本發明公開了一種利用錳酸鋰廢料制備鋰離子篩的方法及該鋰離子篩。本發明對錳酸鋰廢料先進行除鐵除鋁等操作后,與鋰源進行高溫煅燒,得到鋰離子篩前驅體,后進行解析得到鋰離子篩。鋰源的加入能使鋰離子篩前驅體中錳的化合價發生變化,使鋰離子篩在吸附解析時的結構更加穩定,使得在解析時酸對其結構造成的破壞降低,從而提高離子篩的循環性能。另外,該鋰離子篩能夠有效回收含鋰廢水、高鹽廢水中的低含量的鋰,能將溶液中鋰濃度富集到吸附前的3~5倍,同時首次錳溶損率在5%左右,循環8次的錳溶損率≤1%,具有較高的循環利用率,并且其鋰離子篩的吸附時間短。本發明的制備工藝簡單、設備要求及能耗成本低,制備時間較短,環境友好。
本發明公開了一種碳酸鋰生產中的沉鋰系統及沉鋰工藝,系統包括板式換熱器和夾套式反應釜,原料管路、堿液管路、蒸汽管路和DCS控制系統;富鋰溶液依次流經加料泵、板式換熱器、溫度傳感器、原料流量計和加料閥后進入反應釜中;蒸汽管路分成兩條支路分別與板式換熱器和反應釜的夾套連通,兩條支路上分別連接有蒸汽調節閥;堿液管路上連接有加堿泵、堿液流量計和加堿閥;堿液和經板式換熱器加熱至設定溫度后的原料分別經相應管路送入反應釜的內腔中;反應釜的頂部連接有攪拌裝置、液位傳感器和溫度傳感器,底部連接有排料管路和冷凝水管路;各管路上的器件均與DCS控制系統連接,DCS控制系統控制各管路上的器件工作與否及如何工作。
本發明涉及鋰離子電池用負極碳材料領域,具體涉及一種鋰離子電池負極活性材料、鋰離子電池負極、鋰離子電池、電池組及電池動力車。其中鋰離子電池負極碳微粒通過N2吸脫附測得的孔結構中,以孔徑在2?200nm之間的BJH測得孔體積總量為基準,孔徑在2?10nm之間的孔體積之和為5?10%、孔徑在10?100nm之間的孔體積占比50?65%、孔徑在100?200nm之間的孔體積占比30?40%;所述碳微粒的BET比表面積為1?4m2/g,優選1.4?1.9m2/g。采用以上碳微粒制得的扣式電池,其充電容量達392?403.65mAh/g,放電容量達360?373mAh/g,組裝成柱狀電池,其在5C倍率下的放電容量保持在1985.7?2029.8mAh之間。
鋰離子電池復合正極材料磷酸氧釩鋰-磷酸釩鋰制備方法,包括以下步驟:(1)將鋰源、釩源、磷源以鋰離子、釩離子、磷酸根離子的摩爾比按照xLiVOPO4·Li3V2(PO4)3的化學計量比例配比混合,x滿足:0.01≤x≤10,將混合物溶解于水中,再加入有機絡合劑,控制釩離子濃度為0.01~1molL-1;(2)恒溫水浴中攪拌1-48h,形成凝膠;(3)干燥;(4)置于管式燒結爐中,一段燒結于非氧化氣氛下550-900℃燒結4-30h,降溫至300-500℃,然后二段燒結于非還原氣氛下300-700℃燒結0.1-10h,冷卻至室溫,即成。本發明所得復合正極材料倍率性能、循環性能優異。
鋰離子電池正極材料磷酸亞鐵鋰-氟磷酸釩鋰的制備方法,包括以下步驟:(1)將含鐵元素的鐵源溶液和含釩元素的釩源溶液,按鐵元素與釩元素的摩爾比為1 : 1,同時加入到反應器中反應,生成非晶態釩酸鐵沉淀;(2)將非晶態釩酸鐵沉淀在空氣中400—650℃燒結4—10h;(3)將所得結晶態釩酸鐵前驅體與鋰源、氟源、磷源和碳源混合均勻;(4)將混合物經置于管式燒結爐中,于非氧化氣氛下600℃-800℃燒結4-20h,冷卻到室溫。本發明所得正極復合材料,把磷酸亞鐵鋰的高比容量和氟磷酸釩鋰的快速鋰離子通道與相對較高的電子電導率以及良好的循環穩定性相結合形成新型正極復合材料,電化學性能優異。
