基于专利分析的磷酸铁锂正极材料技术研究

磷酸铁锂正极材料存在电导率低、振实密度低、低温特性差等缺陷，制约了其发展，迫切需要对磷酸铁锂正极材料全生命周期中包括前驱体、生产、回收等技术进行研究。本文在对磷酸铁锂正极材料技术进行三级分解的基础上，运用专利计量分析方法，针对磷酸铁锂正极材料技术在国内的专利文献进行分析，着重研究了该技术领域专利申请的整体态势、重要竞争者、技术构成等，同时分析了近期的新专利技术，并阐述了具有现实意义的发展方向。     

镍锌铁氧体共沉淀前驱物经水热处理后的性能变化研究

探讨了在制备镍锌铁氧体过程中,共沉淀得到的前驱物经水热处理前后的颗粒粒径分布范围、比表面积、晶体发育情况及颗粒形貌的变化情况。实验及理论分析表明,经水热处理后,沉淀颗粒更均匀、粒径分布范围更窄、比表面积增大。     

化学共沉淀法ITO纳米粉末的制备与表征

采用化学共沉淀法来制备ITO纳米粉末,探讨了反应终点pH值（分别为7,8及9）和煅烧温度（分别为350℃,650℃,750cc及850℃）对ITO粉体性能的影响,借助TG—DSC、XRD、SEM、HRTEM、FT-IR等分析手段对粉体进行了表征。得到如下结论：在液相中加入硅酸钠,反应温度为60℃,反应终点pH值为8,老化制度为60min,煅烧制度为750℃／2h的工艺条件下,所制得的ITO纳米粉不含SnO2相,呈显著的单相结构,是一种立方结构的In2O3固溶体;粉体粒径在30—60nm之间,比表面积为34．26m^3／g,形貌为近球形,颗粒均匀,且分散性能良好,在波数840—3164cm。范围内对红外光的反射率高达66％～94％。     

以金属铁粉为原料磷酸铁锂的制备和性能研究

以1~3μm金属铁粉和磷酸二氢锂为原料,采用高温固相法合成了无碳磷酸铁锂。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和电化学测试等方法对合成的磷酸铁锂材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征。研究结果表明,采用1~3μm的金属铁粉和磷酸二氢锂为原料,高温固相法合成了具有橄榄石晶体结构的磷酸铁锂材料,粉末近似球形,振实密度较高,一次颗粒200~300 nm。600℃合成的磷酸铁锂存在杂质相,650~750℃下合成的磷酸铁锂具有完整的橄榄石晶体结构,产物为纯相。无碳的磷酸铁锂呈浅灰色,600~750℃下合成的磷酸铁锂材料0.1C充放电存在平台,显示两相充放电特性,比容量均在100 mAh·g-1左右,且极化较大。用蔗糖对其进行包覆改性得到碳包磷酸铁锂,其颜色呈黑色,改性后的磷酸铁锂电化学性能有了较大的提高,0.1C比容量达到了154 mAh·g-1,充电平台和放电平台之间的极化明显降低,具有较好的循环稳定性。     

磷酸铁锂掺杂改性的研究

概述了锂离子电池正极材料磷酸铁锂的结构及充放电机理,并阐述了磷酸铁锂的掺杂改性的方法,对下一步的研究工作进行了展望。     

共沉淀法制备超细锰锌铁氧体前驱体粉末

采用草酸铵共沉淀法,可以制备出球形、超细的锰锌铁氧体前驱体粉末,用该粉末作原料可制成性能优异的锰锌铁氧体材料。     

利用纤维型碳源制备高性能磷酸铁锂

介绍了一种利用新型纤维型碳源制备锂离子电池磷酸铁锂正极材料的方法,与常规碳源相比,纤维型碳源可以在较低的温度下、较短的时间内有效地对磷酸铁锂粉体进行碳包覆,提高电子电导率,从而提高整体电化学性能.该方法具有碳源来源广泛,成本较低;烧结温度较低及烧结时间缩短,节省能源;所制备正极材料性能优异,适用于大规模工业化生产.     

