1137
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本发明公开了一种高活性锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备方法。是将1∶1的0.05~3mol/L的铁源溶液和磷源溶液加入搅拌反应釜中反应0.5~8h,再将臭氧通入溶液中反应2~12h,陈化2~4h,经过滤、洗涤、干燥后得到高活性的FePO4·2H2O粉末;再以FePO4·2H2O、锂源化合物及复合碳源为原料,按铁、磷、锂及碳元素摩尔比为1∶1∶(1~1.1)∶(1~10),以无水乙醇为介质进行机械活化0.5h~10h,得到含复合碳源的磷酸铁锂前驱体,再在保护性气氛中低温焙烧4~16h,得到0.5μm~1μm和1μm~2μm两种粒径的锂离子电池正极材料磷酸铁锂。本发明制得的产品反应活性高,电化学性能优良,振实密度高,加工性能好,操作过程简单,制备过程无污染,无废水和废气的产生。?
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本发明公开了一种从含锂富锰渣中提取锂和锰的方法,包括以下步骤:将含锂富锰渣(废旧锂离子电池火法冶炼所得的一种产品)用硫酸溶液调浆后得到混合料浆;将混合料浆在不低于50℃的温度下保温;对保温处理后的产物进行焙烧,控制焙烧温度不低于150℃,焙烧时间不少于30min;对焙烧产物进行浸出,然后固液分离,得到含硫酸锰和硫酸锂的溶液。本发明采用含锂富锰渣的浓硫酸熟化浸出工艺处理废旧锂离子电池火法冶炼后的炉渣产物,具有锂和锰浸出率高、浸出产物含水率低的优势,并能降低产物焙烧处理能耗;同时获得的硫酸锰?硫酸锂溶液杂质含量低,使含锂富锰渣中的锂资源和锰资源都能得到更加经济合理的利用,经济与环境效益显著。
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本发明公开了一种采用钛酸锂负极的锂离子电池的制备方法。包括配制浆料,制作正极片、负极片,与隔膜组装成叠片式软包装电池,干燥脱水,加注含离子液体的电解液,一次成膜活化,加注商用锂离子电池电解液,二次成膜活化,高温储存,充放电,脱气密封步骤得到锂离子电池。本发明有利于在电极表面得到致密、稳定、性能优良的复合SEI膜,可以有效地防止钛酸锂负极锂离子电池在充放电过程中的气胀现象,开发的产品具有循环寿命长、快速充放电能力优异,安全性好的优点。
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本发明属于锂吸附材料技术领域,具体公开了一种锆酸锂包覆锰系锂离子筛,具有核‑壳结构,其核的材料为H1.6Mn1.6O4;壳层的材料为Li2ZrO3。本发明还公开了所述的锂离子筛的制备方法,将Li1.6Mn1.6O4分散在包含Zr源和锂源的溶液中,随后经脱除溶剂、焙烧得到Li2ZrO3锂离子筛前驱体;Li2ZrO3锂离子筛前驱体经酸浸脱Li处理后再经固液分离、洗涤、干燥,即得。本发明解决了锰系锂离子筛耐酸腐蚀性能不佳,锰溶损大,结构不稳定,循环性能差,包覆层无吸附容量的问题。所得锂离子筛产品锂吸附容量高,结构稳定,使用寿命长,是盐湖卤水或海水高效提锂吸附剂。本发明制备工艺简单、清洁、制备过程中无副反应,产品性能好,适于工业化生产。
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本发明提供了一种高硫负载锂硫电池正极的制备方法,包括以下步骤:将碳材料和硫加入水中,混合均匀得到碳硫混合浆液;将碳硫混合浆液加入砂磨机中进行纳米球磨,再进行干燥并粉碎,然后加热熔融,得到碳硫复合正极材料;将导电剂、粘合剂及碳硫复合正极材料加入水中,混合均匀后制得锂硫电池正极浆料前驱体,然后将正极浆料前驱体加入砂磨机中进行纳米球磨,得到锂硫电池正极浆料;将锂硫电池正极浆料均匀涂覆在铝箔上,经烘干后得到高硫负载锂硫电池正极。该方法原料成本低,工艺简单,过程可控,有利于制得硫负载量高的锂硫电池正极。本发明还相应提供由该方法制得的锂硫电池正极,以及由该正极组装得到的锂硫电池。
