一種鋰離子電池正極材料的濕化學合成方法,屬 功能材料及濕化學領域。本發明將錳化合物加入含鋰化合物的 水溶液中,通過錳化合物與鋰化合物之間的化學反應一步直接 合成結晶態尖晶石型鋰錳氧化物。本發明實現了Li、Mn、O 及摻雜元素在原子級水平的均勻混合,所得產物的嵌鋰量可通 過鋰化合物濃度和用量等工藝參數的調整進行精確控制,且化 學成分和物相成分均勻,粒度及形貌易于控制,電化學性能優良;所用原料為MnO2及LiOH等常見無機化合物,且不需外加專門的氧化劑,因此合成成本低;流程簡單,操作簡便,易于實現工業化。
本發明公開了一種制備碳氮共包覆鈦酸鋰負極材料的制備方法。具體步驟如下:1)將碳酸鋰、二氧化鈦和三聚氰胺甲醛樹脂在丙酮中球磨6h,混合均勻后轉移到100℃的真空干燥箱中烘干,得到鈦酸鋰/碳氮復合前驅體;2)將鈦酸鋰/碳氮復合前驅體在氬氣中于750℃下焙燒8h得碳氮共包覆鈦酸鋰負極材料。本發明工藝簡單、安全、成本低廉,所得碳氮共包覆鈦酸鋰負極材料顆粒細小、分布均勻,且具有較好的電化學性能。
本發明公開了一種具有良好散熱效果的鋰離子電池,具體涉及鋰離子電池技術領域,包括頂部端板和底部端板以及設置在頂部端板和底部端板之間的多個鋰離子電池單元,所述鋰離子電池單元由上組裝板、下組裝板以及若干個電池模組構成;所述頂部端板的頂部安裝有散熱機組,且散熱機組依次從多個所述鋰離子電池單元的內部中心處穿過,所述散熱機組包括安裝在頂部端板上表面上的散熱風機,且散熱風機的出風端設有引風罩。本發明在鋰離子電池的內部垂直貫穿有散熱機組,使得鋰離子電池模組的內部具有較好的散熱結構,及時帶走電池模組工作產生的熱量,不會造成局部過熱,保證鋰離子電池的正常使用。
本發明公開了一種鈮酸鋰包覆的高鎳三元正極材料及制備方法、電池與應用。該鈮酸鋰包覆的高鎳三元正極材料的制備方法如下:將有機酸、鈮源和鋰源加入含有高鎳三元正極材料的分散液中,攪拌蒸發溶劑后,煅燒,得到鈮酸鋰包覆的高鎳三元正極材料;其中,所述有機酸至少含有兩個羧基;所述分散液中的溶劑為水和多元醇;所述鈮酸鋰包覆的高鎳三元正極材料中,鈮酸鋰的質量占比為0.5%~2%。該制備方法通過控制金屬鹽的投料量可以定制化鈮酸鋰包覆層厚度,適用于不同性能需求的高鎳三元正極材料產品;采用液相包覆結合高溫煅燒的策略,工藝簡單、能耗低,能夠實現高性能鋰離子電池正極材料的宏量化制備。
本發明公開了一種鈮酸鋰薄膜刻蝕方法,一種鈮酸鋰薄膜刻蝕方法,一種鈮酸鋰薄膜刻蝕方法,包括硅襯底層、二氧化硅下包層、鈮酸鋰芯層、第一鉻金屬阻擋層;針對現有的干法刻蝕重新對氟基氣體和氬離子刻蝕環節進行優化,以氟基氣體為主的化學物理作用側重于提高刻蝕效率和增加刻蝕深度,以氬離子為主的物理作用側重于去除前一種刻蝕方法中生成的氟化鋰固體沉積物,兩者相互結合以實現鈮酸鋰薄膜的高效和高質量刻蝕。尤其是對于大膜厚的鈮酸鋰薄膜,在上述刻蝕方法的作用下,也可以起到明顯的作用和效果。因此本發明的刻蝕方法適用于所有膜厚的鈮酸鋰薄膜,具有工藝方案改造成本低、兼容性高、可靠性好及實施便捷等優點。