磷酸铁锂正极废料选择性提锂制备电池级碳酸锂

废旧磷酸铁锂电池回收对减少环境污染与缓解锂资源压力有重要意义。传统废旧磷酸铁锂电池回收存在锂回收率低、废水处理成本高的问题。通过借鉴Li-Fe-P-H₂O系E-pH图及磷酸铁锂电池充放电脱嵌锂的过程,提出采用“过氧化氢+硫酸”体系选择性回收锂。经XRD、SEM检测,提锂后橄榄石型的FePO₄结构与原始LiFePO₄相结构保持一致,微观形貌的变化也很小。优化条件下,Li浸出率达98%以上,同时Fe、P的浸出率在0.1%以下。得到的锂浸出液经净化后成功制备出电池级的碳酸锂。     

磷酸铁锂电池废料提锂尾渣的回收及磷酸铁的制备

为了高值回收利用磷酸铁锂电池废料提锂后的尾渣,本文对其开展了盐酸溶解过程条件优化及浸出动力学研究,重点研究了盐酸浓度、固液比和浸出时间等条件对提锂尾渣溶解效果的影响,并考察了主要成分磷酸铁在盐酸溶液中浸出的动力学。结果表明,在盐酸浓度3 mol/L、液固体积质量比15 mL/g、反应时间4 h、浸出温度30℃条件下,提锂尾渣的溶解率达到92.4%。磷酸铁在盐酸中的浸出过程符合无固态产物层的收缩核模型,表观活化能为25.45 kJ/mol,浸出过程受内扩散控制。浸出液采用沉淀法制备磷酸铁粉体,产品XRD图谱与磷酸铁标准图谱匹配良好,且EDS图谱显示P、Fe、O分布均匀,判断制备的粉体为磷酸铁,其中铁磷摩尔比为0.97,其他元素含量稀少,符合电池级磷酸铁行业标准,可用于电池生产。     

磷酸铁锂正极粉选择性提锂

废旧磷酸铁锂电池中，Li具有非常高的经济回收价值。采用无机盐Fe₂(SO₄)₃浸出体系、Fe₂(SO₄)₃-H₂O₂协同浸出体系从废旧磷酸铁锂极片粉中选择性回收锂，考察了浸出剂种类、反应时间、温度、液固比、浸出剂添加量及氧化剂种类等对选择性浸出Li的影响。结果表明：硫酸铁浸出体系液固比5 mL/g,添加1.5倍原料的硫酸铁，在20℃下浸出反应20 min, Li浸出率为91.19%,P浸出率仅为0.02%;硫酸铁-过氧化氢协同浸出体系液固比5 mL/g,反应温度20℃,Fe₂(SO₄)₃添加量为原料的0.6倍，反应20 min后，加过氧化氢调pH至4.1～4.6,Li浸出率可达99.09%,P浸出率为0,Li的选择性浸出效果极好。Fe₂(SO₄)₃-H₂O     

镁掺杂磷酸铁锂的碳热还原法制备及表征

采用沉淀法制备出磷酸铁,将其与碳酸锂、葡萄糖混合,并掺杂适量的镁,以碳热还原法制备出磷酸铁锂正极材料。制备的磷酸铁粉体D_(50)=2.94μm并呈正态分布。合成的镁掺杂磷酸铁锂颗粒呈类球形,D_(50)=2.80μm;不同镁掺杂量的磷酸铁锂XRD谱没有显著差别。掺杂后的LiFe_(1-x)Mg_xPO_4/C随着x值的增加,比容量有一定的上升。当x=0.01时,0.1C放电比容量为162mAh/g,1C放电比容量达到135mAh/g,循环性能优异。     

