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。
本發明提供一種納米金屬中空纖維氈集流體及其制備方法、鋰離子電池極片和鋰離子電池。納米金屬中空纖維氈集流體的制備方法:使用聚合物紡絲得到納米纖維氈模板,然后將所述納米纖維氈模板活化和敏化后進行鍍覆得到具有金屬膜的納米纖維氈;將所述具有金屬膜的納米纖維氈用溶劑浸泡得到所述納米金屬中空纖維氈集流體。納米金屬中空纖維氈集流體,使用所述的制備方法制得。鋰離子電池極片,使用所述的納米金屬中空纖維氈集流體制得。鋰離子電池,包括所述的鋰離子電池極片。本申請提供的納米金屬中空纖維氈集流體化學穩定性高,具有優異的電性能。
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。
本發明公開了一種鋰離子電池用中空球形富鋰正極材料的制備方法。包括如下步驟:(1)將金屬鹽和溶劑加入到攪拌釜中攪拌溶解,再將沉淀劑、鋰源化合物加入并攪拌混合均勻,轉入微波反應器;控制微波反應器在不同功率下進行反應,得到粒徑大小可控的中空前軀體化合物;(2)將中空前軀體化合物在高溫爐中固相反應得到中空球形鋰離子電池正極材料。本發明產率高,反應周期短,操作簡單高效;所得到的中空球形鋰離子電池正極材料粒徑<5μm,尺寸可控,空心結構完整。本發明的中空球形鋰離子電池正極材料具有高的放電比容量、優異的循環穩定性和良好的倍率性能,適合用于鋰離子儲能與動力電池領域應用,具有良好的應用前景。
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。
本發明公開了一種鋰離子電池電芯的含浸可實現規?;鳂I的柱形鋰離子電池電芯含浸方法,其特征是它包括裝料、注入電解液、含浸、封裝步驟;裝料時,鋰離子電池電芯有序或無序放置在含浸缸中,含浸時,采用對含浸缸交替循環施加抽真空與正壓或者對含浸缸內的電解液交替循環注入和抽出;本發明應用于鋰離子電池的生產,實現了鋰離子電池電芯含浸的規?;鳂I,特別是解決了大尺寸鋰離子電池電芯(電池的容量達到10Ah,直徑達到35㎜以上)的含浸問題;含浸裝置結構簡單,使用、操作方便;電解液可完全滲透入隔膜及正、負極主材涂覆層,從而獲得極佳的主材SEI膜,達到電池內阻、容值、循環壽命、倍率性能超高穩定性作用;同時,大大縮短了鋰離子電池電芯吸收電解液的時間。
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。
本發明公開了一種鋰離子電池中的磷酸鐵鋰復合正極材料及其制備方法,屬于鋰離子電池材料制備工藝技術領域。本發明的特點是在磷酸鐵鋰的制備過程中,摻入少量的納米線;摻入量為磷酸鐵鋰重量分數0.2-5wt%;納米線為金屬納米線或金屬氧化物納米線其中的一種或兩種。本發明方法是采用含鋰、含鐵、含磷的原料前驅體,經球磨、干燥、過篩、預燒、煅燒后,與納米線均勻混合,再通過退火制成納米線復合的磷酸鐵鋰復合正極材料,本發明的優點是,所制得的磷酸鐵鋰復合正極材料導電性能和其他電化學性能得到顯著提高,從而提高電池的可逆容量、倍率性能及循環壽命。
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。
本發明屬于鋰電池技術領域,尤其涉及一種鋰金屬電池負極的表面改性方法,包括以下步驟:先將鋰金屬負極浸泡在含有鋰鹽、醚類溶劑和氟化溶劑的混合溶液中,然后取出干燥,在所述鋰金屬負極表面形成一層含鋰氧化物和鋰氟化物的保護層,得到表面改性后的鋰金屬負極。通過對鋰金屬負極在鋰鹽溶液中浸泡的預處理,事先在鋰金屬負極表面形成一層致密的含鋰氧化物和鋰氟化物的無機物SEI膜保護層,起到鋰金屬負極表面修飾的作用,進而改善鋰金屬電池中鋰金屬負極與電解液的相容性和界面穩定性,抑制充放電過程中鋰枝晶的產生,從而提高鋰金屬電池的循環性能和安全性能。本發明還提供一種鋰金屬電池。
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。
本發明提供了一種尖晶石型錳酸鋰制備方法及由其制得的錳酸鋰和電池,其中該方法,包括以下步驟:按LiMn2-xMxO4∶AlPO4的質量比為1∶0.02~0.10的比例,稱取AlPO4并加入分散劑,球磨3~5小時;經過煅燒步驟A后,得到尖晶石型錳酸鋰;其中,LiMn2-xMxO4由摩爾比為1~1.20∶2∶0.02~0.10的鋰源化合物、錳氧化物、摻雜金屬M的化合物為原料制成而成。將按上述方法制得的尖晶石型錳酸鋰用于制備電池,該電池在55℃、0.5C倍率下50次循環電池容量為初次測試電容的98.1%,能有效防止電池循環使用中電容量衰減。
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。
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