本發明公開了一種基于還原鈉化焙燒物相轉化的廢鋰離子電池粉末選擇性提取有價金屬方法,包括如下步驟:將廢鋰離子電池粉末與硫酸鈉按照預定摩爾配比混合并球磨預定時間,得到混合料;將混合料置于電爐中在預定溫度下進行還原鈉化焙燒,所得還原鈉化焙燒產物稱為焙砂;將焙砂采用純水浸出,獲得含鋰浸出液與轉化渣;將轉化渣采用硫酸浸出提取鎳、鈷、錳等有價金屬。本發明流程簡單、生產成本低、有價金屬回收率高;本發明通過還原鈉化焙燒使鋰從電池粉末中脫嵌并形成水溶性硫酸鋰,采用純水浸出即可實現鋰的優先選擇性提??;同時鎳鈷錳等有價金屬物相轉化為易于酸浸的低價氧化物,為后續濕法浸出回收鎳鈷錳創造有利條件。
一種降低錳酸鋰電池儲存后容量衰減的正極材料,由下述組份組成:錳酸鋰、Li2CO3、LiF或LiOH、納米碳纖維;本發明具有組分簡單合理、生產成本低、可有效提高錳酸鋰電池的循環性能,提高錳酸鋰電池儲存后的容量恢復率,提高錳酸鋰電池的能量密度和克容量;可實現工業化大生產,可與各種型號的鋰電池配套,替代現有錳酸鋰電池正極。
本發明提供了一種四氟化鋯包覆的氟鋁雙摻雜錳酸鋰正極材料及其制備方法,屬于鋰離子電池領域。本發明提供的四氟化鋯包覆的氟鋁雙摻雜錳酸鋰正極材料包括核芯和殼層;所述核芯具有式I所示化學組成:Li1+xAlyMn2?yO4?zFz式I,其中0≤x≤0.5,0<y≤0.3,0<z≤0.2;所述殼層為ZrF4。本發明采用Al和F為二元離子進行雙摻雜改性錳酸鋰,可提高錳酸鋰的有序度,以穩定尖晶石結構,并抑制晶格畸變,并使用ZrF4包覆氟鋁雙摻雜改性的錳酸鋰,能有效緩解容量衰減,且能夠有效防止電解液的腐蝕,減少錳離子的溶解,所得正極材料不僅具有優異的倍率性能,同時還具有優異的循環穩定性。
本發明公開了用仲酰胺型溶劑從含鎂鹵水中分離鎂提取鋰的萃取體系、萃取方法和其應用。萃取體系中含有仲酰胺由其單一化合物或兩種以上的混合物組成,其中R1選自C2~C12烷基或含有單環結構的C3~C12環烷基,R2選自C1~C11烷基或含有單環結構的C3~C11環烷基,分子中碳原子總數為12~18,萃取體系的凝固點小于0℃。在有機相與鹵水相體積比1~10:1、鹵水密度為1.25~1.38g/cm3和溫度0~50℃下進行單級或多級逆流萃取,反萃取得到低鎂鋰比水相,經過濃縮、除雜與制備,分別得到氯化鋰、碳酸鋰和氫氧化鋰。本發明的仲酰胺分子結構簡單,Li+多級萃取率高,鋰鎂分離系數大;用水反萃取,酸堿消耗大大減少;萃取分離工藝流程短,萃取體系溶損小,具有工業應用價值。
本發明公開了一種鋰離子電池用電解液,包括:鋰鹽、碳酸酯類化合物、離子液體和添加劑,本發明通過優選電解液的溶質和溶劑,優化電解液中各個組分的配比以及加入離子液體和添加劑的方式,自控制調整電解液體系的粘度、凝固點、沸點、熱穩定性和化學穩定性等方面的參數隨電解液的使用環境的變化而保持微量變化,能夠有效提高電解液對鈦酸鋰鋰離子電池的正極極片和負極極片以及隔膜的浸潤性及兼容性;另外,電解液中的離子液體還與添加劑之間產生協同效應,能夠有效提高電解液的穩定性和功能性,從而改善鈦酸鋰鋰離子電池的高倍率性能,解決多次循環后電池脹氣的問題。