本發明公開了一種鋰陽極顆粒的制備方法與應用。所述的的鋰陽極顆粒由碳層包覆的SiOx空心球(0<x<2)球和負載在SiOx空心球內部的金屬鋰組成。其優勢在于,碳層作為導電層提供良好的電導率同時又可以有效避免熔融金屬鋰吸附在SiOx空心球的外表面,而SiOx空心球對金屬鋰有良好的潤濕性使熔融的金屬鋰通過虹吸作用將金屬鋰吸附在內部空腔,有效的避免的金屬鋰與電解液的直接接觸而引發副反應。得益于這種特殊的結構,C@SiOx@Li復合材料可以在超高的電流密度下和超高的面積容量下穩定循環800圈以上。此外,這種鋰陽極可以通過傳統石墨負極材料涂覆的方法來制備鋰電池的負極,從而便于實現產業化。
本發明涉及一種電池正極材料的制備工藝及相關的車用電池,具體公開了一種鋰離子電池正極材料錳酸鋰的制備方法,該方法是以鋰源、Mn3O4和納米級摻雜金屬添加物作為原料并同時進行配料,然后對Mn3O4或者經過球磨處理后的Mn3O4預燒,將預燒后的Mn3O4與配好的鋰源及金屬添加物進行混合;對混合原料進行一次燒結、二次燒結,最后對燒結后產物進行分級、篩選,得到所需粒徑的尖晶石型錳酸鋰產品。本發明還公開了一種車用鋰離子電池,其是以本發明方法制得的尖晶石型錳酸鋰作為正極、以石墨作為負極進行組裝后得到。本發明的制備方法操作簡單、環境友好,且制得的錳酸鋰產品性能優異。
本發明涉及環境保護技術領域,具體而言,涉及一種從磷酸鐵鋰正極材料中回收鋰的方法及碳酸鋰產品。本發明從磷酸鐵鋰正極材料中回收鋰的方法工藝簡單,鋰的浸出率和回收率高,能夠有效實現廢舊磷酸鐵鋰正極材料的回收和利用,適于大規模生產推廣。本發明碳酸鋰產品的浸出率和回收率高,純度高,成本低。
一種鋰云母精礦混合堿壓煮法制取碳酸鋰,是將精礦通入水蒸汽進行焙燒,然后將焙料配入混合堿(如氧化鈣、碳酸鈉或氫氧化鈉)進行研磨調漿、溶液凈化、蒸發濃縮、碳酸化提鋰,混合堿回收循環使用,鉀、銣、銫綜合回收等過程。本發明具有溶出過程壓力、溫度低,生產過程簡單,生產設備易解決,操作安全可靠,能耗低,堿用量少(每噸碳酸鋰僅消耗0.6噸碳酸鈉),生產成本低,金屬回收率高等特點,在工業生產中值得推廣應用。
本發明提供一種利用廢舊磷酸鐵鋰和錳酸鋰材料制備磷酸鐵錳鋰的方法,包括如下步驟:(1)廢舊錳酸鋰回收處理得濾液A;(2)廢舊磷酸鐵鋰回收處理得濾液B;(3)對濾液A、濾液B進行ICP測試,得到兩組濾液中各主要元素的含量;(4)按照兩組濾液中Fe、Mn元素的摩爾數x+y=1,確定濾液A、濾液B的比例,其中:x=(0.9~0.1),y=(0.1~0.9);之后按照所需P、Li、Mn、Fe摩爾比補入磷源、鋰源,經反應后得到磷酸鐵錳鋰前驅體;然后再高溫焙燒熱反應得到磷酸鐵錳鋰正極材料。本發明提供的方法,工藝較為簡單、操作方便,兩種廢舊原料來料廣泛、價格低、能減少資源的損耗以及輔料的加入,還能提高材料回收率,降低設備、生產、原料等成本。
