,對設備要求低,整個反應易于控制,且得到的副產物為磷酸氫鹽,利用價值高,整個回收成本低,有利于進行大規模的實際應用。
本發明公開了一種由大蒜或洋蔥制備鋰電池的方法,該方法是以大蒜和/或洋蔥為原料,將大蒜和/或洋蔥表皮通過高溫炭化得到作為電極導電材料的活性炭;將大蒜和/或洋蔥的肉質通過乙醇提取得到作為電極粘結劑和/或液態電解質材料的精油;將精油進一步與聚甲基含氫硅氧烷進行加成反應得到作為固體電解質材料的改性聚硅氧烷,或者進一步交聯固化得到作為電極活性材料的固化物;將以大蒜和/或洋蔥為原材料制得的所述活性炭、精油、改性聚硅氧烷、固化物中的一種或幾種配入其它制備鋰電池的基本材料制備成固態或液態鋰電池;該制備方法簡單、成本低,制得的鋰電池容量大、循環性能好,擴大了鋰離子電池材料的選擇范圍和應用領域。
本發明公開了一種改性鋰離子電池富鋰錳基正極材料,是以富鋰錳基正極材料為基體,在基體的表面包覆有硼酸鎂。本發明的制備方法,包括以下步驟:先將富鋰錳基正極材料加入硝酸鎂溶液中,再在水浴、攪拌的條件下逐滴加入H3BO3溶液,形成凝膠;最后將凝膠烘干、研磨、煅燒,即得到硼酸鎂包覆的富鋰錳基正極材料。本發明首次將硼酸鎂用于對鋰離子電池正極材料進行改性,且使得材料電化學性能明顯改善。本發明制得的硼酸鎂包覆的富鋰錳基正極材料在1C首次放電克容量可高達180mAh·g?1,經過100次循環后,容量保持率能夠達到98.3%;顯著提高了其倍率性能,尤其是10C下的倍率性能。
本發明公開了一種富鋰錳酸鋰正極材料的制備方法,包括以下步驟:(1)將二氧化錳與氫氧化鋰混合后進行焙燒,使二氧化錳與氫氧化鋰反應生成Li2MnO4;(2)將步驟(1)所得Li2MnO4溶解,得Li2MnO4溶液;將氫氧化鋰溶于所述Li2MnO4溶液中,再加入可溶性錳鹽溶液進行氧化還原反應,得到氧化還原產物;(3)將步驟(2)所得的氧化還原產物進行燒結,得到富鋰錳酸鋰正極材料。該制備方法通過液相化學反應制備富鋰層狀化學二氧化錳前驅體,可以使鋰、錳達到分子級別的混合效果,鋰錳配比更均勻。通過控制錳鹽溶液滴加速度,可以控制產品粒徑和形貌,產品可以滿足生產高倍率鋰離子電池正極材料的要求。
一種鋰離子電池正極材料用錳酸鋰前驅體的制備方法,包括以下步驟:(1)將二氧化錳與鋰化合物按Li/Mn摩爾比為0.3~4.0的比例加入水中配制成反應物料漿;(2)將步驟(1)配制的反應物料漿放于反應器中,一邊攪拌,一邊升溫至80-300℃,攪拌恒溫反應0.2~16小時;(3)將步驟(2)所得反應產物料漿進行液固分離,即得無定形錳酸鋰前軀體。本發明具有如下特點:(1)在水溶液中通過二氧化錳與鋰化合物之間的反應合成無定形錳酸鋰前驅體,所得產物的組成與粒度分布均勻,形貌規整,化學活性好,易于后續熱處理過程中材料的結構、粒度和形貌的有效控制;(2)所用原材料價廉易得,利用率高,制備成本低;(3)制備過程無三廢排放,環境效益好;(4)方法簡單,工藝流程短,易實現產業化。
本發明公開了一種從廢舊磷酸鐵鋰材料中回收磷鐵合金和鋰化合物的方法,該方法包括以下步驟:將廢舊磷酸鐵鋰材料和過量堿金屬氫氧化物溶液混合攪拌,過濾后將除鋁后料烘干后得到磷酸鐵鋰粉料;通入還原性氣體或加入還原性固體,加熱進行還原處理,磷酸鐵鋰分解后轉化為磷鐵合金和鋰的化合物;做球磨得到活化后的還原粉料,進行磁選分離,分別得到磷鐵合金和鋰化合物;磷鐵合金再次做磁選分離,得到提純的磷鐵合金;鋰化合物也做進一步磁選分離,得到的尾礦為富集提純后的鋰化合物。采用本發明的方法回收廢舊磷酸鐵鋰材料,所得磷鐵合金產品的鐵品位可達73?80%,磷含量可達18?26%。鋰的化合物中,鋰含量高達15%以上。
