本發明公開了一種從含鋰富錳渣中提取鋰和錳的方法,包括以下步驟:將含鋰富錳渣(廢舊鋰離子電池火法冶煉所得的一種產品)用硫酸溶液調漿后得到混合料漿;將混合料漿在不低于50℃的溫度下保溫;對保溫處理后的產物進行焙燒,控制焙燒溫度不低于150℃,焙燒時間不少于30min;對焙燒產物進行浸出,然后固液分離,得到含硫酸錳和硫酸鋰的溶液。本發明采用含鋰富錳渣的濃硫酸熟化浸出工藝處理廢舊鋰離子電池火法冶煉后的爐渣產物,具有鋰和錳浸出率高、浸出產物含水率低的優勢,并能降低產物焙燒處理能耗;同時獲得的硫酸錳?硫酸鋰溶液雜質含量低,使含鋰富錳渣中的鋰資源和錳資源都能得到更加經濟合理的利用,經濟與環境效益顯著。
本發明公開了一種利用螢石尾礦梯次回收碳酸鋰及氟化鋰的方法,包括如下步驟:步驟S1、收集螢石尾礦;步驟S2、一次球磨;步驟S3、磁選,分離得到磁性高的鐵鋰云母粉料,及磁性低的其他混合粉料;步驟S4、二次球磨,對磁選得到的所述其他混合粉料中加入硫酸鹽、蔗糖鈣溶液進行濕法球磨,得到混合漿料;步驟S5、濃硫酸焙燒,將所述混合漿料與濃硫酸一起焙燒;包括步驟S52、冷凝收集HF;步驟S6、一次過濾,對濃硫酸焙燒后的漿料過濾得到濾液;步驟S7、加水攪拌濾液;步驟S8、二次過濾,對所述步驟S7得到的混合溶液進行過濾得到氟化鋰沉淀。本申請依據郴州螢石尾礦中鐵鋰云母含量高及氟含量高的特點,梯次回收工藝,提高了鋰資源回收率,減少浪費。
本發明公開了一種鋰源活性材料、正極極片、鋰離子電容器及其制備方法,所述正極極片包括集流體、如上所述的鋰源活性材料、電容材料、導電劑、粘結劑組成,其中鋰源活性材料為優選Li5FeO4、Li6CoO4、Li6MnO4、Li5FexCo1?xO4材料中的一種或多種,電容材料為石墨烯、活性炭、多孔碳等納米材料中的一種或多種,鋰源活性材料、電容材料、導電劑、粘結劑相對應的重量百分比為:45%~5%、85%~60%、8%~1.0%、4%~1%。本發明具有安全、嵌鋰均勻、工藝設備要求低、可操作性強等優點,適用于批量生產。
本發明公開了鋰硫電池氟化物穩定層和制備方法及鋰硫電池,氟化物穩定層位于鋰硫電池正極和隔膜界面區域,氟化物包覆于正極表面或隔膜表面,或夾于正極與隔膜之間;所述的氟化物為氟化碳或具有電化學活性的金屬氟化物及其復合物。本發明提供的鋰硫電池氟化物穩定層是將上述氟化物刮涂或旋涂或沉積于正極或隔膜或碳網表面。本發明中的氟化物穩定層可以有效減緩充放電循環過程中正極表面裂紋的產生,增強正極的強度,同時減緩負極金屬鋰的腐蝕,提升鋰硫電池的壽命和安全性。
本發明公開了一種采用鈦酸鋰負極的鋰離子電池的制備方法。包括配制漿料,制作正極片、負極片,與隔膜組裝成疊片式軟包裝電池,干燥脫水,加注含離子液體的電解液,一次成膜活化,加注商用鋰離子電池電解液,二次成膜活化,高溫儲存,充放電,脫氣密封步驟得到鋰離子電池。本發明有利于在電極表面得到致密、穩定、性能優良的復合SEI膜,可以有效地防止鈦酸鋰負極鋰離子電池在充放電過程中的氣脹現象,開發的產品具有循環壽命長、快速充放電能力優異,安全性好的優點。