本發明提供一種鋰離子電池正極材料及其制備方法、鋰離子電池正極、鋰離子電池和用電設備。鋰離子電池正極材料,包括三元正極材料以及包覆三元正極材料的包覆層材料;包覆層材料的原料包括包覆物A、包覆物B和包覆物C;包覆物A、包覆物B和包覆物C包括相應元素的氧化物、氟化物、碳酸鹽和草酸鹽中的一種或多種。制備方法:將包覆物A、包覆物B和包覆物C混合后進行燒結得到包覆層材料;將包覆層材料和三元正極材料混合,在含氧氣氛中進行燒結。鋰離子電池正極使用鋰離子電池正極材料制成。鋰離子電池包括鋰離子電池正極。用電設備包括鋰離子電池或使用鋰離子電池供電。本申請提供的鋰離子電池正極材料,包覆層穩定、循環性能好。
本發明提供了一種鋰離子電池負極活性材料,由碳包覆的分子式為Li4+xTi5O12的化合物而形成的粉體復合材料,其中0<x≤3。制備上述材料的方法是將鋰源、鈦源和碳源三種粉體材料充分混合在惰性氣體保護氣氛,進行高溫固相燒結;最后冷卻到室溫。本發明的負極活性材料在常溫常壓條件下是一種在空氣中結構穩定的富鋰鈦酸鋰材料,便于制造、使用和儲存,并可以大規模推廣應用;采用本發明的鋰離子電池負極活性材料制作的鋰離子電池,其首次循環庫侖效率超過理論值100%,消除了電池的首次循環不可逆容量損失。本發明的材料制備方法條件適中,工藝流程簡單,非常容易工業化生產且綠色環保。
磷酸釩鋰/磷酸錳鋰包覆富鋰錳基正極材料的制備方法,包括以下步驟:(1)富鋰錳基正極材料的制備;(2)富鋰錳基@磷酸釩鋰/磷酸錳鋰前驅體的制備;(3)富鋰錳基@磷酸釩鋰/磷酸錳鋰材料的制備。本發明通過噴霧干燥在富鋰錳基正極材料表面原位包覆磷酸釩鋰/磷酸錳鋰,在還原性氣氛下高溫處理后,形成磷酸釩鋰/磷酸錳鋰包覆富鋰錳基正極材料。其表面包覆的磷酸釩鋰/磷酸錳鋰材料層,為在包覆復合過程中生成的新相,其具有穩定的結構和較快的鋰離子傳輸速率,包覆后的材料展現出了優良的電化學性能。
一種Li5FeO4預鋰劑的制備方法,包括以下步驟:(1)將鐵鹽和聚乙烯吡咯烷酮溶于有機溶劑中,混合均勻后置于高壓反應釜中反應,隨后冷卻,再洗滌、過濾、干燥后得到納米Fe2O3;(2)將步驟(1)中得到的納米Fe2O3和氫氧化鋰混合均勻后進行球磨,隨后在惰性氣體氛圍中燒結,冷卻后得到Li5FeO4。本發明還提供一種采用Li5FeO4預鋰化的鋰離子電容器的制備方法。本發明中Li5FeO4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。
本發明涉及電力系統技術領域,公開了一種鋰離子電池熱失控抑制劑組合物、鋰離子電池熱失控抑制劑及制備方法和應用、鋰離子電池。該組合物中含有各自獨立保存或者兩者以上混合保存的以下組分:第一組分、第二組分、分散劑和驅動氣體;以所述組合物的總重量為基準,第一組分的含量為10?35重量%,第二組分的含量為15?35重量%,分散劑的含量為10?35重量%,驅動氣體的含量為1?25重量%。本發明將特定量的第一組分、第二組分、分散劑和驅動氣體協同復配,形成的組合物用于鋰離子電池中,不但能夠撲滅電池可燃物的明火,還能防止發生復燃。