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本发明公开了一种从废锂离子电池材料中回收钴和锂的方法。该方法主要包括废锂离子电池材料的放电,高温焙烧,用硫酸和硫代硫酸钠在超声波条件下浸出,硫化钠沉淀除杂,用Cyanex272作为萃取剂萃取钴,再盐酸反萃取钴,含锂萃余液通入CO2气体沉淀得到碳酸锂。采用本发明的方法,工艺简单、钴和锂回收率高,废锂离子电池材料中的钴和锂回收率均在98.5%以上。
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本发明公开了一种锂离子电池负极析锂的恢复方法,包括以下步骤:控制锂离子电池放电至预设容量保持率;对所述锂离子电池两侧施加预设夹具力,得到第一处理后电池;将所述第一预处理后电池在预设温度静置预设时间,得到第二处理后电池。本发明旨在将锂电池负极析出的锂单质进行逆向恢复。
本发明公开了一种用于锂离子电池或锂硫电池的纳米结构准固体电解质及其制备方法和应用,纳米结构准固体电解质是由无机有机杂化框架材料吸附离子导电剂形成的宏观固态电解质材料;其制备方法是在保护气氛下将无机有机杂化框架材料浸泡在离子导电剂中充分混合,然后将多余溶剂挥发;制得的纳米结构准固体电解质具有较高的锂离子电导率,可以同时取代传统锂离子电池中的有机电解液和隔膜,能有效避免有机电解液漏液引发的安全问题;该电解质组装的锂电池能使用金属锂片作为负极。
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一种锂硫电池复合正极,由隔膜层、多孔碳层和碳硫复合物层复合而成,多孔碳层设置于隔膜层的一侧,碳硫复合物层设置于多孔碳层上;其制备方法包括以下步骤:将多孔碳、导电剂和粘合剂加入到有机溶剂中制成浆料,将浆料涂布在隔膜的一侧,隔膜层的一个表面上形成有多孔碳层的复合物;将碳硫复合物、导电剂和粘合剂加入到有机溶剂中制成浆料,然后将浆料涂布在复合物中的多孔碳层上,得锂硫电池复合正极。本发明的锂硫电池包括前述的锂硫电池复合正极、负极和电解液,该锂硫电池可减少界面电阻,增大离子电导和电子电导,有效提高锂硫电池的能量密度、循环性能和倍率性能。
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一种制备锂/铜/锂箔材的深冷制备方法,采用宽度相同的铜箔和锂箔为原料,将铜箔和锂箔分别放置到原料卷曲机组上,采用氩气对锂箔进行保护,对铜箔的上下表面进行清理,清除表面氧化物,铜箔、锂箔通过传导辊进入温度范围为‑60℃~‑20℃的深冷箱完全叠合得到锂/铜/锂复合箔材,对锂/铜/锂复合箔材进行连续深冷处理,冷却至‑40℃~‑20℃,使轧辊变形区温度控制在‑40℃~‑20℃,利用深冷轧机机组对深冷处理的锂/铜/锂复合箔材进行深冷轧制,经过深冷轧制后,轧制产品压下量达到30%~50%;本发明将锂金属层从室温降低到‑40℃~‑20℃,使锂金属的变形抗力大幅提高,进而大幅提高锂/铜/锂复合箔材轧制过程中锂层与铜层的变形协调性,避免锂层与轧辊粘结。
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本发明公开了一种多层复合包覆钴酸锂及制备方法、锂电池。该多层复合包覆钴酸锂包括钴酸锂和由内至外依次包覆在钴酸锂表面上的磷酸铝层、铝‑过渡金属‑氧固溶体层和过渡金属锂氧化物层,过渡金属包括Fe、Co、Ni、Ti、Mn中的一种或几种。一方面,多层包覆能弥补单层包覆材料表面均匀性差的不足,从而显著提高材料的高电压下的循环性能。另一方面,外层包覆的AlPO4层能有效缓解材料在高电压充放电下的热效应,过渡金属锂氧化物层与铝‑过渡金属‑氧固溶体层能有效抑制高电压状态下的钴溶出,改善材料的高电压循环性能。在上述两方面的作用下,多层复合包覆钴酸锂在高电压下的循环性能和热稳定性得到大幅改善。
