长循环单晶镍钴锰三元正极材料的制备和表征

采用固相法制备出镍钴锰三元氧化物Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2的单晶材料,然后,进行镁、钛掺杂处理。采用XRD,SEM和恒流充放电等测试手段对材料的晶体结构、形貌和电化学性能等进行研究。测试结果表明,材料形成形貌良好的单晶颗粒,且经过镁、钛掺杂处理后的材料单晶形貌没有改变。掺杂镁、钛后,材料的电化学性能得到明显的改善,Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2的单晶材料掺杂镁、钛后容量从159.59 m Ah/g提升到162.57 m Ah/g,做成全电池后,2 C的放电效率从79.6%提高到了87.3%,1 C下循环300圈后的容量保持率从84.89%提高到92.9%。     

从电解NiCoMn合金出发制备锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2

从电解N iCoM n合金出发制得锂离子电池正极材料L iN i1/3Co1/3M n1/3O2.通过XRD、SEM、循环伏安和电化学测试对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行了研究,实验结果表明:800℃下合成的样品结构和形貌最优,电化学性能最好,首次充、放电容量达235.4 mA h/g、196.0 mA h/g.循环伏安曲线在3.6~3.8 V和4.55~4.67 V范围内分别有一对氧化还原峰,分别对应N i2 /N i4 和Co3 /Co4 的转化过程.     

溶胶-凝胶法制备层状LiMn_(0.5)Ni_(0.5)O_2锂离子电池正极材料及其电化学性能(英文)

以醋酸锂、醋酸锰和醋酸镍为原料,羟基乙二酸为螯合剂,通过溶胶-凝胶法制备层状LiMn0.5Ni0.5O2正极材料,得到的产物具有典型的α-NaFeO2层状结构,颗粒尺寸在300～400nm之间。对900℃下制得的层状LiMn0.5Ni0.5O2在2.5～4.3V之间进行充放电测试,电流密度为0.1mAcm-2,其首次放电容量达到了161.2mAhg-1。经过20次循环后,仍然保留了初始容量的88%。     

硫酸熟化-焙烧法从镍红土矿中回收镍和钴动力学研究

采用X线荧光(XRF)、X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对镍红土矿的化学组成、物相组织、显微结构以及镍钴赋存状态进行矿物学表征.通过硫酸熟化-焙烧-水浸法从镍红土矿中提取镍和钴,并研究镍和钴在硫酸熟化-焙烧过程中的动力学.结果表明:镍和钴的硫酸化过程符合Bagdasarym提出的多相液固区域反应模型,相应的动力学方程式可以用ln(-ln(1-α)=ln k+nln t(其中,α为反应进行程度,k为反应速率常数,t为反应时间,n为矿物中晶粒性质和几何形状的函数)来表示,镍和钴的硫酸化反应表观活化能分别为21.45 kO/mol和34.81kJ/mol,动力学控制过程为内扩散控制.     

锂离子电池正极材料LiNi0.3Co0.4Mn0.3O2的制备及性能

采用共沉淀法制备前驱体,并采用高温固相法合成单相层状结构LiNi0.3Co0.4Mn0.3O2 材料(R-3m 空间群).用X 射线衍射、恒电流充放电方法对所合成材料与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 材料进行结构和电化学性能对比分析.研究结果表明,LiNi0.3Co0.4Mn0.3O2 具有有序的二维层状结构,在2.75～4.3 V 电压区间以0.1C 倍率进行充放电,首次放电容量、效率分别为152.3 mA·h/g 和84.4%,LiNi0.3Co0.4Mn0.3O2 具有更高的放电平台率,首次放电时3.6 V平台率为95.0%;以0.2C 倍率进行30 次充放电循环后,放电容量保持率为初始容量的97.4%.     