本發明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,本發明還提供一種包含該鋰離子電池電芯的鋰離子電池及其制備方法,同樣具有上述技術效果。
本發明屬于鋰吸附材料技術領域,具體公開了一種鋯酸鋰包覆錳系鋰離子篩,具有核?殼結構,其核的材料為H1.6Mn1.6O4;殼層的材料為Li2ZrO3。本發明還公開了所述的鋰離子篩的制備方法,將Li1.6Mn1.6O4分散在包含Zr源和鋰源的溶液中,隨后經脫除溶劑、焙燒得到Li2ZrO3鋰離子篩前驅體;Li2ZrO3鋰離子篩前驅體經酸浸脫Li處理后再經固液分離、洗滌、干燥,即得。本發明解決了錳系鋰離子篩耐酸腐蝕性能不佳,錳溶損大,結構不穩定,循環性能差,包覆層無吸附容量的問題。所得鋰離子篩產品鋰吸附容量高,結構穩定,使用壽命長,是鹽湖鹵水或海水高效提鋰吸附劑。本發明制備工藝簡單、清潔、制備過程中無副反應,產品性能好,適于工業化生產。
本申請提供一種內嵌型磷酸鐵錳鋰正極材料及其制備方法、鋰離子電池和涉電設備。內嵌型磷酸鐵錳鋰正極材料的制備方法,包括:將包括鋰源、鐵源、錳源、磷源、碳源、添加劑和溶劑在內的原料混合得到第一混合漿料;所述添加劑包括表面活性劑;將所述第一混合漿料磨制得到第二混合漿料;將所述第二混合漿料干燥得到前驅體;將所述前驅體在保護氣氛中煅燒得到所述內嵌型磷酸鐵錳鋰正極材料。內嵌型磷酸鐵錳鋰正極材料,使用所述的內嵌型磷酸鐵錳鋰正極材料的制備方法制得。鋰離子電池,其原料包括所述的內嵌型磷酸鐵錳鋰正極材料。涉電設備,包括所述的鋰離子電池。本申請提供的內嵌型磷酸鐵錳鋰正極材料,電化學性能優異。
由廢舊鋰離子正極材料制備電池級碳酸鋰的方法,包括以下步驟:將單質硫粉與廢舊鋰離子電池正極材料粉末按質量比為0.5:1~1.5:1的比例混合均勻,然后加熱至900~1100℃;按照固液比為1~6加入水,于40?60℃溫度下攪拌均勻,過濾得到硫酸鋰溶液和濾渣;調節濾液pH為10~12,使得溶液中的重金屬離子反應生成沉淀,過濾將其除去,然后加入氫氧化鈉進行苛化,苛化后的混合溶液冷凍結晶析出十水硫酸鈉晶體,經過離心分離得到氫氧化鋰溶液;將氫氧化鋰溶液濃縮冷卻結晶析出單水氫氧化鋰,所得單水氫氧化鋰經多次重結晶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,不僅可取得良好的經濟效益,而且保護了環境。
本發明提供了一種高硫負載鋰硫電池正極的制備方法,包括以下步驟:將碳材料和硫加入水中,混合均勻得到碳硫混合漿液;將碳硫混合漿液加入砂磨機中進行納米球磨,再進行干燥并粉碎,然后加熱熔融,得到碳硫復合正極材料;將導電劑、粘合劑及碳硫復合正極材料加入水中,混合均勻后制得鋰硫電池正極漿料前驅體,然后將正極漿料前驅體加入砂磨機中進行納米球磨,得到鋰硫電池正極漿料;將鋰硫電池正極漿料均勻涂覆在鋁箔上,經烘干后得到高硫負載鋰硫電池正極。該方法原料成本低,工藝簡單,過程可控,有利于制得硫負載量高的鋰硫電池正極。本發明還相應提供由該方法制得的鋰硫電池正極,以及由該正極組裝得到的鋰硫電池。