本發明公開了一種基于功能性聚合物的復合電解質膜,其主要由聚合物多孔隔膜、涂布在聚合物多孔隔膜一側的全氟磺酰胺鋰型單鋰離子型聚合物電解質涂層和涂布在聚合物多孔隔膜另一側的對鋰負極具有穩定性和具有自由基捕捉功能的凝膠聚合物涂層組成;其制備方法包括:將全氟磺酰氟樹脂與含有雙吸電子基團的甲基鋰反應,得到全氟磺酰胺鋰聚合物;洗滌后溶解,將其涂布在準備的聚合物多孔隔膜的一側,加入非溶劑二次成膜,再將對鋰負極具有良好穩定性的含添加劑的凝膠聚合物體系,包括聚合物、溶劑、自由基湮滅效應添加劑及納米填料的混合液涂布在復合膜的另一側,干燥后制備得到復合電解質膜。本發明的復合電解質膜可提升鋰硫二次電池的循環穩定性。
本發明屬于濕法冶金技術領域,公開了一種高純度鋰鹽的制備方法。本發明制備方法,其特征在于包括以下步驟:(1)將粗制碳酸鋰加水制成漿料,升溫;(2)向步驟(1)的漿料中加入浸提劑,反應;(3)將反應后體系過濾,濾液調節pH值至6.0?8.0;(4)將調節后濾液蒸發結晶,過濾,烘干,得到高純度鋰鹽。采用本發明的方法制備得到的鋰鹽產品中,氯化鋰主含量達到99.8wt%以上,硫酸鋰主含量達到99.9wt%以上,硝酸鋰主含量達到99.7wt%以上,遠高于電池級99.5wt%的標準。本發明工藝簡單,流程短,設備要求低,具有很好的工業化可行性,能耗成本低廉,產品價值高,具有可觀的經濟效益。
本發明公開一種表面包覆硅酸鋁鋰和表層摻雜氟的高鎳材料,包括硅酸鋁鋰包覆層和高鎳三元材料中心層,包覆層厚度為1nm~200nm,并摻雜有氟元素。同時公開一種高鎳材料的制備方法,包括混合,干燥過篩,加鋰燒結,加氟熱處理。本發明硅酸鋁鋰快離子導體材料包覆層具有好的鋰離子導電性能,通過氟離子的摻雜取代包覆層或者高鎳材料中的氧,從而提高材料的電子電導率,最終使得高鎳材料表面同時具有較好的鋰離子和電子傳導性能,有利于鋰離子電池正極材料的倍率性能的發揮,本發明的制備方法成本低、工藝簡單,易于實現產業化。
本發明公開了一種電池級碳酸鋰的多級漿洗提純方法,屬于化工材料制備技術領域,該方法包括:采用2~3道漿化洗滌工序,漿洗溫度控制均在88~92℃;漿化洗滌工序之間進行漿洗壓濾,壓濾液返回利用;漿化洗滌完成后,進行離心分離,得到碳酸鋰濾餅,離心濾液返回漿化洗滌作為漿洗液,離心過程采用RO水對碳酸鋰濾餅進行淋洗,淋洗液返回漿化洗滌作為漿洗液;對淋洗后的碳酸鋰濾餅進行干燥、除磁、粉碎處理,即得電池級碳酸鋰。本發明電池級碳酸鋰的多級漿洗提純方法,可以實現電池級碳酸鋰中的雜質離子進一步脫除,降低蒸汽消耗,提高產品的質量和市場競爭力,增加企業效益。
本發明提供了一種退役鋰離子電池負極石墨的回收再生方法,目的是解決退役負極石墨經濟附加值低、再利用困難的問題。具體步驟如下:(1)將退役鋰離子電池放電至2.5V,拆解,獲得新鮮的負極極片,再將新鮮的負極極片展開、平鋪并烘干,然后進行敲擊使退役石墨與銅箔分離,回收退役石墨;(2)將退役石墨直接焙燒,利用升溫速率將退役石墨中的有機組份轉化成無定型炭,然后根據鋰原子在不同溫度下的遷移特性,實現退役石墨的預鋰化,獲得預鋰石墨;(3)將預鋰石墨與有機混合碳源混合均勻,在回轉爐中焙燒,獲得再生石墨負極材料。本發明獲得的退役石墨無需進行除銅、純度高,具有優異的電化學性能,可直接再應用于鋰離子電池中。