纳米LiNi0．5Mn0．5O2中锂离子扩散的尺寸效应研究

采用电势阶跃法分析了纳米LiNi0.5Mn0.5O2电极中锂离子的表观扩散系数随材料XRD粒度的变化规律,表观扩散系数随粒度的增大先增加后减小.校正尺寸几何因素后得到了LiNi0.5Mn0.5O2中锂离子的本征扩散系数随XRD粒度的变化规律,本征扩散系数随粒度的增大而增大.     

锂源对固相合成LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料性能的影响

采用高温固相法烧结制备得到正极材料Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等电化学性能测试手段,探讨高温烧结工艺中不同锂源对材料结构、形貌及电化学性能的影响,结果表明,采用Li OH作为锂源合成的材料与采用其他锂源相比,具有较好的层状结构和电化学性能.该材料在0.1C倍率下的首次充放电容量和库伦效率较高(172.7 m Ah/g,89.08%),在0.5C、1C倍率下循环50次后,材料的放电容量仍保持在144.5 m Ah/g和136.2 m Ah/g.     

氯化亚锡作为还原剂在废旧锂离子电池有价金属浸出回收中的应用研究

The reductant is a critical factor in the hydrometallurgical recycling of valuable metals from spent lithium-ion batteries (LIBs). There is limited information regarding the use of SnCl₂ as a reductant with organic acid (maleic acid) for recovering valuable metals from spent LiCoO₂ material. In this study, the leaching efficiencies of Li and Co with 1 mol·L?1 of maleic acid and 0.3 mol·L?1 of SnCl₂ were found to be 98.67% and 97.5%, respectively, at 60°C and a reaction time of 40 min. We investigated the kinetics and thermodynamics of the leaching process in this study to better understand the mechanism of the leaching process. Based on a comparison with H₂O₂ with respect to leaching efficiency, the optimal leaching parameters, and the activation energy, we determined that it is feasible to replace H₂O₂ with SnCl₂ as a leaching reductant in the leaching process. In addition, when SnCl₂ is used in the acid-leaching process, Sn residue in the leachate may have a positive effect on the re-synthesis of nickel-rich cathode materials. Therefore, the results of this study provide a potential direction for the selection of reductants in the hydrometallurgical recovery of valuable metals from spent LIBs.     

废旧NCM523型锂离子电池正极材料中镍和钴的回收

废旧NCM523型锂离子电池正极材料中含有价金属元素Ni和Co等,必须对其进行回收.用H2 SO4和H2 O2浸出正极活性物质中的Ni和Co,再用KMnO4除去浸出液中的Mn,最后用"水热煅烧法"制NiCoO2材料.分析了各因素对金属浸出率的影响,在H2 SO4浓度2.5 mol/L、H2 O2体积分数10％、浸出温度80℃、浸出时间80 min和固液比1:14 g/mL的条件下,Ni、Co、Mn的浸出率分别为94.03％、99.56％、14.97％,通过Ni、Co的选择性浸出实现Ni、Co与Mn的初步分离;以KMnO4作为氧化剂,浸出液中Mn离子的浓度可降至0.45 mmol/L以下;以聚乙二醇2000作表面活性剂,草酸作沉淀剂,在160℃水热合成、400℃煅烧后可从浸出净化液中制备出形貌均匀的链状NiCoO2材料.初步实现了废旧电池正极材料中有价金属Ni和Co的回收利用.     

五硼酸铵对622型镍钴锰酸锂电化学性能的影响

为了实现电极材料的氮和硼共掺杂改性,采用五硼酸铵对622型镍钴锰酸锂(NCM622)进行改性.电化学测试结果表明,不同含量(0.5wt.%、2wt.%)的五硼酸铵改性后的NCM622电化学性能下降,其中0.1C下首次放电容量从173.7mAh/g分别降到了65.6mAh/g和42.4mAh/g,而不同倍率下循环50次后的放电容量从154.5mAh/g分别降低到了122.3mAh/g和50.2mAh/g,同时,采用多种表征手段对五硼酸铵改性材料样品进行了分析.相关结论对利用五硼酸铵改性其他材料具有参考意义.     