本發明屬于鋰二次電池技術領域,具體公開了用于鋰離子電池正極的補鋰添加劑,為Li2AO2、Li2BO3、Li2CO4、Li3DO4、Li5EO4、Li6FO4、LixGyO2中的一種或多種,其中1<x<2,0<y<1;A、B、C、D、E、F、G的平均價態低于其最高氧化價態的金屬。本發明還提供了添加有所述的補鋰添加劑的正極、以及該正極的制備方法和應用。所述正極在電池首次充電過程中可以通過所述的補鋰添加劑提供過量鋰源,彌補正極和負極形成SEI膜對鋰的消耗,從而提升電池首圈庫倫效率和循環性能。此外,本發明提供的可補鋰正極制備工藝簡單,對操作環境要求低;尤其適用于含高比容負極的鋰離子電池體系,如合金類(硅、錫、鋁),氧化物(氧化硅,氧化錫,氧化鈦)和無定型碳負極。
本發明公開了一種球形鋰離子電池復合正極材料氟磷酸釩鋰-磷酸釩鋰的制備方法,其特征在于:采用化學還原-噴霧干燥法制備球形鋰離子電池復合正極材料氟磷酸釩鋰-磷酸釩鋰。具體包括以下步驟:將鋰源、釩源、氟源與磷源按xLiVPO4F·Li3V2(PO4)3的比例混合,加入還原劑進行化學還原,將高價釩還原成三價釩,并得到均一的溶液、溶膠或懸濁液,然后進行噴霧干燥,最后將所得產物在非氧化性氣氛中加熱到500~900℃,恒溫2~24h,即得氟磷酸釩鋰-磷酸釩鋰球形復合正極材料。本發明制備的氟磷酸釩鋰-磷酸釩鋰球形復合正極材料倍率性能和循環性能優異。
本發明公開了一種從廢舊鋰電池鈷酸鋰中分離鈷鋰制備磷酸鈷的方法,該方法包括以下步驟:1)對廢舊鋰電池進行拆解、剝離,得到正負極活性物質;2)將所述正負極活性物質進行煅燒和研磨,得到含LiCoO2的粉末物料;3)所述含LiCoO2的粉末物料采用H3PO4和H2O2的混合浸取液進行浸出,所得浸出液通過中和,固液分離,得到磷酸鈷沉淀和含鋰溶液。該方法以典型廢舊鋰電池鈷酸鋰為原料,采用焙燒結合浸出方法有效分離Co和Li,并回收其高附加值鈷制備磷酸鈷(鈷紫),實現廢舊鋰電池鈷酸鋰的資源化回收和利用。
本發明公開了一種從鋰云母中提取含鋰鹵水及制造鋰鹽的系統方法,包括如下步驟:混料、焙燒、制鹵、制鋰鹽、尾礦渣綜合利用。本發明以硫酸復鹽及硫酸(選用)為輔料與鋰云母混合后進行反應,適用于高低含量鋰云母中鋰的提取,提取時具有較好的選擇性,鋰的提取率為95.5%~97.5%,K、Rb、Cs的提取率<30%;所得鹵水為中性,可用于直接制造單水氫氧化鋰、氯化鋰或碳酸鋰,鋰的總收率>92%;工藝柔性強,既可以生產單一品種的鋰鹽、也可以兩種及以上鋰鹽聯合生產;鋰云母中的氟可以分離回收,提高了附加值,并使得提鋰尾礦渣可以綜合利用。整個工藝流程短、成本低,對環境友好;具有良好的經濟效益和社會效益,有很好的工業化應用價值。
本發明提供一種鎳鈷錳酸鋰復合材料及其制備方法、鋰電池正極及其制備方法、鋰電池和供電裝置。鎳鈷錳酸鋰復合材料的制備方法:將鎳鈷錳酸鋰前軀體、鋰源、摻雜化合物混合,然后進行第一次焙燒;將第一次焙燒的產物與包覆化合物混合,進行第二次焙燒;鎳鈷錳酸鋰前軀體包括第一前驅體和第二前驅體,第一前驅體為Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2,第二前驅體包括Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2、Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2、Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2中的一種或多種。本申請提供的鎳鈷錳酸鋰復合材料的制備方法,改善了三元材料的倍率、循環、存儲和功率性能,結構和熱穩定性好。
