从废旧锂离子电池中回收制备LiCoO_2

采用两步加热法法,通过正交实验对其在硝酸中溶解的回收工艺进行了优化,工艺参数为硝酸浓度1 mol/L,溶解时间1 h,加热温度75℃,质量浓度5 g/L,过氧化氢与硝酸体积比为0.16,并再次合成了钴酸锂.在溶解后的滤液中加入氨水、氢氧化锂,使锂和钴在滤液中的比保持在1.1,过滤烘干煅烧后获取L iCoO2黑色粉末.     

锂离子电池LiCoO2材料的安全性能研究

利用DSC对粒径、包覆等因素影响LiCoO2的热稳定性进行了初步研究. 测试结果表明,较大的颗粒度能降低LiCoO2与电解液反应的放热量,但对反应起始温度影响很小. 适当的包覆量不仅能降低LiCoO2与电解液反应的放热量,而且能提高反应起始温度,综合提升LiCoO2材料的安全性能.     

用于回收废旧锂离子电池中Co(Ⅱ)的2种新型螯合剂的制备及其性能

以对甲基苯硫酚为原料,通过硝化、还原、重氮化等一系列反应合成4-甲基-2-羟基硫酚(A)。考察重氮化过程中NaNO2的用量、硫酸浓度、反应温度以及水解时硫酸浓度对产率的影响。在最佳影响因素下得到最高产率71.2%。通过氯磺化、还原以及最佳反应条件合成含有邻羟基苯硫酚的螯合树脂(B)。使用傅里叶红外光谱表征4-甲基-2-羟基硫酚与螯合树脂。在废旧锂离子电池浸出液中进行分批实验考察4-甲基-2-羟基硫酚与螯合树脂的性能,并且使用HCl溶液提取所螯合的Co2+。研究结果表明:螯合树脂显示良好的可循环性。     

废旧锂离子电池中有价金属的回收

采用超声波分离电极材料-酸浸-钴锂沉淀新工艺分离并回收了废旧锂离子电池中的有价金属。超声波分离中所研究溶剂的分离效果为：NMP〉DMF〉DMSO〉〉丙酮。超声波处理可降低分离温度与时间。采用该工艺，电极材料用NMP于40℃超声波处理15min可完全剥离；所剥离电极材料中99．4％的钴锂可酸浸出；酸浸液中99．5％的钴离子可以高密度球形CoC2O4回收；钴沉淀分离后，滤液中94．5％的锂离子可以Li2CO3沉淀回收。以所回收钴锂化合物制备的LiCoO2具有良好的电化学性能。     

微波合成LiCoO2及其结构表征

以Co2O3和LiOH·H2O为原料,微波加热合成锂离子电池正极材料LiCoO2·考察了微波输出功率、微波加热时间及保温时间对产物结构和组成的影响,用XRD实验对所得产品进行表征·结果表明,当微波输入功率为360W,加热时间为10min,保温时间为10min时,产品是单一相层状结构LiCoO2,晶格常数和标准值一致·SEM实验显示,该反应条件下制备LiCoO2样品颗粒边缘清晰、光滑,颗粒度约为5μm,粒度分布较均匀·对LiCoO2的微波合成机理进行了探讨,结合XRD实验,说明Co2O3和LiOH·H2O反应生成LiCoO2分两步完成·     

锂离子电池正极材料LiCoO2的制备及电化学性能测试

通过自制的连续式反应器,制备出前驱体β-Co(OH)2和CoOOH后,分别与LiOH.H2O混合研磨压块煅烧,制备出锂离子电池正极材料LiCoO2.通过DTA-TG、XRD、SEMI、R等分析技术对材料的结构进行了表征和比较,并对材料的电化学性能进行了比较研究.     

超声波对锂离子正极材料LiCoO2性能的影响

在电解法的基础上,提出了一种新的改进方法来制备锂离子电池正极材料.经超声波与相转移后,采用电解液中析出的Li2CO3和电解中间产物Co(OH)2作为前驱物制备得到了锂离子正极材料LiCoO2.通过X射线衍射,扫描电镜对所合成的材料进行了表征.实验结果证明,该前驱物在850℃下反应仅3h就能得到性能优异的LiCoO2正极材料,大大缩短了反应时间.     