本發明具體涉及一種磷酸釩鋰/膨脹微晶石墨復合材料在鋰離子電容器中的應用,將制備的磷酸釩鋰/膨脹微晶石墨復合材料制成電極片作為正極,采用活性炭和石墨混合制成電極片作為負極,正負極片之間夾以聚丙烯隔膜,組裝成鋰離子電容器,正負極片之間注入濃度為1mol/L的硝酸鋰水溶液為電解液。本發明制備的鋰離子電容器使用了磷酸釩鋰/膨脹微晶石墨復合材料制成電極片作為正極,磷酸釩鋰/膨脹微晶石墨復合材料采用廉價易得的膨脹微晶石墨替代石墨烯為原料,得到的復合材料具有優異的電化學性能,在保持充放電比容量不降的情況下,具有更好的循環穩定性,經濟效益高,適合工業化應用。
本發明具體涉及使用磷酸鐵鋰/膨脹微晶石墨/碳復合材料的鋰離子電容器的制備方法,將制備的磷酸鐵鋰/膨脹微晶石墨/碳復合材料制成電極片作為正極,采用活性炭和石墨混合制成電極片作為負極,正負極片之間夾以聚丙烯隔膜,組裝成鋰離子電容器,正負極片之間注入濃度為1mol/L的硝酸鋰水溶液為電解液。本發明制備的鋰離子電容器使用了磷酸鐵鋰/膨脹微晶石墨/碳復合材料制成電極片作為正極,磷酸鐵鋰/膨脹微晶石墨/碳復合材料采用廉價易得的膨脹微晶石墨替代石墨烯為原料,得到的復合材料具有優異的電化學性能,在保持充放電比容量不降的情況下,具有更好的循環穩定性,經濟效益高,適合工業化應用。
本發明涉及一種鋰電池正極材料及其制備方法、鋰電池及其正極片,該鋰電池正極材料包括鋰活性材料,鋰活性材料的外表面包覆有復合導電層,復合導電層由導電高分子膠與導電碳按質量比1:(0.8~1.2)復合而成。該復合導電層可作為保護層,提高正極材料的界面穩定性,抑制正極材料被電解液腐蝕,防止與電解液發生的副反應產物在正極表面積堆積,防止副反應產物在正極表面積聚成膜,避免電極和電解液界面間鋰擴散和電荷轉移速率的下降,同時復合導電層能夠形成優異的導電網絡和導電節點,導電性能優異,降低電極材料中鋰離子的傳遞阻力,提高鋰離子電池的低溫性能。
本發明公開了一種從廢鋰離子電池材料中回收鈷和鋰的方法。該方法主要包括廢鋰離子電池材料的放電,高溫焙燒,用硫酸和硫代硫酸鈉在超聲波條件下浸出,硫化鈉沉淀除雜,用Cyanex272作為萃取劑萃取鈷,再鹽酸反萃取鈷,含鋰萃余液通入CO2氣體沉淀得到碳酸鋰。采用本發明的方法,工藝簡單、鈷和鋰回收率高,廢鋰離子電池材料中的鈷和鋰回收率均在98.5%以上。
本發明公開了一種鋰離子電池負極析鋰的恢復方法,包括以下步驟:控制鋰離子電池放電至預設容量保持率;對所述鋰離子電池兩側施加預設夾具力,得到第一處理后電池;將所述第一預處理后電池在預設溫度靜置預設時間,得到第二處理后電池。本發明旨在將鋰電池負極析出的鋰單質進行逆向恢復。
本發明公開了一種用于鋰離子電池或鋰硫電池的納米結構準固體電解質及其制備方法和應用,納米結構準固體電解質是由無機有機雜化框架材料吸附離子導電劑形成的宏觀固態電解質材料;其制備方法是在保護氣氛下將無機有機雜化框架材料浸泡在離子導電劑中充分混合,然后將多余溶劑揮發;制得的納米結構準固體電解質具有較高的鋰離子電導率,可以同時取代傳統鋰離子電池中的有機電解液和隔膜,能有效避免有機電解液漏液引發的安全問題;該電解質組裝的鋰電池能使用金屬鋰片作為負極。
