912
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本发明公开了一种石墨型氮化碳修饰锂离子电池正极材料,制备方法如下:将三聚氰胺粉末加热聚合,得到黄色块体状的石墨型氮化碳,然后将石墨型氮化碳放入容器中,加入甲醇溶液超声分散,形成均匀的石墨型氮化碳分散液;将锂离子电池层状正极材料加入甲醇溶液中搅拌分散,得到锂离子电池层状正极材料分散液;将锂离子电池层状正极材料分散液加入到石墨型氮化碳分散液中搅拌,然后抽滤,烘干,研磨,即得表面包覆的锂离子电池正极材料。本发明的石墨型氮化碳修饰锂离子电池正极材料经石墨型氮化碳修饰,比容量和循环稳定性都有明显提高。
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本发明公开一种高循环锂电多元正极材料NCM及其制备方法。本发明的多元正极材料包括表面改性层,其结构式为:LixNi1-y-zCoyMnzO2,1< x≦1.2,0≦y≦1/3,0≦z≦1/3;本发明的制备方法为将可溶性锂盐、多元前驱体与分散剂一起混合均匀后进行烧结,然后与包覆物质B混合后再次烧结,得到本发明的多元正极材料。本发明在反应的过程中加入分散剂,提高反应的均匀性,减少或消除反应过程中产生的氧缺陷。使用本发明制备的正极材料提高了材料的结构稳定性,同时减少了材料在电阻和放电电位之间的差异,可以使得二者在锂离子的脱嵌上较为达到一致,稳定了物质的结构,提高了材料的安全性和电化学性能。
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本实用新型公开了一种锂电池清洗机,其包括机架、传送带、清洗喷嘴和挡板,所述机架上套设有转轴;所述传送带绕设于所述转轴上,锂电池放置于所述传送带上并随传送带转动;所述清洗喷嘴固定于所述机架上且位于所述传送带下方的一侧;所述挡板固定于所述机架上且位于远离所述清洗喷嘴的所述传送带下方的另一侧,所述挡板与所述传送带的垂直距离小于锂电池的高度。当清洗喷嘴朝锂电池喷射清洗液时,锂电池受到喷射后会朝远离清洗喷嘴的方向移动,而由于远离清洗喷嘴的传送带下方的另一侧上设置有挡板,且挡板与传送带的距离小于锂电池的高度,使锂电池刚好会被挡板挡住,而避免锂电池在冲刷方向上被冲刷跌落,提高了产品良率,降低了生产成本。
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本实用新型公开了一种锂电池加工用辅助清洗装置,属于锂电池领域,包括操作台,操作台的外表面上设置有固定转动机构和卡合机构,固定转动机构包括设置在操作台内部的放置台,开设在放置台内壁上的凹槽和设置在凹槽内壁上的第一伸缩杆。本实用新型通过将锂电池放置于放置台的内壁上,下压块沿着凹槽进行移动,锂电池的另一侧放置于另一组的放置台的内壁上,另一组的下压块对锂电池形成固定,进气管控制气垫的大小,气垫对锂电池形成进一步的固定,将圆块放置于圆槽的内部,此时在第二磁吸板与第一磁吸板的磁性作用下,把手杆与第二伸缩杆通过磁吸连接形成一个整体,接着在转动把手杆时第二伸缩杆随之进行转动,此时放置台和锂电池随之进行转动。
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本申请公开了一种固态锂电池,包括:锂负极层、固态电解质层、正极层、聚合物凝胶电解质层,以及滴加在锂负极层、固态电解质层、正极层、聚合物凝胶电解质层任一层中的电解液;所述固态电解质层位于所述锂负极层内,或位于所述固态电解质层内,或位于所述正极层内;所述锂负极层包括金属锂和涂覆于金属锂表面的储锂修饰层,所述储锂修饰层中含有碳材料或银材料。本申请还提供一种固态锂电池的制备方法。本申请提供的固态锂电池,兼具优异的安全性能、高的能量密度、及长的循环寿命。