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一种从含锂盐湖卤水中提取锂盐的生产工艺,其包括以下步骤:(1)卤水盐田滩晒,浓缩,直至结晶出含锂盐(或锂的复盐)和镁盐的混合盐,或者锂盐(或锂的复盐)和镁盐、钠盐三者的混合盐;(2)磨矿,将混合盐磨成≤100目的粉状;(3)浮选,浮选在饱和母液中在常温常压下进行,浮选药剂为4~8个碳原子且带有甲基基团的烷烃衍生物如醇或醛,浮选工艺采用一次粗选,至少二次精选,一次扫选,浮选药剂用量与时间为:粗选药剂用量80-300克/吨原矿,浮选时间5-7分钟,扫选加药量45-65克/吨原矿,浮选时间5-7分钟,精选不加药,每次精选时间为2-4分钟,将锂盐与镁盐、钠盐进行分离,获得锂盐粗产品。本发明流程短,能耗低,操作简单,适合于各种含锂卤水中锂盐的提取,特别适合高镁锂比卤水中锂的提取。
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本发明提供了一种热电池用改性锂硼合金复合负极材料及其制备方法,其由Li7B6相、锂镁固溶体相和离子导电剂相组成,其中离子导电剂相占改性锂硼合金复合负极材料的1‑15wt%;该改性锂硼合金在其内部预先添加了离子导电剂,而所述离子导电剂与热电池配套使用的电解质中的导电成分一致。作为热电池用负极材料时,热电池低温大电流放电初期电解质与游离锂的浸润性好,可提升电极反应速率,改善电压凹峰。该方法采用双液态方式混合,可以将离子导电剂均匀的分散于固体锂硼合金内部,制备工艺简单,解决了离子导电剂和锂硼合金后期无法采用机械方法混合的问题。
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本发明属于锂离子电池材料领域,具体公开了一种含掺Co高铁酸锂的补锂正极材料,其包含正极活性材料和补锂添加剂;所述的补锂添加剂为掺Co高铁酸锂、或者为掺Co高铁酸锂与碳材料形成的复合补锂材料;所述的掺Co高铁酸锂的化学式为Li5Fe1‑xCoxO4;其中,x为0.05~0.1。本发明还提供了所述补锂添加剂的制备方法,将化学计量比的铁源、钴源、锂源分散在溶解有柠檬酸的溶液中,搅拌反应得凝胶,随后经干燥、球磨得前驱体;将前驱体在保护气氛、600~900℃下烧结得到。本发明发现所述的补锂添加剂和正极活性材料有协同性,此外,本发明还提出了一种操作简单、制备周期短,产物活性高的制备方法。
一种锂离子导体包覆纳米LiMnPO4/C正极材料的改性方法,以解决磷酸锰锂正极材料倍率性能差,循环性能不好的问题。一种锂离子导体包覆纳米LiMnPO4/C正极材料的改性方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)溶剂热碳化制备表面羟基化的正极材料LiMnPO4/C;(2)控制形成氧化物前驱体包覆层,完成核壳结构LiMnPO4/C@MOP(金属氧化物前驱体)的组装;(3)一步煅烧法制备锂离子导体改性的复合正极材料LiMnPO4@Li2TiO3/C或LiMnPO4@V2O5/C。本发明工艺简单,制得的锂离子导体改性的LiMnPO4/C复合正极材料用于锂离子电池,循环稳定性好,充放电容量高,高倍率性能优异。
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本发明公开了一种锂离子电池电解液及其锂离子电池,所述锂离子电池电解液,包括锂盐、添加剂和非水有机溶剂,以锂离子电池电解液的总重量份计算,所述添加剂包括四乙烯基硅烷0.01~0.05份;磷酸乙烯三氟乙酯0.01~0.05份;磺酸吡唑化合物0.01~0.1份。本发明采用特定的四乙烯基硅烷、磷酸乙烯三氟乙酯和磺酸吡唑化合物组成的添加剂,在含量能够控制到1%以下的情况下还具有耐高温性能和耐高温存储性能。避免了因为添加剂的含量过多导致的其他电化学性能下降的缺陷。所述电解液可以用于锂离子电池中。