本發明涉及一種從含磷酸鋰廢渣中提取高純碳酸鋰或氫氧化鋰的方法;屬于鋰離子電池材料及資源循環利用技術領域領域。本發明提出一種從含磷酸鋰廢渣中提取高純碳酸鋰或氫氧化鋰的方法,重點是對含磷酸鋰廢渣進行酸浸處理,并通過一種除磷劑選擇性地從含磷酸鋰廢渣的酸浸液中去除磷酸根而不造成鋰的損失,最后對除磷后的溶液進行深度凈化去除其中的重金屬等雜質后再沉鋰,獲得高純碳酸鋰或氫氧化鋰,從而達到含磷酸鋰廢渣高效增值利用的目的。
本發明涉及鋰離子電池的負極活性材料,具體涉及一種鋰離子電池負極材料、鋰離子電池負極、鋰離子電池、電池組及電池動力車。其中,鋰離子電池負極材料通過XPS測得在284?290eV的峰的半值寬度為0.55?7eV;C/O原子比為(65?75):1,以sp2C和sp3C的譜峰面積總和為基準,sp2C、sp3C的峰面積比為1:(0.5?5)。將具有上述結構的負極材料用于鋰離子電池的負極能夠提高較大的儲鋰空間,并且形成穩定的SEI膜,提高電池負極在循環過程中的穩定性,提升鋰離子電池的倍率性能。
本發明公開了一種導電導鋰雙功能化氧化石墨烯材料及其制備方法和在鋰硫或鋰空氣電池中的應用;該材料由金屬元素摻雜在接枝有導鋰化合物的氧化石墨烯中構成,制備方法為在氧化石墨烯中接枝導鋰化合物,再進一步通過液相反應摻雜金屬元素,即得;導鋰化合物的引入提高了正極材料的導鋰功能,在鋰硫電池中起到固定多硫化物的作用,在鋰空氣電池中,可加快氧氣與鋰離子的反應,減小電池極化;而嵌入的金屬離子能提高氧化石墨烯的導電性,在鋰空氣電池中催化Li2O2的分解,減少電池充放電過程中的極化問題,在鋰硫電池中,束縛多硫化物,減少多硫化物進入電解質中;從全新的角度解決現階段鋰硫、鋰空氣電池存在的問題,具有廣泛的應用前景。
本發明提供一種鋰電池正極材料及其制備方法、鋰電池正極、鋰電池和供電裝置。鋰電池正極材料的制備方法:將包括混合熔融鹽、鋰源和三元前驅體在內的原料進行混合得到混合物,然后對所述混合物進行燒結,再進行水洗、干燥,得到所述鋰電池正極材料。鋰電池正極材料,使用所述的鋰電池正極材料的制備方法制得。鋰電池正極,使用所述的鋰電池正極材料制得。鋰電池,包括所述的鋰電池正極。供電裝置,包括所述的鋰電池。本申請提供的鋰電池正極材料的制備方法得到的正極材料,顆粒粒徑均勻,晶型完整,材料形貌得到優化,材料空隙小,壓實密度增大;表面結構穩定,實現高壓實兼顧長循環。
本發明涉及一種鹽湖提鋰用電極材料及其制備方法和應用,所述鹽湖提鋰用電極材料的制備方法包括:(1)將鋰源溶于乙醇溶液中,然后依次加入氧化石墨烯、電極材料,攪拌均勻,得到混合液A;將鈦源溶于乙酸和無水乙醇的混合溶液中,得到混合液B;將混合液A加入到混合液B中并不斷攪拌至成為凝膠,經加熱、干燥、焙燒,得到氧化石墨烯/鈦系鋰離子篩包覆改性的電極活性材料;(2)將步驟(1)所得改性的電極活性材料加入多巴胺溶液中使充分反應,過濾洗滌,濾渣干燥,即得。本發明所述方法制備得到的電極材料,極大的提高了鋰離子的選擇性以及提鋰反應速率,具有制備方法簡單,提鋰效率高,工藝應用價值顯著的特點。