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本发明涉及一种镁锂合金模锻件的热处理方法,该热处理方法包括:将镁锂合金模锻件在第一温度范围下进行固溶处理,得到固溶处理后的镁锂合金模锻件;将固溶处理后的镁锂合金模锻件在第二温度范围下进行时效处理,得到时效处理后的镁锂合金模锻件;将时效处理后的镁锂合金模锻件冷却至室温,得到热处理态镁锂合金模锻件。经过本发明的热处理组合工艺处理后,合金中的MgLi2Al相充分溶解在基体中,既增加了基体中固溶原子的含量,又避免了晶粒尺寸的过度长大,在充分提升固溶强化效果的同时保留了细晶强化效果。
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本发明公开了一种高能量密度锂硫动力电池制备方法及电池,将金属锂层压实在泡沫铜中,泡沫铜的孔隙结构可以缓解锂硫电池锂枝晶的形成,避免了锂枝晶刺穿隔膜,提高了电池的安全性能,此外用一端开口的隔膜袋封装泡沫铜/锂负极极片,得到全密封的小单元,一方面可以避免叠片过程中因隔膜褶皱而出现的正负极错位导致的短路问题,另一方面可以避免叠片过程中金属锂层与空气或氧气的直接接触。
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本发明涉及一种熔盐电解制备金属锂的方法,包括先构建阳极室内盛有含锂离子的阳极熔盐电解质并插有阳极,阴极室内盛有含锂离子的阴极熔盐电解质并插有阴极,电解槽内底部盛有液态合金的电化学体系,然后通电电解,向阳极室中加入碳酸锂,即可在阴极熔盐电解质的表面得到金属锂。本发明的有益效果为:以碳酸锂为原料在制备金属锂的过程中,能避免氯气的产生,可放宽杂质含量的要求,降低了生产原料和设备成本。
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本发明公开了一种从卤水中提取锂的工艺,包括以下步骤:对原卤进行硫酸酸化,在提取硼酸的同时,使卤水中的硫酸根浓度增大,直到促使硫酸盐结晶;充分中和提硼过后的酸化卤水中的过量酸;让卤水在盐田自然蒸发结晶,结晶出硫酸锂、硫酸镁和氯化镁的混合物;利用硫酸锂的密度比硫酸镁和氯化镁都要大的物理特性,运用选矿学中的重介质重选原理,将锂盐和镁盐分开,以达到分离镁和锂的目的;然后采用烧碱沉镁和纯碱沉锂分别得到氢氧化镁和碳酸锂产品。本发明完全不需要喷雾干燥和煅烧程序,极大地减少了能源的消耗,可以降低70%的生产成本,且工艺流程简单,过程中少有化学反应,不会因流程复杂造成产品质量难以控制,而且环保无污染。
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一种酸性中和制备六氟锑酸锂的方法,首先将焦锑酸锂用水浆化后加入氢氟酸中和至要求pH数值,然后向溶液中加入双氧水,使焦锑酸锂中残存的少量三价锑氧化为五价,随后向六氟锑酸锂溶液中通入硫化氢气体净化脱除重金属杂质,净化后液经过浓缩、结晶和干燥得到六氟锑酸锂产品。本发明的实质是利用Sb‑F键长比Sb‑OH键长短且结合力强的原理,在水溶液中用F‑取代焦锑酸锂中的OH‑生成六氟锑酸锂溶液,溶液经过净化、浓缩、结晶和干燥后得到六氟锑酸锂产品。本发明具有工艺过程短、产品质量好和成本低的优点。
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一种酸性氧化制备六氟锑酸锂的方法,首先三氧化二锑在氢氟酸水溶液中通入双氧水氧化溶解,使水溶液中锑以六氟锑酸形式存在,其次向六氟锑酸溶液中通入硫化氢气体净化脱除重金属杂质,再次向净化后液中加入锂盐中和至要求pH值后得到六氟锑酸锂溶液,最后六氟锑酸锂溶液经过浓缩结晶和干燥得到六氟锑酸锂产品。本发明的实质是利用Sb(Ⅴ)易与F‑形成SbF6‑配合离子的性质,在氢氟酸水溶液中使三氧化二锑中的Sb(Ⅲ)氧化为Sb(Ⅴ)溶解,六氟锑酸溶液用锂盐中和得到六氟锑酸锂溶液。这些工序紧密关联,共同作用实现了用三氧化二锑氧化制备六氟锑酸锂的目的。本发明具有工艺过程短、产品质量好和成本低的优点。 1
