本發明公開了一種從高鎂鋰比鹽湖鹵水中制取高純草酸鎂和碳酸鋰的方法,包括以下步驟:1)過濾除去鹽湖鹵水中的懸浮物與固體雜質;2)在步驟1)后的鹽湖鹵水中加入草酸,在溫度為20~60℃、pH=3~5、攪拌速度為150~500rpm的條件下反應30~180min,反應完成后過濾得到低鎂鋰比鹵水和草酸鎂沉淀;用40~60℃熱水洗滌草酸鎂沉淀3~5遍,在80~102℃下干燥60~120min得到純度≥98%的高純草酸鎂;3)在步驟2)得到的低鎂鋰比鹵水中加入除雜劑,得到精制鹵水,在精制鹵水中加入碳酸鈉得到碳酸鋰晶體,對碳酸鋰晶體進行過濾、洗滌、干燥得到碳酸鋰。本發明的方法制取的草酸鎂純度高。
本發明一種電化學提鋰用高選擇性和親水性電極及其制備方法,包括通過采用聚多巴胺對電極活性物質進行表面包覆改性,利用聚多巴胺具有優先集聚和傳輸鋰離子的作用,實現對雜質離子的截留,提高電極活性物質對鋰的選擇性。在電極吸附材料制漿過程,通過引入含羥基的極性親水有機高分子化合物進行共混改性,改善了粘接劑PVDF的親水性。此外,將無機鹽造孔和“先低溫?后高溫”的烘干方式結合,使電極形成“多孔—微裂紋”的形貌,提高了溶液在電極板內部的傳質效果。本發明所公開的電極制備方法具有簡單易行、環境友好和成本低廉等特點,易于工業化生產。
一種鋰離子電容器正極片及其制備方法、鋰離子電容器,正極片制備包括:配制正極漿料和獲取正極集流體基體;將正極漿料涂布在正極集流體基體表面,烘干,碾壓、裁剪、干燥后得正極片;正極漿料的制備為:1)將80~98重量份磷酸鐵鋰、2~20重量份導電炭黑混合球磨混勻;2)將50~90重量份活性炭和10~50重量份步驟1)球磨后材料混合后再球磨混勻;3)將2~6重量份粘結劑與94~98重量份蒸餾水混合,攪拌均勻;4)向步驟3)制得混合溶液中加入步驟2)制得的球磨后混合材料,調節漿料的布氏粘度至1000~3000cps,經低速,中速,高速攪拌制得;電容器由按正極片、隔膜及負極片的順序卷繞組裝成電芯,再將電芯置入電容器殼體中后加注電解液,密封殼體制得。
一種磷酸釩包覆鋰離子電池正極材料鎳鈷錳酸鋰的方法,包括以下步驟:(1)將釩鹽、磷酸鹽和還原劑按釩元素、磷元素、還原劑混合于去離子水中,用氨水調節pH,攪拌得到均一溶液,于160~240℃溫度下反應20~48h;過濾、洗滌、烘干得到磷酸釩;(2)將鎳鈷錳酸鋰三元正極材料和磷酸釩加入到高速混料機中,所得混合物中磷酸釩的質量占混合物總質量的1%~10%;在500~2000rpm條件下攪拌至得到均勻產品;(3)在非氧化氣氛中,于200~400℃燒結,并保溫1~5h,冷卻后即得到磷酸釩包覆鋰離子電池正極材料鎳鈷錳酸鋰。本發明能有效提高鋰離子電池的容量以及循環性能。
本發明公開了一種從廢舊三元鋰離子電池中回收鋰的方法,該方法是將廢舊三元鋰離子電池拆卸,分離出電極活性物質;所述電極活性物質與氫氧化鈉和/或氫氧化鉀混合均勻后,低溫焙燒;焙燒物料與水攪拌混合,液固分離,在所得液相中加入碳酸鹽沉淀劑,生成碳酸鋰沉淀,該方法可以快速高效地從廢舊三元鋰離子電池中回收鋰,成本低廉,適合工業化應用。