本发明公开了一种用于制备锂离子电池负极的SiOC陶瓷材料及其制备方法和由该陶瓷材料制成的锂离子电池。该SiOC陶瓷材料包括摩尔比为1∶α∶β的硅元素、氧元素和碳元素,α为0.4~2.0,β为0.4~5.0,且α+β为0.8~7.0;其制备方法包括步骤:准备如下式的有机硅聚合物:a(R1R2SiO)x(R3R4SiO2)y(R5R6SiO3)zb其中,a和b为封端官能团,R1、R2、R3、R4、R5及R6为官能团,其中至少有一个官能团为氢基或烯基,x为0.3~1,y为0~0.7,z为0~0.5,且x+y+z=1;并准备含有能与硅氢基、硅羟基或烯基反应的活性基团的有机小分子化合物;将有机硅聚合物和有机小分子化合物混合并交联固化制成共聚物,再进行高温裂解即得。本发明的锂离子电池具有较高容量、较好的循环性能和较高的可逆容量。
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本发明揭示了一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜,其中,一种锂离子电池隔膜浆料包括以下重量分的组分:聚有机硅倍半氧烷微球(PSQ微球):2~20份,无机物颗粒:30~45份,丙烯酸酯粘结剂:4~10份,羧甲基纤维素钠:10~12份,聚氨酯类分散剂:0.01~0.20份,聚醚改性聚硅氧烷类助剂:0.01~0.20份,去离子水:30~45份;锂离子电池隔膜浆料的固含量为37~42wt%。本申请通过采用超细PSQ微球与无机物颗粒构建电池基膜的复合涂层,使得浆料具有优良的分散性,且浆料涂覆后的复合隔膜摩擦系数小,涂层表面光滑,有利于隔膜在锂离子电池卷绕装配过程中的卷芯与卷针分离,减少隔膜打皱、撕裂、边缘不齐等抽芯不良问题,降低锂离子电池发生内短路安全隐患的概率。
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一种锂离子电池正极材料硼酸锰锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将偏硼酸锂、乙酸锂、乙酸锰和葡萄糖溶于去离子水中,搅拌均匀;(2)放进冷阱内预冻,预冻完毕后,从冷阱中取出,放进干燥架,将干燥架放到冷阱上方,冷阱内温度设定为-50~-20℃,启动真空泵,真空度设置为15Pa以下,干燥20-24h;(3)在氩气保护下以每分钟1~5℃的速率升温到350~450℃,恒温4~6h,再以每分钟1~5℃的速率升温至600~700℃,恒温4~6h,通入氩气,自然冷却到室温,即成。本发明操作简单,重现性好,前驱体物料粒径细小,烧结所得物料粒径能很好控制,碳包覆效果较好,有良好的电子导电性能,首次充放电比容量高。
本发明公开了一种球形中空氧化铈改性的锂硫电池隔膜及其制备方法,该改性隔膜包括隔膜本体,所述隔膜本体的一侧涂布有改性涂层,所述改性涂层中包含有球形中空氧化铈、导电剂和粘合剂,该改性隔膜可有效阻止多硫化物的穿梭。本发明还公开了一种具有该改性隔膜的锂硫电池,包括正极、负极、电解液以及隔膜,所述正极为科琴黑?硫复合正极,所述负极为金属锂,所述电解液为双三氟甲基磺酸亚酰胺锂、硝酸锂、1, 3?二氧戊环和乙二醇二甲醚的混合物,所述隔膜为上述的球形中空氧化铈改性的锂硫电池隔膜或者为上述的制备方法制备得到的隔膜,所述隔膜涂布有改性涂层的一侧靠近锂硫电池的正极。该锂硫电池比容量高、循环寿命长。