本發明公開了一種鋰電池儲能電站倍率控制方法、系統及存儲介質,應用于基于鋰離子電池儲能單元短時高過載能力特性的倍率,設置儲能變流器冗余配置的情況下,控制過程包括:獲取要求輸入輸出功率、要求持續時間、鋰離子電池儲能電站額定功率、鋰離子電池儲能單元額定功率、滿足要求輸入輸出功率下的預期可持續時間、鋰離子電池儲能單元的倍率;基于獲取的數據,控制鋰離子電池儲能電站在高倍率過載模式、常規過載模式、智能運行模式三種模式下切換運行。通過提高儲能變流器冗余配置,在少量增加儲能電站成本的情況下,增大了鋰離子電池儲能電站的倍率充放電能力;降低了主動支撐時單位千瓦整體成本,更好的利用儲能電站靈活性調節能力。
本實用新型提供了一種用于鋰電池材料制備的輔材預混合裝置,用于對進入鋰電池材料混合裝置前的各輔材進行預混合,預混合裝置的殼體包括倒錐段和圓柱段,所述圓柱段的內徑與倒錐段中小直徑端的內徑相同,所述圓柱段一端與倒錐段的小直徑端固定連接,另一端設有與鋰電池材料混合裝置連通的出料口,倒錐段中大直徑端的端面上設有允許輔材進入的進料口,所述殼體內設有多組打散混合組件。本實用新型的用于鋰電池材料制備的輔材預混合裝置具有結構簡單、縮短鋰電池材料制備時間、提高輔材混合均勻程度和保證鋰電池電性能等優點。
本實用新型公開了一種帶有保護裝置的梯次利用鋰電池,包括保護箱,所述保護箱的兩側均開設有連接繩槽,保護箱的兩側均開設有散熱槽,所述保護箱的底部固定連接有防滑墊,保護箱內部的底部通過彈簧固定連接有支撐板,所述保護箱內部底部的兩側均固定連接有滑槽長塊,所述滑槽長塊的頂部通過滑槽滑動連接有滑塊,滑塊的頂部固定連接有夾持固定板,所述保護箱外部的兩側均固定連接有短接桿,短接桿的頂部通過鉸接環A轉動連接有伸縮散熱桿,兩個伸縮散熱桿相對的一端均固定連接有連接繩,該帶有保護裝置的梯次利用鋰電池,防止在運輸的過程中灰塵落在鋰電池的頂部,防止鋰電池在運輸的過程中晃動,導致鋰電池損壞,防止鋰電池發熱發生損壞。
本發明公開了一種廢舊鋰電池正極材料電解剝離處理方法,具體是通過低電流密度或者高電流密度電解剝離出鋰電池正極材料中的鋁箔,同時獲得正極活性物質鋰鈷浸出液;所述的電解是指在硫酸溶液中以含鋁箔的廢舊鋰電池正極材料為陰極,鉑電極為陽極;所述的電解在低電流密度下進行時,正極粉溶于電解液,溶解完時剝離得到鋁箔,同時得到含鋰鈷的浸出液,或在高電流密度下電離時,得到剝離正極粉的鋁箔,同時收集正極粉,并將正極粉溶解在電解液中得到含鋰鈷的浸出液;所述的低電流密度為100~500A/m2,高電流密度為600~1000A/m2。此工藝過程簡單,酸濃度低,浸出時間短,處理成本低。
本發明提供了一種高電壓尖晶石錳酸鋰正極材料及其制備方法。本發明的制備方法采用濕法制備的尖晶石型鎳鋁共摻雜的四氧化三錳作為重要原料,包括以下步驟:(1)將鋰源和鎳鋁共摻雜四氧化三錳混合均勻,得到混合物料;(2)將混合物料進行燒結處理,得到鎳錳酸鋰正極材料。本發明的制備方法流程簡單、無須添加有機溶劑;由本發明的方法制備得到的高電壓尖晶石鎳錳酸鋰正極材料產品的D50為8.932~9.466μm,比表面積為2.185~2.434m2/g,其組分顆粒均為單晶,錳元素、鎳元素和鋁元素分布均勻,大小組分顆粒均為單晶,從而結構穩定,具有高放電容量、良好的倍率性能和優異的循環性能。