LiNixMn2-xO4对锂离子电池材料LiCoO2的表面改性研究

在锂离子电池正极材料LiCoO2表面上修饰LiNixMn2-xO4来改善LiCoO2在循环过程中的容量衰减问题.对所得产物进行了XRD、SEM表征,并进行了充放电容量测试和交流阻抗测试.通过XRD和SEM,发现LiNixMn2-xO4修饰没有改变材料的晶体结构.在电化学性能测试中,由于包覆LiNixMn2-xO4可以减少材料与电解液的直接接触,最大程度地减缓电极材料在电化学循环时结构遭到破坏,在修饰量较小(3 5%)时,该改性方法改善了LiCoO2电极的循环性能,69次循环后放电比容量没有衰减,且大大地提高了平台效率.     

(NH4)2SO4浸取轻烧氧化镁的反应动力学

为确定轻烧氧化镁浸取过程的最优控制参数,采用硫酸铵作为浸取剂,考察了浸取体系温度、硫酸铵初始浓度以及轻烧氧化镁颗粒粒度对浸取反应动力学的影响,并得到了宏观反应动力学方程式.结果表明 在一定的浸取剂初始浓度和固体反应颗粒粒度范围内,该浸取反应过程符合Crank-Kinstelin-Browhetein模型; 表观反应活化能为 57.41 kJ/mol, 属表面化学反应控制类型.当硫酸铵与氧化镁初始物质的量之比大于2时,反应过程逐渐由Crank-Kin-stelin-Browhetein模型向减缩核模型过渡.当轻烧氧化镁颗粒初始粒度较大时,浸取反应过程也呈现上述过渡趋势.     

B元素对正极材料LiCoO2结构及性能的影响

为得到性能优异的锂离子电池正极材料,通过湿化学方法首先制得LiCoO2前驱体,掺入一定量H3BO3后经加热处理即得到掺B样品.通过对掺B样品进行检测分析,结果表明B的掺入能够部分改变LiCoO2的结构;其中当B含量在0.5%～3.5%时效果最好,其循环性也有提高.     

Preparation and electrochemical properties of re-synthesized LiCoO2 from spent lithium-ion batteries

A new idea for reuse of the cathode materials of lithium-ion batteries(LIBs) is investigated to develop an environmentally friend-ly process for recycling spent batteries.LiCoO2 is re-synthesized from spent LIBs by leaching and a sol-gel method calcined at high temperature.Thermogravimetric analysis(TGA) and differential scanning calorimetry(DSC) are employed to study the re-actions occurring calcination that are responsible for the weight losses.X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM) are used to determine the structures of the LiCoO2 powders.It was found that a pure phase of LiCoO2 can be obtained by the re-synthesis process.Cyclic voltammetry(CV) and electrochemical impedance spectroscopy(EIS) are used to evaluate the electrochemical properties of the LiCoO2 powders.The discharge capacity of re-synthesized LiCoO2 is 137 mAh g-1 at the 0.1 C rate,and the capacity retention of the re-synthesized LiCoO2 is 97.98% after 20 cycles at the 0.1 C rate,and 88.14% after 40 cy-cles.The results indicate that the re-synthesized LiCoO2 displays good charge/discharge performance and cycling behavior.     

废Ni-Cd电池中镉的回收研究(Ⅰ)──镉、镍的分离

在选择性浸出有效分离Ni,Cd的理论分析基础上 ,研究了浸出条件对分离效果的影响 ,实验确定了废Ni Cd电池选择性浸出镉的工艺条件 :温度 ,2 5℃ ;固液比 ,m (s) /m(L) =1/ 5 ·在 pH =2的硫酸溶液中浸出 2h ,镉的浸出率为 10 0 %,镍的浸出率为 6 5 %,实现了镉与镍的有效分离·     

废旧锂离子电池中钴的酸浸出最佳条件探讨

[摘要]钴作为废旧锂离子电池中高价值、重污染的金属成分,其回收非常重要．运用正交实验方法,以盐酸溶液为浸出液,分离回收废旧锂离子电池正极材料中的金属钴．实验设计冷凝回流装置,通过优化因素水平以使钴离子的浸出率达到最大化．研究结果表明,从电池中提取的黑色混合粉末（包括钴酸锂、乙炔黑）中浸出钴离子的最佳条件：盐酸质量浓度为4mol·L^-1,浸出温度为80℃,固液比（混合粉末的质量与盐酸体积之比）为5g·L^-1,浸出时间为2h．在此条件下,钴离子的浸出率达到99．6％．     