本發明是關于鋰離子電池正極材料鋰鈷氧化合物(LiCoO2)的合成方法, 屬于無機功能材料及濕化學合成領域。本發明的特征為 : 在含有活化劑和鋰鹽或氫氧化鋰等化合物的水溶液中, 將氫氧化亞鈷或碳酸鈷中間相氧化, 使鋰離子嵌入到氧化鈷的分子中, 形成鋰鈷氧化合物的前驅體。將該前驅體洗滌脫鹽、干燥后, 再經高溫熱處理, 制得晶型完整、成分均勻、粒度可控的鋰鈷氧化合物(LiCoO2)。本發明制備鋰鈷氧化合物工藝所用試劑價廉易得、合成成本低、合成產物電化學性能優良、工藝過程簡單, 可以用于工業生產。本發明實現了以濕化學方法直接合成鋰鈷氧化合物。
本發明涉及了一種新型鋰離子電池用非水電解液及鋰離子電池,包括基礎電解液和添加劑A,所述添加劑A為具有雙磺酸硫代酯結構的化合物,其添加量為電解液總質量的0.5~3%,基礎電解液包括電解質鋰鹽和非水有機溶劑。本發明所提供的鋰離子電池電解液添加劑,能在正負極表面發生氧化還原反應,形成界面保護膜,并且界面膜的有機成分含量比較低,界面膜上的聚合分子較小,使得界面膜具有良好的高溫穩定性,并且阻抗較低,可以同時改善電池循環和高低溫性能。
一種高壓鋰離子電池電解液,包括溶劑、鋰鹽、無機成膜添加劑;所述溶劑中包括占溶劑重量5?15%的(2,2,2?三氟乙基)乙酯。在本發明中(2,2,2?三氟乙基)乙酯的高穩定性可以防止電解液在陽極表面上被大量的氧化,從而保證電解液的高壓循環性能,同時保證電池的容量保持率。在本發明中氟鋯酸鋰的加入能夠對SEI膜的形成起到調控作用,使得SEI膜更加均勻,從而降低SEI膜的阻抗,進一步的提高電池的容量保持率。同時,氟鋯酸鋰能夠進一步的抑制電解液在高壓下的氧化分解。
本發明公開了一種以C/Ti4O7復合纖維無紡布為插層的鋰硫電池,包括硫正極、隔膜、電解液和鋰負極,在所述硫正極與所述隔膜間設置一層C/Ti4O7復合纖維無紡布。本發明的鋰硫電池以C/Ti4O7復合纖維無紡布作為功能化插層,該C/Ti4O7復合纖維無紡布在充放電過程中,對多硫化物進行物理、化學吸附,解決了現有技術中多孔碳紙對多硫化物單一的物理吸附,同時該C/Ti4O7復合纖維無紡布在鋰硫電池充放電過程亦可作為一個“二次集流體”,提高循環過程中活性物質的利用率。
本發明公開了一種4.45V以上鋰離子電池鈷酸鋰正極材料,包括鈷酸鋰基體(摻雜Mg、Ti、Al的鈷酸鋰)和包覆在基體表面的包覆層(摻雜元素M、N的鈷酸鋰)。本發明的制備方法:(1)將Li源、Co源、MgO、TiO2和Al2O3混合均勻,然后進行燒結,將燒結產物氣流粉碎,得到基體鈷酸鋰;(2)將基體鈷酸鋰、含摻雜金屬元素M、N的CoCO3、Li源混合均勻,進行二次恒溫燒結,過篩,即得到鈷酸鋰正極材料。本發明的鈷酸鋰正極材料組裝成全電池,在25℃條件下測試,4.5V的首次放電容量不低于191mAh/g,效率不低于92.0%;在45℃條件下測試,4.48V下循環500周的容量保持率不低于80.0%,4.5V下循環350周的容量保持率不低于80.0%。