本發明公開了一種高電壓寬溫鋰離子電池電解液,由復合有機溶劑、復合鋰鹽、硫酸酯類添加劑以及有機腈類添加劑組成,在100重量份的復合有機溶劑中,復合鋰鹽的摩爾濃度為1.0?1.5mol/L。本發明的有益效果是:復合有機溶劑能減小低溫粘度同時提高溶劑的氧化穩定性,改善鋰離子電池的低溫放電和高電壓性能;復合鋰鹽具有更好的熱穩定性和電極成膜特性,改善鋰離子電池的高溫和高電壓性能;多種添加劑能消除HF,同時有效降低SEI膜的阻抗,改善鋰離子電池的高溫循環性能和低溫充電性能,最終改善鋰離子電池電解液在寬溫(?30℃?60℃)下5V高電壓的電化學性能。
本發明提供了一種退役鋰離子電池負極材料的修飾方法,屬于鋰離子電池負極材料回收技術領域。本發明以退役磷酸鐵鋰電池回收Li、Fe、P元素后的石墨負極粉末為原料,針對石墨粉中殘存的含氟組分以及粒徑較小、形貌不規整的碎屑夾雜物,在不需加入其他化學試劑條件下進行單體強化解離和氧化焙燒熱處理,在高效脫除含氟組分的同時,使碎屑夾雜物在低溫下充分燃燒,實現石墨粉的表面形貌修飾。本發明得到的再生石墨粉形貌規整、雜質氟含量低,電化學充放電性能得到有效提升,本發明的方法還具有操作簡單、成本低的優勢。
一種無鈷正極材料及其制備方法與鋰離子電池。無鈷正極材料的分子式為Li1+nNixMnyMzO2,其中:x+y+z=1,0.5≤x<1.0,0<y<0.5,0≤z≤0.1,?0.1≤n≤0.5;M為除Co外的Al、Mg、Sr、Ti、Fe、Sc、V、Y、Zr、Nb、Mo中一種或多種。制備方法包括如下步驟:將包括鎳源、錳源、鋰源、M源、成核劑氧化石墨烯水凝膠、沉淀劑和絡合劑在內的原料混合制成混合溶液,在原料混合溶液水熱過程中施加微波場;保護氣氛下水熱反應得到正極材料過程樣;過程樣在含氧氣氛中燒結得到所述無鈷正極材料。本發明通過調控微觀形貌,優化制備工藝,使材料性能提升,同時節省了成本,又簡化了制程;采用本發明的無鈷正極材料制得的鋰電池,具有優異的化學穩定性和電性能。
本發明公開了一種用于處理鋰電池廢正極料的還原爐,包括處理爐體以及配套安裝在處理爐體中的焙燒部件、上層聯動機構、水浸部件、下層聯動機構,其中,焙燒部件用于將鋰電池的正極廢料與鹽類助劑和還原劑混合并在設定溫度范圍內進行焙燒處理,所述上層聯動機構用于控制焙燒部件中物料進入水浸部件中,水浸部件用于對經過焙燒處理的產物與水混合制成漿液,并選擇性加酸處理進行還原反應,并將獲得的料液與渣料分離,所述下層聯動機構用于控制水浸部件中的物料外排。本申請通過上層聯動機構、下層聯動機構、驅動機構的配合工作,能夠快速完成各流程之間物料的傳輸、反應工作,能夠高效快速的完成對鋰電池正極廢料的還原回收工作。
一種鋰離子二次電池用硬碳負極材料及其制備方法,所述硬碳負極材料由生物質原料經低溫酸洗純化處理得到,所述硬碳負極材料具有孔道結構,所述硬碳負極材料的磁性物質總量低于5ppm,所述硬碳負極材料的氧含量低于5%。本申請提供的一種鋰離子二次電池用硬碳負極材料及其制備方法具有如下有益效果:(1)本發明制備的硬碳負極材料具有孔道結構,且具有較高的比容量,其首次可逆容量大于420mAh/g。(2)本發明制備的硬碳負極材料中,磁性物質含量低,有利于電化學性能提升,尤其能改善硬碳作為負極材料在電池中使用時的高溫存儲性能。(3)本發明制備的硬碳負極材料中,氧含量低,能減少不可逆鋰離子損失,提升首次效率,其首次庫倫效率大于86%。
