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公开(公告)号：CN116354408A
公开(公告)日：2023-06-30
申请号：CN202310330460.X
申请日：2023-03-31
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提出一种废旧钴酸锂正极材料的回收再生工艺，属于锂离子电池回收领域。一种废旧钴酸锂正极材料的回收再生工艺，具体过程为：将废旧钴酸锂正极材料粉末，配以少量盐酸和氯化铵进行湿磨反应；湿磨产物经过还原氨浸后得到富锂钴浸出液；加入适量碳酸盐，过滤得到碳酸锂和碳酸钴的混合物；补充相应的锂盐或钴盐至Li:Co的摩尔比为1.05:1，并通过高温固相法再生钴酸锂正极材料。本发明借助少量酸性溶液在球磨时对废旧钴酸锂的单晶结构进行破坏，极大强化后续氨浸步骤的浸出速率，并结合氨浸工艺具备金属选择性浸出的特性，避免杂质元素进入浸出液，实现对锂钴的高效选择性提取，大大地缩短了材料再生流程。
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公开(公告)号：CN116287724A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310292981.0
申请日：2023-03-24
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于锂离子电池回收领域，具体涉及一种废旧三元正极材料的碱法回收与再生工艺。一种废旧三元正极材料的碱法回收与再生工艺，具体包括以下步骤：第一段还原碱浸处理，固液分离，锂镍钴及少量锰进入液相，待回收的锰与杂质元素铝铜铁则是进入渣相；第二段还原碱浸处理，实现锰的再提取过程并富集至液相；将两段碱浸的浸出液混合，测试金属离子浓度以及pH值；调节pH实现共沉淀过程，过滤分离得到正极前驱体材料。本发明针对碱法体系下锂镍钴锰的浸出条件的不同，设计二段浸出工艺，实现有价金属的提取并再生。
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公开(公告)号：CN116154401A
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202310330433.2
申请日：2023-03-31
Applicant: 中南大学
IPC: H01M50/403 , H01M10/0525 , H01M50/449 , H01M50/417 , H01M50/431 , H01M50/489
Abstract: 本发明属于锂离子电池隔膜材料技术领域，公开了一种具有高锂离子迁移数的无机矿物复合隔膜及其制备方法。该制备方法具体包括以下步骤：(1)将蒙脱石(MMT)在锂盐水溶液中预锂化，后通过离心分离洗涤得到预锂化蒙脱石(LiMMT)；(2)将LiMMT与PVDF按照一定比例混合，溶解于NMP中，将混合充分的溶液均匀涂在商用PE隔膜上，经过烘干处理得到无机矿物复合隔膜。本发明所制备的复合隔膜具有高锂离子迁移数，并在循环过程中对锂金属表面有平整作用，抑制枝晶生长。通过对PE隔膜的改性，提升了锂金属为负极材料的锂离子电池的循环稳定性和电化学性能。
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公开(公告)号：CN113224383B
公开(公告)日：2022-12-13
申请号：CN202110331191.X
申请日：2021-03-29
Applicant: 中南大学
IPC: H01M10/0565 , H01M10/058 , H01M10/0525 , C08G83/00
Abstract: 本发明公开了一种基于金属‑有机框架材料的复合固态电解质膜及其制备方法和应用。该复合固态电解质膜包括由聚氧化乙烯(PEO)与经甲苯二异氰酸酯(TDI)修饰的金属‑有机框架材料(MOF)聚合而成的聚合物网络和分散在所述聚合物网络中的锂盐。本发明将苯二异氰酸酯作为中间体，使MOF和PEO通过化学键连接，可大幅度增强锂离子的离子电导率，同时可避免PEO的羟基基团在高电压下的氧化分解，显著提升高压电化学稳定性。该发明制备方法简单、易于控制、成本低廉，易于产业化，在高比能固态电池体系、柔性电子储能器件领域有着广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN114639822A
公开(公告)日：2022-06-17
申请号：CN202210292018.8
申请日：2022-03-24
Applicant: 中南大学
Abstract: 本专利公开了一种具有元素梯度分布的镍钴锰三元MOF正极材料前驱体及其制备方法。本发明通过加入络合剂实现MOF材料制备，在后续处理中成功制备原位导电碳阵列，提升内部电子电导率。另外利用不同温度溶液定速混合的方法，成功实现三元MOF正极材料中金属元素的梯度分布，一方面在材料内部构建内建电场，提升电子电导率，另一方面结构缺陷的产生有利于改善Na+的传输路径，进一步提高离子电导率，减小极化。因此综合提升三元正极材料的倍率性能和循环稳定性。本发明的前驱体制备方法成本低，易实现、简单有效，且能制备所需结构、组成和性能的改性前驱体。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114551838A
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202210179741.5
申请日：2022-02-25
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/485 , H01M4/505 , H01M4/525 , H01M10/0525