本發明屬于鋰金屬電池負極材料領域。具體公開了一種類紅毛丹殼狀3D親鋰復合集流體,包括3D多孔金屬集流體以及原位復合在3D多孔金屬集流體表面的類紅毛丹殼狀親鋰性金屬磷化物層。本發明還公開了所述的3D親鋰復合集流體應用于鋰金屬復合電極的制備。得益于該親鋰復合集流體豐富的比表面、良好的導電性和優異的親鋰性,有效地降低了局部電流密度,極大地減小了極化電壓和鋰沉積的形核過電位,實現了鋰金屬在大電流密度下持續均勻沉積/溶解,有效抑制了鋰枝晶的生長,明顯提高了鋰金屬電池的循環壽命。
多孔球形鋰離子電池正極材料焦磷酸釩鋰的制備方法,包括以下步驟:(1)將鋰源、釩源、磷源、還原劑溶于水,得混合溶液;(2)將混合溶液加入高壓反應釜,加壓、加熱反應,得到球形焦磷酸釩鋰溶膠;(3)將所得球形焦磷酸釩鋰溶膠冷凍干燥,得到多孔球形焦磷酸釩鋰前驅體;(4)將所得多孔球形焦磷酸釩鋰前驅體進行燒結,得到多孔球形焦磷酸釩鋰正極材料。本發明方法通過高壓反應釜的高溫高壓制備得到微球溶膠,通過冷凍干燥過程中水分的氣化在微球上生孔。所制備的材料具有多孔球形的微觀形貌,多孔球形有利于電解液對材料的浸潤和鋰離子的脫嵌,該多孔球形鋰離子電池正極材料焦磷酸釩鋰表現出優異的電化學性能。
本發明提供了一種耐低溫鋰離子電池電解液和一種鋰離子電池,屬于鋰離子電池技術領域。本發明提供的耐低溫鋰離子電池電解液,包括電解質、有機溶劑和添加劑;所述電解質包括LiPF6、LiBF3Cl和LiBF4,所述LiPF6、LiBF3Cl和LiBF4的摩爾比為1∶0.2~0.5∶0.2~0.5;所述有機溶劑包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯。本發明提供的上述電解液具有較高的低溫電導率,其低溫比電容量與常溫比電容量非常接近,且循環性能優異。
液相法回收廢舊鋰電池正極材料中的鋰和過渡元素的方法,包括如下步驟:(1)將廢舊鋰電池進行放電處理,拆解后置于負壓環境中進行干燥,獲得除去電解液的干燥正極片;(2)將干燥正極片置于低共熔溶劑中,高溫環境下對正極片中的活性物質進行溶解,得到反應液;(3)將步驟(2)所得反應液進行過濾,洗滌,所得濾餅烘干,得到集流體、粘結劑和導電劑;在所得濾液中加入還原劑后調節所得濾液為堿性,將濾液中的金屬離子進行還原和沉淀;(4)將步驟(3)中經過還原反應后的含沉淀的濾液進行過濾,所得濾餅烘干,得到過渡元素,所得濾液通過萃取,沉淀和離子交換等方式,得到鋰元素。本發明選擇性高,浸出率高,操作簡單,成本低,能耗低,安全環保。
本發明屬于鋰離子電池技術領域,具體涉及一種鋰離子電池隔膜及其應用,該隔膜包括正極絕緣層、負極絕緣層、以及設置在正極絕緣層和負極絕緣層之間的多孔導電層,多孔導電層為石墨烯層、碳纖維層、碳納米管層和導電碳層中的至少一種。相比于現有技術,一方面,本發明多孔導電層使用的碳材料柔韌度高,可以增加隔膜的柔韌度和穩定性能;而且碳材料本身具有豐富的微孔,有利于鋰離子的傳輸,同時由于導電碳材料在正負極都有使用,所以其與電池內部體系的相容性更佳,使其能夠穩定存在而不影響電池的安全性能;另一方面,設置的多孔導電層具有傳統隔膜不具有的監測電池內部參數的功能,這種功能可以盡量避免因鋰離子電池內部短路造成的安全問題。