一種鋰硫電池復合正極,由隔膜層、多孔碳層和碳硫復合物層復合而成,多孔碳層設置于隔膜層的一側,碳硫復合物層設置于多孔碳層上;其制備方法包括以下步驟:將多孔碳、導電劑和粘合劑加入到有機溶劑中制成漿料,將漿料涂布在隔膜的一側,隔膜層的一個表面上形成有多孔碳層的復合物;將碳硫復合物、導電劑和粘合劑加入到有機溶劑中制成漿料,然后將漿料涂布在復合物中的多孔碳層上,得鋰硫電池復合正極。本發明的鋰硫電池包括前述的鋰硫電池復合正極、負極和電解液,該鋰硫電池可減少界面電阻,增大離子電導和電子電導,有效提高鋰硫電池的能量密度、循環性能和倍率性能。
本發明提供了一種利用含鋰廢液生產氯化鋰的方法,將烷基鋰生產過程中產生含鋰廢液經油水相分離,水相中和過濾除雜,再經噴霧干燥直接得到氯化鋰晶體,其純度可達到98%,可直接用于金屬鋰的生產。
一種制備鋰/銅/鋰箔材的深冷制備方法,采用寬度相同的銅箔和鋰箔為原料,將銅箔和鋰箔分別放置到原料卷曲機組上,采用氬氣對鋰箔進行保護,對銅箔的上下表面進行清理,清除表面氧化物,銅箔、鋰箔通過傳導輥進入溫度范圍為?60℃~?20℃的深冷箱完全疊合得到鋰/銅/鋰復合箔材,對鋰/銅/鋰復合箔材進行連續深冷處理,冷卻至?40℃~?20℃,使軋輥變形區溫度控制在?40℃~?20℃,利用深冷軋機機組對深冷處理的鋰/銅/鋰復合箔材進行深冷軋制,經過深冷軋制后,軋制產品壓下量達到30%~50%;本發明將鋰金屬層從室溫降低到?40℃~?20℃,使鋰金屬的變形抗力大幅提高,進而大幅提高鋰/銅/鋰復合箔材軋制過程中鋰層與銅層的變形協調性,避免鋰層與軋輥粘結。
本發明公開了一種多層復合包覆鈷酸鋰及制備方法、鋰電池。該多層復合包覆鈷酸鋰包括鈷酸鋰和由內至外依次包覆在鈷酸鋰表面上的磷酸鋁層、鋁?過渡金屬?氧固溶體層和過渡金屬鋰氧化物層,過渡金屬包括Fe、Co、Ni、Ti、Mn中的一種或幾種。一方面,多層包覆能彌補單層包覆材料表面均勻性差的不足,從而顯著提高材料的高電壓下的循環性能。另一方面,外層包覆的AlPO4層能有效緩解材料在高電壓充放電下的熱效應,過渡金屬鋰氧化物層與鋁?過渡金屬?氧固溶體層能有效抑制高電壓狀態下的鈷溶出,改善材料的高電壓循環性能。在上述兩方面的作用下,多層復合包覆鈷酸鋰在高電壓下的循環性能和熱穩定性得到大幅改善。
一種從含鋰鹽湖鹵水中提取鋰鹽的生產工藝,其包括以下步驟:(1)鹵水鹽田灘曬,濃縮,直至結晶出含鋰鹽(或鋰的復鹽)和鎂鹽的混合鹽,或者鋰鹽(或鋰的復鹽)和鎂鹽、鈉鹽三者的混合鹽;(2)磨礦,將混合鹽磨成≤100目的粉狀;(3)浮選,浮選在飽和母液中在常溫常壓下進行,浮選藥劑為4~8個碳原子且帶有甲基基團的烷烴衍生物如醇或醛,浮選工藝采用一次粗選,至少二次精選,一次掃選,浮選藥劑用量與時間為:粗選藥劑用量80-300克/噸原礦,浮選時間5-7分鐘,掃選加藥量45-65克/噸原礦,浮選時間5-7分鐘,精選不加藥,每次精選時間為2-4分鐘,將鋰鹽與鎂鹽、鈉鹽進行分離,獲得鋰鹽粗產品。本發明流程短,能耗低,操作簡單,適合于各種含鋰鹵水中鋰鹽的提取,特別適合高鎂鋰比鹵水中鋰的提取。