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本发明提供了一种磷酸铁锂/氟磷酸钒锂/碳复合正极材料及其制备方法,其分子式为(1‑x)LiFePO4·xLiVPO4F/C,其中x=5~40wt%,所述复合正极材料中C的质量分数为0.5~2.0wt%。本发明通过先合成磷酸铁锂,然后合成VPO4中间体,最后将磷酸铁锂、VPO4中间体和其他合成氟磷酸钒锂的原材料混合,进行压片烧结,保证了复合材料中不存在磷酸钒锂的杂相生成,复合材料中形成具有双相嵌锂活性物质的复合结构来稳定磷酸铁锂材料的表面性能,提升锂离子表/界面扩散能力和电子的传输速率,在不牺牲能量密度的同时提高其倍率性能和循环性能。
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本发明公开了一种废旧锂离子电池选择性浸锂工艺,1.包括以下步骤:(1)取废旧锂离子电池浸泡在盐水中进行放电处理,拆解分离出极片并干燥处理,然后粉碎并进行筛分,得到拆解粉料;(2)取所述拆解粉料和硫化剂混合形成混合物,所述硫化剂含有硫酸根,所述混合物依次通过一段转型过程和二段分解过程进行热处理,得到热处理产物,所述一段转型过程的热处理温度为100~600℃,所述二段分解过程的热处理温度为600~1400℃;(3)在所述热处理产物中加入浸出剂进行浸出,固液分离,得到富锂溶液。本发明采用两段热处理大大提高了锂的转化效率,提高了锂的浸出率,具有良好的应用前景。
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本发明公开了一种锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂,其比表面积在0.2~0.6m2/g,Na和K离子含量小于800ppm,其他杂质小于200ppm,压实密度大于3.35g/cm3,0.1C扣式电池初始放电容量达115mAh/g以上,100周循环容量衰减小于8%;其制备方法包括:先以锂源、锰源和掺杂金属添加物进行配料,然后将锰源置于500℃~1000℃温度下预烧;将预烧后的锰源与锂源及掺杂金属添加物进行混合;再对混合原料进行多段烧结,对得到的烧结样进行水洗处理,离心甩干并干燥;最后进行筛选分级,得到锰酸锂产品。本发明的锰酸锂产品不仅颗粒形貌规整、压实密度高、杂质含量少,且加工性能及电性能均较好。
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本发明公开了一种综合利用钛铁矿制备钛酸锂和磷酸铁锂前驱体的方法,其特征在于包含以下步骤:1)钛铁分离:将钛铁矿球磨,用硫酸浸出钛铁矿,冷却,过滤得滤渣和滤液;2)制备钛酸锂前驱体:将所得滤渣用稀硫酸洗涤,然后用75~90%的硫酸溶解,并稀释,加入沉淀剂反应,冷却,静置,过滤,将滤渣烘干即得钛酸锂的前驱体;3)制备磷酸铁锂前驱体:将滤液稀释,向溶液中加入氧化剂和沉淀剂,然后用碱水溶液控制体系的pH值,反应后将所得沉淀洗涤、过滤、烘干即得磷酸铁锂的前驱体--磷酸铁。本发明原料来源广、工艺流程简单、产品质量好且稳定、成本低,对钛铁矿进行了综合和充分的利用。
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本发明公开了一种基于一种从混合废旧锂电再生富锂锰基正极的方法,所述方法包括以下步骤:1)将废旧LiNixCoyMnzO2和LiCoO2混合废旧极片原料直接粉碎,采用碱性还原氨浸出得到富含Li、Ni和Co的浸出液及含大量Mn元素的浸出渣;2)将浸出渣与废旧LiMn2O4粉末混合,采用酸浸的方法,得到富含Li和Mn的浸出液;3)将步骤1和2所得的浸出液混合并添加适当的金属盐,固定锂、镍、钴、锰元素的摩尔比;4)将上述混合溶液采用水热的方式,制备富锂锰基前驱体,在马弗炉内进行煅烧,即得到富锂锰基正极材料。本发明基于混合多种废旧锂电池回收富锂锰基正极材料,具有适用性高,耗能相对低,且再生产品附加值高,流程可控性强的优势。