本發明公開了一種尖晶石結構鎳錳酸鋰鋰離子電池的電解液及制備方法,所述電解液包括:有機溶劑30?60質量份、鋰鹽5?15質量份、離子液體15?30質量份以及添加劑5?10質量份;應用本發明實施例提供的電解液制備的鋰離子電池,在1C倍率下循環3000次后的容量保持率達到90.33%;在2C倍率下循環1500次后的容量保持率達到88.5%;在3C倍率下循環800次后的容量保持率達到85.0%??梢?,本發明提供的電解液在高電壓、不同倍率下充放電多次后,仍能顯示出良好的循環性能。
一種測定鋰礦石中鋰、鈉、鉀、銣、銫的方法,包括以下步驟:(1)樣品前處理;(2)標準系列工作溶液;(3)銣、銫單元素標準儲備溶液;(4)外標法測定鋰鈉鉀;(5)標準加入法測定銣銫。本發明采用微波消解對鋰礦石進行前處理,用標準曲線法測定鋰鈉鉀含量,低含量的銣銫采用標準加入的手段,可消除基底干擾的影響,其操作簡單,靈敏度高,重現性好,實現對鋰礦石中多種組分快速、準確地測定,具有較高的推廣應用價值。
本發明提出了一種鋰硫電池電解液及其應用以及一種鋰硫電池,屬于鋰硫電池技術領域。具體來說,所述的鋰硫電池電解液,包含咪唑啉酮環結構的添加劑。本發明通過在電解液中加入所述結構的添加劑,降低鋰硫電池充放電過程中極化效應,提高多硫化物的轉換效率,促進短鏈多硫化物的溶解,最終明顯提高鋰硫電池的容量及循環穩定性。
本發明公開了一種全氟磺酰羧酸鋰聚合物電解質的制備方法,先將甲胺基甲酰氯與全氟磺酰氟樹脂在溶劑存在下、并于惰性氣氛和一定溫度下攪拌回流反應,制備得到側鏈含磺酰甲酰氯基團的全氟磺酰甲酰氯樹脂聚合物;再將全氟磺酰甲酰氯樹脂聚合物水解,得到側鏈含磺酰羧酸基團的聚合物;然后進行鋰離子交換反應得到聚合物沉淀;將聚合物沉淀進行抽濾洗滌、溶解、濃縮后得到全氟磺酰羧酸鋰聚合物電解質溶液。將制得的全氟磺酰羧酸鋰聚合物電解質膜與鋰負極、正極極片、有機電解液等進行組裝,可制備得到本發明的鋰硫二次電池。本發明的聚合物電解質可阻擋陰離子及有機分子透過,具有較高的離子電導率和電化學穩定性,組裝后的電池產品循環壽命更長。
本發明提供了一種廢舊鋰離子電池的鋰回收工藝,首先將廢舊鋰離子電池進行破碎并分選得到正負極活性物質粉和隔膜,之后將分選得到的正負極活性物質粉和隔膜以一定的質量比置于溫度為600~650℃的焙燒爐中焙燒一定時間,接著將焙燒產物使用草酸溶液浸出,過濾得到鎳鈷錳渣和草酸鋰溶液,最后往草酸鋰溶液中加入氫氧化鈣進行反應,過濾得到氫氧化鋰溶液和草酸鈣,將得到的草酸鈣加入硫酸中進行酸化處理,過濾得到草酸溶液。本發明方法,工藝簡單、新穎,回收得到的氫氧化鋰溶液純度高,回收率高。