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本发明公开了一种废旧锂电池中活性物质酸性浸出液的高效净化工艺。废旧锂电池正极活性材料酸浸液净化工序。其主要特点是采用改进的水解沉淀法和氧化沉淀法除去酸浸液中的杂质离子。包括以下四个步骤:黄钠铁矾法除铁;氧化沉淀法除锰,碳酸氢氨除铝;碳酸钠除铜。本发明所使用的方法成本低,操作弹性大,钴回收率高,能综合回收铝、铜和锰等有价金属,适用于目前广泛使用的钴酸锂电池材料和未来可能使用的大量掺杂的电池材料。使用该方法可使废旧锂离子电池中钴的总回收率约为98%,杂质含量低于2%。
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本发明公开了一种尖晶石结构钛酸锂的制备方法,其特征是:将钛盐配制成含钛0.1-3mol/L的溶液,按草酸根与钛的摩尔比1.5∶1~4∶1往溶液中加入含草酸根的配合物,在30~90℃下搅拌反应,然后在0.1~5℃冷冻结晶,静置,将析出的晶体过滤、用去离子水洗涤,然后在30~80℃烘干得钛酸锂前驱体草酸氧钛酸;按锂与钛的摩尔比3.8∶5~4.2∶5将锂源与上述前驱体混合,并在室温下球磨0.5~5小时得无定形钛酸锂,然后将无定形钛酸锂在600~900℃下,于空气气氛中煅烧即得尖晶石结构的钛酸锂。本发明的方法以廉价的无机钛源为原料,工艺流程简单,成本低,产品的电化学性能优异。
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本发明属于锂离子电池生产技术领域,尤其涉及一种封头,包括底座、安装于所述底座上的封头主体以及位于所述封头主体两端的限位块,所述封头主体的封装面上设置有波浪齿或网纹齿。本发明还提供一种使用所述的封头的软包锂离子电池封装方法,包括以下步骤:步骤一,使用所述的封头对软包锂离子电池进行一次封装,形成具有波浪纹或网纹状的封印区;步骤二,使用常规的平封头对软包锂离子电池进行二次封装,形成平封的封印区。相比于现有技术,本发明的封头能产生波浪纹或网纹状封印,有效将封印区的电解液排挤至封印区两侧,从而保证封装效果。
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本发明公开了一种POSS接枝碳纳米管的新型锂硫电池隔膜的制备方法,以羧基化碳纳米管(CNTs‑COOH)为原材料,将笼型倍半硅氧烷(POSS)接枝到CNTs表面得到CNTs‑POSS材料;然后将制备得到的CNTs‑POSS与聚醚砜(PES)、造孔剂、有机溶剂按一定质量比配制成溶液,将得到的溶液放置油浴锅中恒温加热、搅拌直到CNTs‑POSS均匀的分散在PES基体中形成静电纺丝前驱体溶液;将得到的静电纺丝前驱体溶液在PE隔膜上均匀的纺丝,即得到POSS接枝碳纳米管的复合锂硫电池隔膜。本专利合成具有截硫导锂功能的POSS基类固态电解质,与聚醚砜/聚乙烯(PES/PE)高强耐热隔膜复合,构筑类固态电解质修饰高强复合隔膜,用于解决锂硫电池中多硫离子穿梭导致的容量衰减和非正常工作状况下枝晶刺透导致的安全风险。
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本发明公开了一种电池级磷酸铁前驱体、磷酸铁锂及其制备方法与应用,采用共沉淀法合成磷酸铁前驱体,在持续搅拌的同时,加入表面活性剂并通入气体氧化剂,同时通过控制反应温度和反应液的pH值,从而得到铁元素和磷元素均匀分布且表面缺陷少的磷酸铁,采用该磷酸铁制备的磷酸铁锂材料表现出优异的倍率性能。本发明方法获得的磷酸铁,铁磷元素分布均匀,特别适合作为高倍率锂电池正极材料磷酸铁锂的原料使用,且该制备方法反应条件温和,操作简单灵活,成本低廉,同时提高了产率,可大批量生产,应用前景广阔。