熔融盐法合成球形锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2

采用热分析法对不同组成的LiOH-LiNO3二元体系进行研究,绘制了具有最低共熔点的该二元体系T-x相图,该体系的最低共熔点为175.7℃.利用低共熔混合物LiNO3-LiOH为锂盐,与前驱体球形Ni0.8Co0.2(OH)2混合烧结制备出了球形锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2.探讨了Li/(Ni+Co)摩尔比、合成温度、合成时间等因素对产品的影响.X射线衍射分析表明合成的材料具有规整的层状NaFeO2结构,SEM表明所得材料为球形.充放电测试表明在3.0~4.3的电压范围内,首次放电比容量可达170 mAh.g-1,充放电效率为95.5%.结果表明采用该工艺可以制备出电化学性能良好的LiNi0.8Co0.2O2正极材料.     

融盐包裹法合成球形正极材料LiNi_(0.7)Co_(0.2)Al_(0.1)O_2(英文)

以球形Ni(OH)2为核心原料,Al(NO3)3.9H2O、Co(NO3)2.6H2O和LiNO3为包裹原料,采用融盐包裹法在空气中煅烧合成了单相固溶体LiNi0.7Co0.2Al0.1O2。用XRD研究了合成产物的物相和结构,用SEM研究了合成产物的形貌,用电池性能测试仪研究了合成产物的电化学性能。实验结果表明,合成产物具有α-NaFeO2型层状有序结构、球状形貌和良好的电化学性能。     

用磁场流化床从电镀废液中直接回收铬和镍

文章叙述用含有 Zn粒的磁场流化床 ,直接从电镀废液中回收铬和镍。通过实验确定理想的工艺条件 ,在此操作条件下 ,该床连续运行 2 h,铬和镍的回收率分别为 97.5%和 98.2 % ,纯度均在 97%以上。研究中还分析了影响回收效果的主要因素 ,为回收工业废液中的重金属离子提供了经济可行的方法。     

共沉淀法合成(Ni1/3Co1/3Mn1/3)(OH)2热力学分析

通过对共沉淀Me2+ (Me = Ni, Co, Mn)－NH3－OH-－H2O体系进行热力学分析,拟合出lg[Me]－pH关系曲线。以氢氧化钠为共沉淀剂,氨水为络合剂,采用共沉淀法进行锂离子电池(LIB)正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2前驱体(Ni1/3Co1/3Mn1/3)(OH)2的合成研究。热力学分析结果表明：共沉淀体系的最佳pH值为11,合适的氨水浓度[N]为0.1～0.5 mol/L,此时各种金属阳离子(Me2+)的损失最小。基于以上最佳合成反应条件,在不加其它还原剂和絮凝剂时,所得前驱体材料的振实密度达到1.32 g/cm3。     

废锂电池中钴锂浸出率影响因素的全因子实验

为了最大化浸出废锂电池中钴锂金属元素,固定浸出时间,采用全因子实验方法,以氨基磺酸浓度、过氧化氢质量分数、固液比、浸出温度为自变量,Co2+和Li+浸出率为因变量进行模型拟合,应用Minitab 17软件对工艺参数模型进行预测,并对最佳工艺参数进行验证。结果表明,主效应上,氨基磺酸浓度、过氧化氢质量分数、固液比、浸出温度对Co2+和Li+浸出率有显著的影响;交互效应上,氨基磺酸浓度+固液比、过氧化氢质量分数+浸出温度对Co2+浸出率有明显的影响,氨基磺酸浓度+浸出温度、过氧化氢质量分数+浸出温度、固液比+浸出温度对Li+浸出率有一定影响,其余效应影响不显著。所得最佳工艺参数为:c(NH2SO3H)=144 mol·L-1,w(H2O2)=10%,S/L=25 g·L-1,θ=55 ℃,t=70 min,在此浸出条件下,Co2+和Li+浸出率分别为9531%和9236%。