本發明公開了一種鋰離子電池負極片及其處理方法和一種鋰離子電池,本發明鋰離子電池負極片的處理方法為將鋰離子電池負極片在卷繞前進行預處理,使鋰離子電池負極片表面預先生成一層SEI膜,同時提供了根據該處理方法制備得到的鋰離子電池負極片,并提供了包含該鋰離子電池負極片的鋰離子電池。本發明通過先在負極片上形成一層SEI膜,然后再與正極片進行組裝成電池,避免了傳統方式中先組成電池再通過預充形成SEI膜從而造成的可逆容量損失,減少了材料的浪費,節約了高純度鋰的消耗,降低電池成本,并且減少電池首次充電容量損失,從而提高電池容量。
本發明涉及一種從含磷酸鋰廢渣中制取氫氧化鋰和其他磷酸鹽的方法;屬于資源循環利用技術領域。本發明的目的是要提出一種從含磷酸鋰廢渣中制取氫氧化鋰和其他磷酸鹽的方法,重點是采用酸性溶液將磷酸鋰渣浸出后,將浸出液放入一個三池電解槽進行電解,使磷酸鋰溶液中的磷酸根和鋰離子有效分離并轉化為氫氧化鋰和其他金屬磷酸鹽,從而達到含磷酸鋰廢渣高效增值利用的目的。 1
本發明提供了一種改善錳酸鋰動力電池高溫性能的電解液及錳酸鋰動力電池,該電解液包括75wt%-88wt%的非水有機溶劑、10wt%-17wt%的鋰鹽、0.5wt%~6wt%的成膜添加劑、0.5wt%~5wt%的高溫添加劑、0.5wt%~3wt%的表面活性劑以及0.001wt%~1wt%的穩定劑;該電解液通過控制非水有機溶劑比例,LiPF6與新型鋰鹽組合的應用,并加入具有協同效應的成膜添加劑、高溫添加劑、表面活性劑和穩定劑,抑制尖晶石LiMn2O4在高溫下的容量衰減。使用該電解液的錳酸鋰動力電池的高溫循環性能得到顯著提升。
本發明屬于電化學鋰提取領域,特別涉及了一種利用脈沖電壓高效從黏土型鋰礦中提取鋰的方法,包括如下步驟:步驟1,在黏土型鋰礦兩側設立陽極區和陰極區,向所述陽極區插入陽極,向所述陰極區插入陰極;向所述陽極附近加入插層劑;步驟2,在所述陽極和所述陰極施加脈沖電壓,利用所形成的外電場驅動黏土型鋰礦的層間域中的鋰離子沿電場方向遷移而逐步脫離礦物顆粒、進入并富集于陰極區。本發明的有益效果在于無須焙燒等前置處理,也無需強酸及高溫高壓環境即可直接提取鋰,節能環保、操作簡單、綠色清潔。
鋰離子電池正極材料用錳酸鋰前驅體的干燥方法與設備,所述干燥方法是,利用反應器自身的壓力和外界提供的壓力為0.1-2.0MPa的高壓氣體,將反應器中在高溫高壓下合成的錳酸鋰前驅體產物料漿送入噴霧干燥器中,在90-400℃熱風作用下進行干燥,獲得錳酸鋰前驅體粉末。本發明還包括相應設備。本發明具有如下特點:(1)便于實現錳酸鋰前驅體的反應合成、液固分離和干燥三個過程一體化,工藝流程簡單;(2)省去了常規噴霧干燥器所需料漿輸送用的增壓泵;(3)省去了常規制備方法中的液固分離設備;(4)有效降低了干燥過程所需能耗;(5)所得錳酸鋰前驅體粉末的粒度可控,分布均勻,形貌規整;(6)干燥過程環境友好。
本實用新型提供一種鋰離子電池電芯,包括正極、負極、隔膜、以及鋰帶,所述正極、所述負極、所述隔膜、以及所述鋰帶按照“隔膜/鋰帶/負極/鋰帶/隔膜/正極”的順序依次層疊在一起。該鋰離子電池電芯通過對負極進行補鋰,能夠有效提升負極的首次庫倫效率,同時提升電芯的循環性能。除此之外,本實用新型還提供一種包含該鋰離子電池電芯的鋰離子電池,同樣具有上述技術效果。