本發明提供了一種熱電池用改性鋰硼合金復合負極材料及其制備方法,其由Li7B6相、鋰鎂固溶體相和離子導電劑相組成,其中離子導電劑相占改性鋰硼合金復合負極材料的1?15wt%;該改性鋰硼合金在其內部預先添加了離子導電劑,而所述離子導電劑與熱電池配套使用的電解質中的導電成分一致。作為熱電池用負極材料時,熱電池低溫大電流放電初期電解質與游離鋰的浸潤性好,可提升電極反應速率,改善電壓凹峰。該方法采用雙液態方式混合,可以將離子導電劑均勻的分散于固體鋰硼合金內部,制備工藝簡單,解決了離子導電劑和鋰硼合金后期無法采用機械方法混合的問題。
為克服現有鋰離子電池負極組合物存在分散性不足,影響鋰離子電池電性能的問題,本發明提供了一種鋰離子電池負極組合物,包括可脫嵌鋰的活性材料、第一增稠劑、第二增稠劑和粘合劑;所述第一增稠劑為非離子纖維素類聚合物,所述第一增稠劑的重均分子量為0.1~30萬;所述第二增稠劑為羧甲基纖維素鈉或羧甲基纖維素銨,所述第二增稠劑的重均分子量為30~200萬,取代度為0.6~1.5。同時,本發明還公開了一種鋰離子電池負極及其制備方法和包含所述負極的鋰離子電池。本發明改善了負極活性材料在漿料的分散效果,進而提高了鋰離子電池相關的電性能。
本申請公開了一種鋰金屬負極的制備方法,包括如下步驟:步驟一:將聚合物加入溶劑中,使聚合物充分溶解,形成聚合物溶液;步驟二:將過渡金屬鹽加入聚合物溶液中,使過渡金屬鹽均勻分散并進行超聲,得到均勻分散的混合溶液;步驟三:將混合溶液均勻涂覆于鋰片表面,烘干,在鋰片表面形成保護層,對鋰片進行沖片得到鋰金屬負極。本發明通過保護層中均勻分散的過渡金屬離子可以在鋰金屬表面形成成核位點及富含LiF的SEI膜,加速鋰離子遷移,減少鋰金屬表面局部電流密度不均勻的程度,誘導鋰沉積,改善了鋰金屬負極的鋰溶出/鋰沉積能力,同時保護層具有較強的機械強度和較高的離子傳輸速率,支持在更高的充放電倍率下以及低溫條件下進行長循環。
本發明屬于鋰離子電池材料領域,具體公開了一種含摻Co高鐵酸鋰的補鋰正極材料,其包含正極活性材料和補鋰添加劑;所述的補鋰添加劑為摻Co高鐵酸鋰、或者為摻Co高鐵酸鋰與碳材料形成的復合補鋰材料;所述的摻Co高鐵酸鋰的化學式為Li5Fe1?xCoxO4;其中,x為0.05~0.1。本發明還提供了所述補鋰添加劑的制備方法,將化學計量比的鐵源、鈷源、鋰源分散在溶解有檸檬酸的溶液中,攪拌反應得凝膠,隨后經干燥、球磨得前驅體;將前驅體在保護氣氛、600~900℃下燒結得到。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。