本发明提供了一种氟和氮掺杂空心碳气凝胶载硫复合材料作为锂硫电池正极的制备方法,包括如下步骤:先将黏土、碳源及氮源按比例进行氮掺杂碳层的包覆;利用氟源进行低温氟掺杂与去模板得到氟和氮掺杂空心碳气凝胶;将氟和氮掺杂空心碳气凝胶进行载硫,得到氟和氮掺杂空心碳气凝胶载硫复合材料;本发明的氟和氮掺杂空心碳气凝胶的内部管腔连通,降低了锂离子在空心单元间的扩散势垒,缩短了扩散距离,氟和氮掺杂尤其是引入的碳氟离子键显著抑制了穿梭效应,这些特点提升了硫的转化动力学以及利用率;可满足目前锂硫电池的商业化发展要求的高载硫密度和低电解液使用量,且原料来源于廉价的天然黏土矿物,成本低,工艺简便,利于锂硫电池的产业化。
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本发明公开了一种废旧锂电池用设备,涉及锂电池回收技术领域;为了解决对粉碎后的锂电池进行回收的问题;具体包括底板,所述底板的顶部外壁设置有支撑台,且支撑台的顶部外壁固定有第一电机座,所述底板的顶部外壁固定有支撑腿,且支撑腿的顶部外壁固定有筛选罐,所述筛选罐的一侧内壁通过轴承连接有第一转杆,且第一转杆的外壁固定有转筒,转筒的外壁设置有电磁筒,所述第一电机座的顶部外壁固定有第一电机。本发明通过设置有第一电机、第一转杆、转筒和电磁筒,在破碎后的锂电池粉末进入到筛选罐中时,金属粉末会吸引在电磁筒上,普通粉末会直接从出料管中排出,实现了金属粉末和普通粉末的筛分,提高了装置的实用性。
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本发明提供了一种预烧‑浸渍联合制备三元正极材料的方法,包括如下步骤:S1、将三元前驱体在250℃~900℃的温度条件下预烧,得到多孔结构的氧化物粉末,预烧保温的时间为0.1h~15h,预烧的气氛为氧气含量为20%~100%的含氧气体;S2、将锂源在溶剂中完全溶解;S3、将S1中的氧化物粉末加入至S2中所获得的溶液中均匀分散,充分浸渍后,将溶剂蒸干得到粉末产物,浸渍的温度为0℃~200℃,浸渍时间为1h~24h;S4、将S3中的粉末产物进行烧制,得到三元正极材料。解决了现有的采用固相混锂‑高温烧结,难以保证锂源与前驱体的均匀混合,并且熔融锂源会覆盖在前驱体二次颗粒表面,在传质上阻碍进一步反应。
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本发明公开一种改性镍钴锰酸锂NCM111三元正极材料及其制备方法与电池,其中所述改性NCM111三元正极材料的化学式为:Li[Ni0.3Co0.3Mn0.3]xRzMyO2,其中:x+y+z=1;x:y:z=0.992:(0.001~0.003):(0.005~0.007);R元素包括金属元素Mg,Ti,Zr,Al中至少两种;M元素为Zn,Ti,Zr,Al中至少一种。本发明通过掺杂与包覆共同改性的方式来提高材料的离子电导率,稳定材料的结构进而提高材料的性能。利用材料之间的分子间作用力,选用合适的多种掺杂材料同时选用一种对中间体NCM111材料结构影响不大,但能明显提高材料导电性的包覆材料,同时通过调整各材料之间的配比来改善正极材料的晶型粒径,正极材料的导电性,进而提高锂离子电池的功率性能及其高温存储性能。