一種鋰離子負極材料FeVO4/C的制備方法,包括以下步驟:(1)將釩源、鐵源按釩原子、鐵原子摩爾比為1 : 1的比例稱取釩源、鐵源,分別配置成溶液,然后滴加到反應容器中,控制反應容器中的攪拌速度,調節pH值1~7,再加入有機碳源,攪拌1~12h后,過濾、洗滌、烘干,再將所得產物在非氧化性氣氛下熱處理,得到固體樣品;(2)研磨成粉末,轉移至雙氧水或者臭氧溶液中浸泡,然后移至真空烘箱中干燥;(3)將步驟(2)所得樣品于100~400℃熱處理1~12h,即成。本發明所制得鋰離子負極材料FeVO4/C微觀形貌為納米顆粒,表面原位包覆碳優化其電導率,其中0.1C放電比容量達1387.9mAh/g。
一種由廢舊鋰離子電池正極材料制備電池級碳酸鋰的方法,包括以下步驟:步驟一、將廢舊鋰離子電池正極材料粉末在氫氣氣氛下加熱至800~1100℃并反應0.5~1h;步驟二、將步驟一所得產物按照固液比為1?6加入水浸出,然后過濾得到氫氧化鋰溶液和含有鎳、鈷、錳的濾渣;步驟三、向氫氧化鋰溶液通入二氧化碳,開始有沉淀產生,繼續通入二氧化碳,當沉淀完全溶解后停止通入二氧化碳,將溶液再次過濾,將所得濾液在攪拌條件下加熱到90~100℃,使得濾液中的碳酸氫鋰完全分解沉淀成碳酸鋰;步驟四、將濾液烘干后即得電池級碳酸鋰。通過本發明的方可直接制備得到電池級碳酸鋰,鋰元素的浸出率很高,可達到94%以上,不僅可取得良好的經濟效益,而且保護了環境。
一種磷酸鐵鋰鋰離子電池,包括正極、負極、隔膜、電解液與電池外殼。本發明采用磷酸鐵鋰作為主要正極活性物質,在正極物料預處理或配料過程中加入相對正極活性物質的含量為1%-75%的過渡金屬嵌鋰氧化物和占正極粉料0-8%的碳納米管。經配料、涂布、干燥、軋膜、分切制作成鋰離子電池正極片,然后與負極片、隔膜、電解液、電池外殼組裝,經充放電活化后得到磷酸鐵鋰鋰離子電池。本發明提高磷酸鐵鋰正極的導電性,從而改善了鋰離子電池大電流放電能力,降低了磷酸鐵鋰正極中粘結劑用量,提高正極壓實密度。
本發明公開了鋰離子電池用單晶鋰錳氧化物及其制備方法。其單晶鋰錳氧化物是化學式為Li(Mn2-x-y-zLixM1yM2z)O4的Li、M1、M2的至少三種元素摻雜的純尖晶石型;其比表面積為0.2~0.6m2/g;振實密度為1.5~2.5g/cm3之間;式中的M1與M2為Fe、Co、Al、Ca、Mg、Ti、Cr、Ni、Y中的任意一種元素組成;式中的0.05≤x≤0.15,0.01≤y≤0.1,0.01≤z≤0.1)。本發明可消除高溫燒結過程中帶來的氧缺陷;其單晶顆粒,比表面積低,可較好抑制Mn的溶解;其倍率性能優異,10C/1C比率可達到95%以上,常溫循環性能和高溫循環性能優異,可滿足動力用甚至電動汽車使用的需求;其使用壽命至少5年以上??捎糜谑謾C、電動工具、電動摩托車、電動汽車等領域用的鋰離子電池上。?
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