一種鋰離子導體包覆納米LiMnPO4/C正極材料的改性方法,以解決磷酸錳鋰正極材料倍率性能差,循環性能不好的問題。一種鋰離子導體包覆納米LiMnPO4/C正極材料的改性方法,其特征在于,包括以下步驟:(1)溶劑熱碳化制備表面羥基化的正極材料LiMnPO4/C;(2)控制形成氧化物前驅體包覆層,完成核殼結構LiMnPO4/C@MOP(金屬氧化物前驅體)的組裝;(3)一步煅燒法制備鋰離子導體改性的復合正極材料LiMnPO4@Li2TiO3/C或LiMnPO4@V2O5/C。本發明工藝簡單,制得的鋰離子導體改性的LiMnPO4/C復合正極材料用于鋰離子電池,循環穩定性好,充放電容量高,高倍率性能優異。
本發明公開了一種鋰離子電池電解液及其鋰離子電池,所述鋰離子電池電解液,包括鋰鹽、添加劑和非水有機溶劑,以鋰離子電池電解液的總重量份計算,所述添加劑包括四乙烯基硅烷0.01~0.05份;磷酸乙烯三氟乙酯0.01~0.05份;磺酸吡唑化合物0.01~0.1份。本發明采用特定的四乙烯基硅烷、磷酸乙烯三氟乙酯和磺酸吡唑化合物組成的添加劑,在含量能夠控制到1%以下的情況下還具有耐高溫性能和耐高溫存儲性能。避免了因為添加劑的含量過多導致的其他電化學性能下降的缺陷。所述電解液可以用于鋰離子電池中。
本發明公開了一種用于制備鋰離子電池負極的SiOC陶瓷材料及其制備方法和由該陶瓷材料制成的鋰離子電池。該SiOC陶瓷材料包括摩爾比為1∶α∶β的硅元素、氧元素和碳元素,α為0.4~2.0,β為0.4~5.0,且α+β為0.8~7.0;其制備方法包括步驟:準備如下式的有機硅聚合物:a(R1R2SiO)x(R3R4SiO2)y(R5R6SiO3)zb其中,a和b為封端官能團,R1、R2、R3、R4、R5及R6為官能團,其中至少有一個官能團為氫基或烯基,x為0.3~1,y為0~0.7,z為0~0.5,且x+y+z=1;并準備含有能與硅氫基、硅羥基或烯基反應的活性基團的有機小分子化合物;將有機硅聚合物和有機小分子化合物混合并交聯固化制成共聚物,再進行高溫裂解即得。本發明的鋰離子電池具有較高容量、較好的循環性能和較高的可逆容量。
本發明屬于鋰離子技術領域,尤其涉及一種摻硅補鋰負極片及其制備方法以及鋰離子電池,從上至下依次包括第一摻硅涂層、第一負極集流體、補鋰層、第二負極集流體和第二摻硅涂層。本發明的摻硅補鋰負極片兩外側設置有第一摻硅涂層和第二摻硅涂層,內側設置有補鋰層,具有高的克容量、首次效率、循環穩定性以及安全性。
本發明揭示了一種鋰離子電池隔膜漿料及其制備方法、鋰離子電池隔膜,其中,一種鋰離子電池隔膜漿料包括以下重量分的組分:聚有機硅倍半氧烷微球(PSQ微球):2~20份,無機物顆粒:30~45份,丙烯酸酯粘結劑:4~10份,羧甲基纖維素鈉:10~12份,聚氨酯類分散劑:0.01~0.20份,聚醚改性聚硅氧烷類助劑:0.01~0.20份,去離子水:30~45份;鋰離子電池隔膜漿料的固含量為37~42wt%。本申請通過采用超細PSQ微球與無機物顆粒構建電池基膜的復合涂層,使得漿料具有優良的分散性,且漿料涂覆后的復合隔膜摩擦系數小,涂層表面光滑,有利于隔膜在鋰離子電池卷繞裝配過程中的卷芯與卷針分離,減少隔膜打皺、撕裂、邊緣不齊等抽芯不良問題,降低鋰離子電池發生內短路安全隱患的概率。
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