Abstract: 一种改性单晶型无钴高镍三元正极材料及其制备方法。本发明的一种改性单晶型无钴高镍三元正极材料其化学式为Li[NixMn1‑x‑ySry]O2@mLi2SiO3，其中x、y为摩尔数，0.8≤x＜1，0＜y≤0.05，m为质量分数，0＜m≤3000ppm。本发明方式包含以下步骤：以一定化学计量比配置含镍、锰、锶的无机盐溶液，采用共沉淀法合成颗粒较小、形貌疏松、比表面积较大的[NixMn1‑x‑ySry](OH)2前驱体；将前驱体粉末通过高能混合器与硅源、锂源充分混合，并经随后的焙烧、粉碎过程得到单晶型Li[NixMn1‑x‑ySry]O2@mLi2SiO3正极材料；本发明的改性单晶型无钴高镍三元正极材料具有较好的晶体结构，以其作为正极材料制得的电池具有优异的电化学性能；本发明制备方法简单可控、成本低廉，适用于工业化生产。
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公开(公告)号：CN114551837A
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202210179648.4
申请日：2022-03-25
Applicant: 中南大学
Abstract: 一种快充型无钴高镍浓度梯度核壳结构锂离子电池三元正极材料及其制备方法。本发明的正极材料化学式为Li[NixMn1‑x‑yWy]O2@mLi2ZrO3，其中x、y为摩尔数，0.8≤x＜1，0＜y≤0.05，m为质量分数，0＜m≤3000ppm。本发明的制备方法为：将一定化学计量比的含镍、锰、钨的第一盐溶液及氢氧化钠溶液、氨水溶液加入反应釜内反应形成前驱体内核；再将不同化学计量比的含镍、锰、钨的第二盐溶液加入反应釜，充分反应后进行离心洗涤、烘干、筛分除铁，得到化学式为[NixMn1‑x‑yWy](OH)2的球形前驱体；将前驱体粉末通过高能混合器与锆源及锂源充分混合后焙烧，最后得到一种快充型无钴高镍浓度梯度核壳结构锂离子电池三元正极材料。本发明的正极材料具有较好的晶体结构，以其作为正极材料所制得的电池具有优异的电化学性能；本发明制备方法简单可控、成本低廉，具有商业应用价值。
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公开(公告)号：CN114497537A
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202210179860.0
申请日：2022-02-25
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/525 , C01G53/00 , H01M10/0525 , H01M4/04
Abstract: 一种无钴高镍三元正极材料及其制备方法。本发明正极材料的化学式为Li[NixFeyAl1‑x‑y]O2，其中x、y为摩尔数，0.8≤x＜1，0＜y＜0.2。本发明方式包含以下步骤：按化学计量比称取可溶性镍盐、铁盐、铝盐以及锂盐共同溶解于一定量去离子水中，均匀搅拌溶解后得到溶液A；称取适量的柠檬酸、乙二醇溶于无水乙醇中，均匀搅拌溶解后得到溶液B；将溶液A加入到溶液B中搅拌均匀得到溶液C；将溶液C放入恒温水浴锅中在一定温度下持续加热搅拌，直至液体形成“果冻状”凝胶；将所得凝胶移入烘箱内，充分烘干水分；烘干凝胶后加入分散剂进行机械活化；随后将烘干后的粉料进行研磨过筛，并在指定温度下焙烧一段时间，即得Li[NixFeyAl1‑x‑y]O2正极材料。本发明所制备的NFA正极材料具有较好的晶体结构，以其作为正极材料制得的电池具有优异的电化学性能。
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公开(公告)号：CN112201786B
公开(公告)日：2022-03-15
申请号：CN202010804764.1
申请日：2020-08-12
Applicant: 中南大学
Abstract: 以钒为基底的磷酸钾金属盐有机化合物正极材料及其制备方法，所述正极材料的分子式为：C2H10K2O16P2V2，所述正极材料掺杂碳纳米管导电剂以及钾源制作而成，属于单斜晶系结构。所述方法为：(1)将含钒化合物加入水中，分散后，再加入磷源，搅拌，加入钾源，分散均匀；(2)水热反应，过滤，洗涤沉淀，干燥，得K‑有机框架结构材料；(3)与碳纳米管导电剂混合，研磨，即成。本发明正极材料放电克容量高，倍率性能好，循环性能、库伦效率稳定；本发明方法合成的温度低，操作简单，成本低，可控性强、重复性好，适宜于工业化生产。
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公开(公告)号：CN111092222B
公开(公告)日：2022-01-18
申请号：CN201911265057.3
申请日：2019-12-11
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/505 , H01M4/58 , H01M10/054
Abstract: 一种钠离子电池钴铁铜硫化物负极材料及其制备方法，包括以下步骤：(1)利用钴源、铁源和铜箔和2‑甲基咪唑溶于无水甲醇中，共沉淀合成得到多金属均匀分散、结构稳定的MOFs前驱体；(2)将多金属MOFs前驱体和硫源进行恒温混合搅拌，得到黑色的预硫化的多金属硫化物前驱体；(3)将黑色的预硫化多金属前驱体在管式炉中惰性气体的保护下高温热解，冷却后得到钴铁铜硫化物材料。本发明提供的方法制备得到的钴铁铜硫化物材料，形貌均一，结构稳定。本发明制备的钴铁铜硫化物用于二次钠离子电池的负极材料，使得制备的钠离子电池具有稳定性高、循环寿命长、倍率性能好等优点，能有效满足高性能钠离子制备的实际应用需要。
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