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本发明公开了一种锂电池回收用粉碎装置,涉及锂电池技术领域;具体包括支撑台和储料箱体,所述支撑台两侧的外壁均固定安装有第二支撑板,且两个第二支撑板的顶部外壁均固定安装有支撑杆,两个支撑杆的顶部外壁固定安装有同一个支撑顶板,支撑顶板底部的两侧外壁均固定安装有第一电动推杆,两个第一电动推杆的底部外壁固定安装有同一个压板。本发明提出的一种锂电池回收用粉碎装置,通过设置有第二电动推杆和推板,并在推板的底部设置有布垫,可以由第二电动推杆带动推板移动,进而将初步粉碎的锂电池推入储料箱体内进行进一步的粉碎,布垫的设置可以有效的提高推料的充分性,还实现了对支撑台便捷有效的清理。
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本发明公开了基于电化学阻抗模型的锂电池SOC估算方法及其系统,针对锂离子电池SOC估算问题,通过分数阶理论构建了基于电化学阻抗的等效电路模型,基于电化学阻抗谱的分析,引入CPE,替代传统时域电路模型中的纯电容元件,考虑电动汽车实际运行过程中电流及温度变化范围大,将模型中的极化电阻使用Butler–Volmer方程进行替代,针对建立的电池电化学阻抗电路模型,设计用于锂离子电池SOC估算分数阶观测器,最后利用电池特性测试数据对模型参数进行辨识,对电池的SOC进行精确估算。相比起现有技术而言,本发明中的基于电化学阻抗模型的锂电池SOC估算方法及其系统由于考虑了温度因素,测得的电池SOC值更加精确。
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本发明公开了一种改性尖晶石型锰酸锂的制备方法。其步骤为:选用草酸根、碳酸根或氢氧根离子将锰与掺杂离子在混合液中共沉淀;所得沉淀经固液分离、洗涤、烘干;进行一次空气气氛高温焙烧,冷却后破碎分级得到锰与M2的氧化物;将所得掺杂氧化物与锂源、掺杂元素M1源以及包覆材料M3源混合均匀;进行二次空气气氛高温焙烧,冷却后破碎分级得到掺杂和包覆的改性尖晶石型锰酸锂。采用本发明制备的改性尖晶石型锰酸锂具有良好的高温性能、循环能性和倍率性能,并有很好的实用价值。
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一种制备锰系锂离子筛吸附剂的方法,涉及一种用于从盐湖卤水、海水等液态锂资源中吸附锂的无机吸附剂的制备方法。以Mn2O3和LiOH或Li2CO3为原料,采用两段固相反应,制备出立方晶型的离子筛前躯体Li1.6Mn1.6O4,该前躯体也可以用作锂离子电池的正极材料。用酸处理前躯体得锂离子筛吸附剂MnO2·0.5H2O(或表示为H1.6Mn1.6O4),该离子筛是对锂具有很高选择性的锂吸附剂。本发明的优点是原材料简单易得,工艺过程简单,离子筛的吸附容量高,成本较低,产品纯度高,易实现工业化生产。
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本发明属于固态电池技术领域,具体公开了一种固态电解质膜及锂金属固态电池。在制备聚合物复合固态电解质时加入弱酸或其他能与锂金属起温和反应的添加剂,使固态电解质与锂金属在界面处通过化学反应紧密结合,消除空间电荷层,降低界面阻抗。界面处形成的镀膜层可以隔绝活性填料与锂金属的接触,抑制两者的副反应。在电池循环过程中,添加剂可与刺入电解质内部的锂枝晶反应,消耗锂枝晶,抑制锂枝晶的生长。同时,由于在近负极侧该物质的浓度降低,在固态电解质内部产生浓度梯度,引起该物质向负极侧扩散,维持其抑制锂枝晶的能力。锂枝晶与添加剂的反应产物也可进一步促进离子传输。