本發明公開了一種鋰電池安全裝置,采用的技術方案是,本發明通過導熱桿將鋰電池內的溫度傳遞至溫度傳感器內,通過溫度傳感器將數據反饋給第一單片機,當溫度達到一定數值時,第一單片機啟動散熱風扇,通過散熱風扇對鋰電池內部進行散熱,通過氫弗檢測傳感器對鋰電池內產生的氣體進行檢測,并將檢測信息傳遞至第二單片機,氫弗含量超出設定值時,第二單片機將控制第一單片機,通過第一單片機啟動電加熱管,通過電加熱管溫度升高將低熔點分隔板進行熔斷,將堿性粉塵放置槽內的堿性粉塵進入鋰電池內進行酸堿中和,避免鋰電池內的電解液發生膨脹,通過第二單片機反饋給使用人員,使用人員通過轉動按鈕對鋰電池進行斷電保護。
本發明公開了用仲酰胺/烷基醇復合溶劑從含鎂鹵水中分離鎂提取鋰和硼的萃取體系、萃取方法和其應用。萃取體系中含有仲酰胺和烷基醇分別作為萃取鋰和硼的萃取劑由其單一化合物或兩種以上的混合物組成,分子中碳原子總數分別為12~18和8~20,萃取體系的凝固點小于0℃。在有機相與鹵水相體積比1~10:1、鹵水密度為1.25~1.38g/cm3、鹵水pH值0~7和溫度0~50℃下進行單級或多級逆流萃取,反萃取得到低鎂鋰比水相,經過濃縮、除雜與制備,分別得到氯化鋰、碳酸鋰、氫氧化鋰和硼酸。本發明的仲酰胺分子結構簡單,由烷基醇改進的復合溶劑能同時萃取鋰和硼;多級萃取率高,用水反萃取,酸堿消耗大大減少;萃取分離流程縮短,萃取體系溶損小,具有工業應用價值。
本發明屬于金屬鋰電池技術領域,具體公開了一種穩定金屬鋰沉積的電解液。該鍍液為鋰鹽、有機溶劑和添加劑所組成的有機溶液,具體組成為:鋰鹽/有機溶劑體積比值的范圍為0.5~3mol/L、添加劑含量為0.1~5wt.%。本發明所述鍍液配方簡單,成本低廉且實用,采用本發明所述特定組成和配比的電鍍鋰液可以在集流體表面實現均勻的鋰沉積,有效避免枝晶的生長。所得到的電解液可以作為鋰硫電池的電解液,實現長時間穩定的循環。
本發明屬于電池材料領域,具體公開了一種多金屬磷酸鹽包覆鈷酸鋰正極材料及其制備方法,本發明創造性地在鈷酸鋰正極材料基體的表面包覆多金屬磷酸鹽層,制備方法如下:在純水中加入配制好的金屬鹽溶液和高分子化合物進行反應,分散后再加入鈷酸鋰水溶液,攪拌同時加熱形成凝膠;將凝膠混勻后添加到機械融合振實機中完成對材料的包覆;最后較低溫度快速高效燒結后隨爐自然冷卻,得到多金屬磷酸鹽包覆的鈷酸鋰正極材料。本發明的鈷酸鋰正極材料基體表面的包覆層為快離子導體,可以提高材料的倍率性能;還能夠阻止電極與電解液之間的反應,減緩鈷酸鋰材料的容量衰減;同時本發明的技術可以有效降低成品的殘鋰量,提高其存儲性能。
本發明一種高穩定性三維多孔鋰金屬陽極及其制備方法和應用,包括平板金屬集流體、復合在平板金屬集流體表面的活性層;所述的活性層包括膠黏劑以及分散膠黏劑中的Ni2P納米粒子和含磷官能團共摻雜的介孔碳,所述的介孔碳為具有內部連通孔結構的多孔碳骨架,連通孔形成的裝填腔室內填充有金屬鋰。本發明的三維多孔鋰金屬陽極具有良好的導電性、豐富的腔體結構、均勻共摻雜的Ni2P納米粒子和含磷官能團良好的親鋰性,有效地減小極化電壓、鋰沉積的形核過電位和體積效應,實現了大電流高鋰載量下的持續均勻沉積/溶解,有效緩解體積變化和界面效應,顯著提高了鋰金屬電池的循環壽命。
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