一種鋰電池正極材料超薄包覆層,其成分為Li-Ti-O組成的鈦酸鹽;且包覆層均勻致密,其厚度為0.3~30nm。一種核殼型包覆結構鋰電池正極材料,包括內核正極活性物質和前述超薄包覆層,包覆層中Ti與內核正極活性物質中過渡金屬元素的摩爾比為0.01%~3%。該鋰電池正極材料的制備方法包括:將鋰鹽及含鈦化合物溶于有機溶劑,并加入內核正極活性物質,使其充分浸潤;再加熱去除有機溶劑,將所得的干燥粉體置于干燥的空氣中靜置,使其緩慢可控地與空氣中的水分子發生原位水解,將得到的中間粉體置于有氧環境下煅燒,制得鋰電池正極材料。本發明可抑制鋰電正極材料活性物質與電解液間的副反應,提高產品的倍率性能高和循環性能。
本發明提供了一種軟包裝鋰離子電池原位補鋰及電池制造方法,包括以下步驟:步驟1:正極片和負極片的制備;步驟2:將正極片、負極片和隔膜制成電池卷芯或極片集束,在電池卷芯或極片集束外包裹表面包有隔離膜的富鋰輔助電極,組裝成軟包電池;步驟3:向步驟2得到的軟包電池中注入電解液,一次封口后進行預鋰化;步驟4:預鋰化完成后取出富鋰輔助電極,二次封口后進行活化,活化后進行抽真空處理和三次封口。本發明通過預設富鋰輔助電極,實現了對鋰離子電池負極的原位預鋰化,從而提升鋰離子電池的能量密度。并且預鋰化過程中的鋰主要來源于富鋰輔助電極上的預鋰化劑,對電解液的影響很小,預鋰化過程簡單、安全、高效。
一種利用NaCl與碳酸鋰混鹽浮選提取碳酸鋰的方法,其包括以下步驟:(1)將NaCl和碳酸鋰的混鹽進行磨礦;(2)將步驟(1)得到的礦漿物料送入浮選機,調節pH值至堿性,加入碳酸鋰捕收劑,用量200g/t~350g/t礦漿,攪拌2-4分鐘后進行充氣刮泡浮選;(3)將步驟(2)得到的碳酸鋰粗選精礦進行1~2次精選,過濾、烘干,得到工業級碳酸鋰粗產品。本方法采用常溫浮選工藝,能耗低,流程簡單,所獲得的碳酸鋰產品質量好、收率高,所用浮選藥劑無毒無污染,可實現碳酸鋰低成本規?;a。
本發明公開了一種生物質炭氣凝膠改性鋰硫電池專用隔膜,包括隔膜本體和涂覆在隔膜本體靠近正極一側表面的改性涂層,改性涂層包括柚皮基生物質炭氣凝膠、導電劑和粘結劑,改性涂層具有多孔結構。該專用隔膜的改性涂層柚皮基生物質炭氣凝膠材料與導電劑的多孔阻擋層可以讓鋰離子穿過,還可以對正極氧化還原反應過程中產生的多硫化物有一定的阻擋和吸附作用,對電池電化學性能以及循環性能更具有優勢。本發明還公開了一種生物質炭氣凝膠改性鋰硫電池專用隔膜的制備方法,方法較為簡單,不需要開發新型的隔膜,只需要在現有的商業化正常隔膜上涂覆一層改性材料即可使用,大大節省了時間以及費用。本發明還公開了采用該專用隔膜組裝的鋰硫電池。
一種LiMnO2預鋰化劑的制備方法,包括以下步驟:(1)制備納米Mn2O3;(2)將步驟(1)中得到的納米Mn2O3和無水Na2CO3混合均勻后在惰性氣氛下進行燒結得到α?NaMnO2;(3)將步驟(2)中得到的α?NaMnO2加入鹵化鋰溶液中,加熱回流后冷卻至室溫,再過濾、洗滌、干燥得到LiMnO2預鋰化劑。本發明還提供一種采用LiMnO2預鋰化的鋰離子電容器的制備方法。本發明中LiMnO2對環境要求不苛刻,可以和正極材料一起進行涂覆,操作簡單,負極極片的預鋰化程度可控,效果明顯,并且可在現有鋰電制造條件下實現,可大大降低生產成本。