本发明提供了一种锑化合物表面包覆的锂过渡金属氧化物层状正极材料及其制备方法。本发明提供的一种锑化合物表面包覆的锂过渡金属氧化物层状正极材料包括核芯和壳层;核芯材料所述的锂过渡金属氧化物层状正极材料包括钴酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂和富锂锰等层状正极材料,其化学通式为:xLi2MnO3·(1‑x)LiMO2(0≤x≤1),其中M为Ni、Co、Mn、Fe中至少一种。壳层材料为Sb2O3、Sb2O5、aLi2O·(1‑a)Sb2O3(0≤a<1)、bLi2O·(1‑b)Sb2O5 (0≤b<1)中至少一种,其中壳层锑化合物的质量为锂过渡金属氧化物层状正极材料质量的0.5%~5%,锑化合物包覆层厚度0.5~20 nm。与现有技术相比,本发明选用具备电化学活性的锑化合物作为包覆层,能有效减少锂过渡金属氧化物层状正极材料界面与电解液的接触,抑制界面副反应的发生,从而抑制相转变,电化学性能结果表明有效提升倍率性能,抑制电压衰减,这归因于锑化合物包覆能有效降低电化学阻抗。
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本发明属于锂离子电池材料回收技术领域,公开了一种磷酸铁锂废料的综合回收方法。将磷酸铁锂废料粉碎过筛后与氢氧化钠混合均匀,然后在空气或氧气气氛下,升温至350~1000℃烧结反应;将烧结后的物料加水制浆,过滤得到磷酸钠溶液和含锂渣,磷酸钠溶液用磷酸调节pH值后过滤,滤液蒸发结晶得到磷酸钠产品,将含锂渣加水混合制浆,用稀酸调节pH值,过滤得到粗制锂溶液和氧化铁渣;将粗制锂溶液用碱性物料调节pH至10.0~11.0,过滤得到精制锂溶液。本发明的方法工艺简单、成本低廉,磷回收得到的磷酸钠质量百分数达到99%以上,达到工业级标准,锂的回收率达到98.25%以上,具有良好的应用前景。
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本发明属于废旧锂离子电池有价材料回收再利用领域;具体公开了一种从废旧锂离子电池中预先提锂的方法,从废旧锂离子电池中分离得到正极活性材料,或者分离得到包含正极活性材料和负极活性材料的电极活性材料;将分离得到的正极活性材料或电极活性材料复合在集流体表面,制得待处理正极;将待处理正极为正极、不锈钢或钛板为负极,在电解液中通电极化,控制极化电压在0.8‑1.4V;极化完成后,收集富集有锂的极化后的电解液。本发明方法,不同与先回收镍钴锰最后回收锂的传统提取方法,创新性地采用电化学方法预先提取活性粉末中的金属锂,可有效避免传统提取方法沉淀镍钴锰时造成的锂夹带沉淀,高效实现废旧锂离子电池中有价金属的回收再利用。
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本发明公开了一种锂离子筛吸附剂的制备方法及其产品与应用,包括以下步骤:将致孔剂、锂盐、辅助金属盐置于溶剂中,搅拌混合后,加入钛酸四丁酯,继续搅拌至溶液混合均一,得到纺丝液;将纺丝液置于静电纺丝机的溶液储存装置中,设定静电纺丝的工艺参数,接着进行电纺,得到纳米纤维;将纳米纤维干燥后,在空气气氛下进行煅烧,煅烧完毕后,得到锂离子筛前驱体;将锂离子筛前驱体在无机酸中进行搅拌反应,反应完毕后,得到锂离子筛吸附剂。本发明制备的多孔纳米纤维状锂离子筛吸附剂比表面积非常大,增大了吸附剂与溶液的接触面积,可以提高其对锂离子的吸附容量。多孔纤维状锂离子筛整体为离子筛结构,对锂离子吸附选择性高。
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本发明提供一种全锂废料用于采空区胶结充填的方法,属于固废综合利用及矿山充填技术领域,通过将采掘废石及锂辉石尾砂作为充填骨料,生石灰改性后的水淬锂渣作为胶结剂,以一定比例与清水混合后形成均质充填料浆后,泵送至井下采空区。本发明充分利用了锂金属生产全生命周期所产生的工业固废,用改性锂渣完全取代水泥的同时,充填料浆输送性能较好,且由于掺入了部分采掘废石而使得充填体各龄期强度满足充填要求,从而在综合处理工业固废的同时,为处理井下采空区提供新的思路。
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