中草药当归的B-Z振荡反应研究

研究了以当归为底物、硫酸锰为催化剂、溴酸钾作氧化剂、硫酸为介质的振荡反应新体系,测定了不同浓度和不同温度下当归的振荡反应图谱,得到了当归体系的反应诱导期、振荡周期及振荡寿命,并由此计算出振荡反应诱导期活化能(57.30 kJ/mol)和振荡周期平均活化能(89.04 kJ/mol);考察了添加物如酒精、绿茶、葡萄糖等对振荡行为的影响;在恒温条件下通过改变某种反应物浓度得到了该振荡反应的反应级数,并初步研究了该反应的反应机理.     

钒渣钙化焙烧的影响因素及焙烧氧化动力学

采用钙化焙烧方式处理转炉钒渣以提高钒的浸出率,考察了焙烧参数(渣样粒度,升温速率,焙烧保温温度及保温时间,配钙量)对钒浸出率的影响,根据钒渣氧化的TG-DSC曲线对钒渣氧化变温动力学进行了分析.结果表明:降低升温速率可提高钒氧化率,保温温度高于600℃时钒浸出率迅速增加.在钒渣粒径48~75μm,外配钙m(CaO)/m(V2O5)为042,升温速率2℃·min-1,保温温度850℃,保温时间150min的条件下,钒浸出率达9331%.钒尖晶石氧化过程受三级化学反应控制,升温速率为5和10℃·min-1的表观活化能分别为26765,25603kJ·mol-1.     

镉镍废电池中金属镍镉浸出行为的研究

研究了镉镍废电池在盐酸和硫酸体系中，温度和浸出液浓度对镍镉浸出行为的影响，结果表明，金属镉在稀盐酸和衡硫酸中溶解速度快，在短时间内可以完全浸出，而镍在6.0mol/LHCl溶液中温度为60－70℃时基本上可以完全浸出。     

微波合成锂离子电池正极材料LiCoO_2

用微波合成了锂离子电池正极材料LiCoO2,采用XRD、SEM和DC 5C电池测试仪研究了LiCoO2的结构、形貌和电化学性能·研究结果表明,在900W的功率和2 45GHz的频率下,反应10min即可得到纯度高、具有层状结构的LiCoO2电池材料,XRD谱线与标准层状LiCoO2材料基本一致,充放电的实验结果显示:放电容量可达140mAh/g,放电平台和充放电时间均显示出微波合成的LiCoO2具有较好的电化学活性·实验考查了Li/Co摩尔比对产品结构的影响,研究结果证明Li/Co比为1.05∶1时,得到的LiCoO2与标准样符合得更好·     

石煤钠化焙烧料酸浸动力学

研究了石煤钠化焙烧料硫酸浸出过程中,浸出剂初始浓度、搅拌速度和浸出温度对浸出率的影响,并对浸出过程动力学进行了分析. 结果表明:浸出剂初始浓度和浸出温度对钒浸出率有显著影响,搅拌速度对钒浸出率影响不大;该浸出过程符合核收缩模型,与化学反应控制动力学方程式相吻合,浸出反应的表观活化能为50.88kJ·mol-1,浸出过程控制步骤为化学反应控制.     

湿法浸出粘土矿中钒的动力学

为了提高湿法浸出粘土矿中钒的综合浸出效率,并对湿法浸出粘土矿中钒提供理论依据,从动力学角度分析整个浸出过程。考察温度、液固比、硫酸质量分数和搅拌速率对浸出过程的影响。研究结果表明：在80℃、液固比为4：1以及硫酸质量分数为20％时,浸取8h,粘土矿中钒的浸出率可达到92．3％。经正交实验和动力学推导,得到描述浸出过程的经验方程,粘土矿湿法浸出钒的动力学模型为收缩核动力学模型,浸出表观活化能为11．611kJ／mol,该模型表明浸出过程中的控制步骤是决定于固膜扩散速率。提高温度、液固比和硫酸质量分数,均可加速钒的浸出速度,提高钒的浸出率。