本發明屬于鋰離子電池材料回收利用技術領域,公開了一種錳酸鋰電池廢料制備鋰離子篩的方法及其鋰離子篩。本發明方法通過對錳酸鋰電池廢料進行處理得到粉料,再加酸酸化得到含鋰溶液和鋰離子篩。本發明還提供上述方法制備得到的鋰離子篩,其吸附容量達25.0mg/g以上,首次合成錳損失率為5~10%,后期單次循環溶損率≤1.50%,性能優異。本發明方法采用酸浸法對熱處理及活化后的錳酸鋰電池廢料進行處理,鋰的回收率可達79.68%以上,所制得的鋰離子篩吸附容量大,在回收鋰資源的同時實現鋰離子篩的制備,無環境污染,經濟效益可觀。
本發明屬于鋰離子電池材料領域,具體公開了一種Li2CuO2@Li5FeyCuxO4復合材料,包括核以及包覆在其表面的殼,所述的核為Li5FeyCuxO4,所述的殼為Li2CuO2;其中,y=1?2x/3,0.09≤x≤0.4。本發明還包括所述的材料的制備及其在正極補鋰中的應用。本發明提供了一種高比容量補鋰材料,其具有優異的空氣穩定性,還具有優異的電化學性能。
本發明屬于鋰離子正極補鋰技術領域,具體涉及一種LixMn0.54Ni0.26O2正極補鋰材料,具有放射狀形貌,且1.24≤x≤1.6。本發明還提供了所述的補鋰材料的制備及其在正極補鋰中的應用。本發明所述的材料具有優異的補鋰性能和耐空氣穩定性。
本發明公開了一種鋰硫電池正極材料,由金屬氧化物微納米管和硫復合制成,所述金屬氧化物微納米管的直徑為200nm~700nm,長度為10μm~50μm,金屬氧化物微納米管的中空部分與金屬氧化物微納米管的直徑比值為0.1~0.6∶1。將本發明還提供一種上述鋰硫電池正極材料的制備方法以及應用上述鋰硫電池正極材料制備的鋰硫電池正極和鋰硫電池。本發明的鋰硫電池正極材料中添加了金屬氧化物微納米管,與相應的塊狀或納米顆粒相比,孔隙率高、比表面積大、孔徑大,能夠較好抑制多硫化物的溶出,保持鋰硫電池充放電穩定性。
本發明公開了一種從廢舊鋰離子電池回收過程產生的含鋰廢液中提取鋰的方法,包括以下步驟:(1)以碳酸鈉為沉淀劑,將碳酸鈉加入到含鋰廢液中進行攪拌反應,然后過濾得到沉鋰后液和粗制碳酸鋰;(2)將步驟(1)得到的粗制碳酸鋰與碳酸錳混合均勻,然后進行焙燒處理,得含鈉尖晶石型錳酸鋰。該方法提鋰回收率高,清潔環保,產品種類豐富多樣。
本發明公開了一種由層狀富鋰錳基和尖晶石型錳酸鋰構成的核殼異構鋰離子電池復合正極材料及其制備方法,屬于鋰離子電池電極材料領域。鋰離子復合正極材料以尖晶石型錳酸鋰LiMn2O4為內核,層狀富鋰錳基xLi2MnO3·(1–x)LiMO2(0< x≤1,M=MnaNibCo1–a–b,0< a, b< 1)為外殼;其制備方法是先制備尖晶石型錳酸鋰內核,再通過PVP輔助燃燒法或者濕化學法制備層狀富鋰錳基外殼。制備的鋰離子電池復合正極材料在室溫和55℃高溫下均具有良好的電化學循環穩定性。此外,本發明方法工藝簡單,操作方便,與高溫固相法制備錳酸鋰有很好的兼容性,易于工業化生產。
本發明涉及鋰電池技術領域,具體是一種鋰電池負極材料,其技術要點是:包括以下按照重量份的原料:銅10?20份、硅10?25份、鋁5?10份、鈦1?2份、鐵2?5份、鎳1?3份、鈷2?4份、錳3?5份、碳5?8份、乙炔黑4?6份、粘結劑4?6份。本發明還公開了所述鋰電池負極材料的制備方法。本發明制備的鋰電池負極材料振實密度高,比表面積小,材料性能好,能夠滿足市場需求,具有廣闊的市場前景。