本發明涉及一種缺鋰型硅酸錳鋰鋰離子電池正極材料及其制備方法,本發明合成的缺鋰型硅酸錳鋰材料Li2-xMnSiO4(0<x<0.4)為納米顆粒,粒徑范圍為40-80nm。相比于化學計量比的化合物,缺鋰型的硅酸錳鋰材料充放電比容量和容量保持率都得到了大幅度的提高。在一定范圍內,缺鋰型的硅酸錳鋰放電比容量隨缺鋰量的增大而增加。其中,Li1.8MnSiO4材料的首次充放電比容量分別為238.1mAh/g,102.6mAh/g,10次循環后放電容量為68.0mAh/g。
磷酸錳鋰?磷酸釩鋰/石墨烯/碳正極材料及其制備方法,所述石墨烯/碳均勻的包覆在正極材料的表面,相互堆積形成均一的多孔結構。所述方法為:(1)將氧化石墨烯懸濁液加入有機溶劑的水溶液中,超聲分散;(2)先將草酸加入溶解,再加入釩源反應;(3)加入錳源、磷源、鋰源和有機碳源,反應,冷凍干燥;(4)燒結,冷卻,即成。本發明材料組裝的電池,2.5~4.5V,0.2C倍率下,首次放電克容量高達147.1mAh/g,5C循環30圈,保持率高達96.7%,說明本發明正極材料導電性能良好,循環性能、倍率性能優異;本發明方法簡單,周期短,反應溫度低,適于工業化生產。
本發明公開了一種鋰硫?鋰離子雜化電池和鋰硫?鋰離子雜化電池正極材料及其制備方法。將含導電材料、鋰源和金屬源的有機分散液進行溶劑熱反應,溶劑熱反應產物通過焙燒后,與單質硫熱熔融復合,即得具有容量高、穩定性好及導電性好的正極材料,用該正極材料制備的鋰硫?鋰離子雜化電池充放電截止電壓滿足硫和鋰離子正極材料電池的充放電電壓要求,相比傳統的鋰硫電池循環穩定性得到改善,且大大提高電池的容量發揮;此外,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。
一種巢狀V2O3包覆磷酸釩鋰的鋰離子正極材料,其制備方法,包括以下步驟:(1)將鋰源化合物、釩源化合物、磷源化合物、還原劑加入去離子水中,進行超聲攪拌反應0.5~2h,得混合溶液;其中,鋰元素、釩元素、磷元素、還原劑的摩爾比為1.5 : 1.05~1.2 : 1.5 : 1.1~1.5;(2)將溶液噴霧干燥,得到固體粉末;(3)將步驟(2)所得固體粉末在保護氣氛中,于400~500℃下,焙燒4~6h后,隨爐冷卻至室溫,即得巢狀V2O3包覆Li3V2(PO4)3的鋰離子正極材料。本發明操作過程簡單,包覆效果良好,所得復合材料具有優異的倍率性能。
本發明公開了一種從高鎂鋰比鹽湖鹵水中一步提取碳酸鋰的方法,包括以下步驟:將高鎂鋰比鹽湖鹵水在40-100℃范圍內控制達到過飽和濃度,在保溫的狀態下立即抽入到帶攪拌器的振蕩分離塔中;加入化學計量的碳酸鈉,并同時開動攪拌機及振蕩器振蕩5-10分鐘;靜置至鋰鎂碳酸鹽有明顯的分界面為止;;同步分離出碳酸鎂和碳酸鋰;在離心機中將碳酸鋰懸浮物脫水,將碳酸鋰粗品按常用的精制方法精制。用本發明的方法可以在鹽湖區直接一步分離出碳酸鋰、大大減少了運輸量,工藝中不用淡水、分離步驟簡單、快速、生產成本降低。
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