本发明公开了一种锂离子电池拼接式层单元框架及其构成的锂离子电池模块,锂离子电池模块包括底板、顶板、多个层单元,层单元由拼接式层单元框架、软包锂离子电池、弹性调整垫、散热板组成,散热板冲有凹坑构成软包锂离子电池、弹性调整垫的容纳空间,散热板两端延设有凸耳,凸耳上设有通孔,多个散热板平行布置在拼接式层单元框架中,每一个散热板上设置的凸耳均夹装在拼接式层单元框架中的上端边框与下端边框之间,构成一个层单元,在底板与顶板之间叠置多个层单元,通过螺栓紧固定位。本发明模块结构紧凑,方便维修,容易扩展,实现电池单体的隔离,对电池起到保护作用,对提高电动汽车锂电池组使用寿命和能量密度具有显著的作用。
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一种锂离子电池用磷酸氧钒锂正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将钒源、磷源以钒离子、磷酸根离子的摩尔比按照LiVOPO4化学计量比称取并配制溶液,加入草酸作为还原剂,于50-90℃恒温水浴中搅拌;(2)按照LiVOPO4化学计量比加入锂源,按有机形貌诱导剂与钒离子的摩尔比为0.1-4.0:1.0的比例加入有机形貌诱导剂,于30-100℃恒温水浴中搅拌,形成均一凝胶,真空干燥;(3)研磨后,在氧分压为0-30kPa的气氛下于300-750℃烧结3-20h,即成。本发明所制备的磷酸氧钒锂正极材料具有一次颗粒粒度较小,二次颗粒具有片状结构的形貌特征,颗粒片厚度为50-500nm,电化学性能优异。
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本发明公开了一种锂离子二次电池用低浓度电解液,包括锂盐和有机溶剂,有机溶剂包括链状羧酸酯类溶剂和氟代羧酸酯类溶剂,锂盐的浓度为0.01~0.5mol/L。该电解液采用链状羧酸酯类溶剂和氟代羧酸酯类溶剂的混合溶剂作为电解液的溶剂体系,并加入低浓度锂盐,构成的电解液体系不仅粘度低,与正负极有良好的浸润性,而且能够形成稳定的CEI/SEI层,缓解循环过程中的过渡金属溶解,同时还能降低生产成本,具有可观的应用前景,组装的电池具有良好的循环性能。
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本发明公开了一种基于镁锂硫酸盐晶体形态及密度和溶解度差异的镁锂分离工艺,包括以下步骤:首先使卤水中的硫酸根浓度增大,直到促使硫酸盐结晶;利用硫酸锂的密度比硫酸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;然后利用溶解度差异分理出部分镁盐;最后采用纯碱沉锂得到碳酸锂产品。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,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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本发明公开了一种废旧磷酸铁锂材料选择性提锂的方法,包括以下步骤:将废旧磷酸铁锂材料浸入氢氧化钠溶液中,进行碱浸除铝,过滤,对过滤得到的除铝后料进行干燥,得到磷酸铁锂粉料,并将过滤出的铝酸钠滤液回收;将磷酸铁锂粉料放入加热炉,通入选择性提锂气体,再进行焙烧,得到磷酸铁和锂的化合物;将磷酸铁和锂的化合物加入球磨机,进行湿法球磨,过滤,分别得到磷酸铁固体和含锂溶液;将含锂溶液的pH值调节至9.0‑11.0,除杂,得到纯净的锂溶液;将碳酸钠溶液加入纯净的锂溶液中反应,过滤,对过滤得到的固体进行洗涤、干燥,得到碳酸锂。用本发明的方法回收废旧磷酸铁锂材料中的锂,锂回收率高达95%以上。
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