一種高鎂鋰比含鋰鹽湖老鹵提鋰的生產工藝,其包括以下步驟:(1)鹽田攤曬高鎂鋰比含鋰鹽湖老鹵;(2)攤曬固液產品與上批固體混合礦洗滌液混合物,升溫溶解;(3)蒸發濃縮;(4)冷卻濃縮混合物,結晶析出固體混合礦;(5)過濾分離,得濃縮飽和低鎂鋰比母液和含鋰固體混合礦;(6)飽和低鎂鋰比母液進行除鎂沉鋰,制碳酸鋰;(7)含鋰固體混合礦加適量淡水,充分攪拌,進行洗滌;(8)固液分離,得洗滌液和固體鹽,固體鹽丟棄或用作生產鎂鹽原料;(9)洗滌液返回步驟(2)。本發明工藝與普通工藝相比,老鹵中鎂鋰比從10以上降至3以下,老鹵中鋰含量達到1.5%以上;大幅度降低了提鋰過程中除鎂的成本,提高鋰的收率;能耗低,操作簡便,生產成本低。
本方案公開了一種鋰復合材料的制備方法,鋰復合材料的化學通式為yLi3PO4/LiMnxFe1?xPO4,其中,0.01≤y≤0.05,0.5≤x≤0.95。配置硫酸亞鐵和硫酸錳溶液A與磷酸鈉溶液B,使其在pH中性環境下連續共沉淀反應,將沉淀物(MnxFe1?x)3(PO4)2·mH2O去結晶水后與磷酸鋰高溫固相反應,然后與碳源經過砂磨、噴霧干燥、燒結得到碳包覆磷酸鋰/磷酸錳鐵鋰產物。本發明不會產生氨氣、二氧化碳等對大氣污染的氣體,反應在pH值中性環境下進行,使反應過程完全并容易控制,其中磷酸鋰起到了既是原料又是包覆劑的作用,增強了碳包覆磷酸鋰/磷酸錳鐵鋰的電化學循環穩定性。
本發明提供了一種親鋰性負極的制備方法、親鋰性負極和鋰電池,(1)將MXNO3溶解于有機溶劑混合液中制成MxNO3溶液,其中M為金屬活潑性比Li低的金屬;(2)制備親鋰性負極:將上述MxNO3溶液滴加至鋰片表面,發生反應,生成M或M/Li合金,得到親鋰性的M/Li復合電極,蒸發掉溶劑,所述LiNO3沉積在所述復合電極的表面。其目的是優化親鋰性基質的制備方法,采用該方法不僅能得到親鋰性負極,同時能夠得到LiNO3。該親鋰性負極不僅能夠調節鋰形核,降低過電位。而且能均勻化鋰離子分布,實現均勻的鋰沉積。
本發明公開了一種兩段氯化焙燒?堿液浸出法從鋰云母中提鋰制備碳酸鋰的方法,包括以下步驟:(1)將鋰云母礦與氯化鈣磨細后投加到氯化銨溶液中混勻造球得到生球;(2)將步驟(1)中得到的生球在150?300℃下進行一段焙燒,再在500?800℃下進行二段焙燒得到熟料;(3)將步驟(2)中得到的熟料用水浸出,過濾得到浸出液;(4)向步驟(3)中得到的浸出液中加入碳酸鹽溶液,攪拌過濾得到母液與濾渣,收集濾渣得到碳酸鋰。本發明中各步驟相互配合、協同作用,從鋰云母中提鋰制備碳酸鋰的過程綠色環保、能耗低、成本低、提取效率高,具有廣闊的工業應用前景。
本發明公開了一種從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法,包括以下步驟:(1)用酸和還原劑將廢鈷酸鋰中的鈷鋰浸出,得到浸出液;(2)用化學法除去浸出液中的銅、鐵、鋁、鈣和鎂;(3)用碳酸鹽沉淀除雜后溶液中的鈷鋰得到碳酸鈷鋰;(4)干燥碳酸鈷鋰,并根據鈷鋰比,配入相應的鈷鹽和/或鋰鹽;(5)煅燒,得到鈷酸鋰產品。利用本發明方法所得鈷酸鋰性能優良,鈷、鋰回收率分別以99%和96%以上,且本發明方法過程簡單,成本低,易于工業化生產,具有較高的經濟效益。
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