废旧磷酸铁锂氧压浸出渣对重金属吸附性能的研究

改变反应条件获得多种废旧磷酸铁锂的氧压浸出渣。通过对Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+的吸附试验确定综合性能最佳的材料;然后以该材料作为吸附剂,研究溶液初始浓度和溶液初始pH对吸附剂吸附Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+性能的影响,确定对不同重金属离子的最优条件;最后对吸附前后的样品进行表征分析,进一步研究其吸附机制。结果表明,在120 ℃、0.5 MPa、添加甘露醇（ML）后获得的FPOH-ML浸出渣综合吸附性能最佳;在重金属浓度均为10 mg/L,Pb2+溶液pH=5,Cu2+、Zn2+和Ni2+溶液pH=6时,FPOH-ML对Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+的吸附容量分别为18.26、17.53、9.60和6.24 mg/g。表征分析发现,吸附前后FPOH-ML的主结构没有明显变化,没有新物质的产生,说明该过程属于物理吸附。     

废旧磷酸亚铁锂正极材料湿法回收研究进展

随着磷酸亚铁锂锂离子电池市场大幅度增长,大量磷酸亚铁锂电池需要回收。以废旧磷酸亚铁锂正极材料湿法回收中的氧化、浸出和磷酸铁沉淀为重点,以锂盐和磷酸铁为目标产物,介绍国内外湿法回收废旧磷酸亚铁锂正极材料的研究进展。     

废旧磷酸铁锂正极材料氯化焙烧回收锂

针对目前废旧磷酸铁锂处理工艺存在耗能高、污染大等问题,探索了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料氯化焙烧工艺。焙烧过程中,以NH₄Cl作为氯化剂,实现锂和部分金属物相转型,形成可溶性的氯化盐。探究NH₄Cl用量、焙烧温度、焙烧时间、气氛条件等对氯化过程的影响。试验结果表明,废旧磷酸铁锂正极材料经氯化焙烧转型,可实现Fe、Al在氧化性气氛中转化为Fe₂O₃、FeOCl和AlPO₄等难溶物,在水浸过程中原料中的不溶性杂质和难溶的Fe、Al化合物进入渣相,Li部分转化为可溶性物质,从而选择性浸出至溶液。本方案能够选择性从废旧磷酸铁锂电池中提取最有价值的金属锂,实现资源的回收、高效利用。     

废旧动力磷酸铁锂电池资源化回收技术研究进展

对当前国内外废旧磷酸铁锂电池的回收技术进行了较为全面的阐述,其中包括常采用的干法回收技术、湿法回收技术以及生物浸出回收技术,并根据各方法的优缺点进行了分析比较,同时对废旧磷酸铁锂电池的回收技术发展作了初步的展望。     

共沉法制备锰锌软磁铁氧体前躯体的热力学分析

通过对Fe(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)-Zn(Ⅱ)-CO3^2-NH3-H2O系的热力学分析，得到各金属离子浓度与pH值的关系，从而确定共沉法制备锰锌软磁铁氧体微粉的共淀区域。热力学分析表明，三者的共沉区域包含在Zn^3 沉淀完全的区域内．而Zn^2 沉淀完全的区域由[C]T和[N]T的相对关系所决定。此外，Fe^2 淀完全的区域只与[C]T有关。确定Fe^2 、Mn^2 、Zn^2 三者的共沉区域，对于锰锌软磁铁氧体微粉的生产具有重要的指导意义。     

粒度和热处理温度对磷酸盐制品性能的影响

磷酸盐结合高铝制品具有耐压强度高、耐磨性和热震稳定性好等特点,广泛应用于工业窑炉中,本文重点探讨了粒度组成和热处理温度对制品性能的影响。在生产中通过调整骨料临界颗粒和大颗粒的加入量,经500～550℃热处理后的制品具有较好的使用性能。     

碳包覆磷酸铁锂的合成及电化学性能研究

以模拟三氯化铁蚀刻废液为铁源,采用碳热还原法合成锂离子电池LiFePO4/C正极材料。利用XRD、SEM和电化学性能测试对制得材料的结构、微观形貌及电化学性能进行分析,考察烧结温度、烧结时间、锂源、碳源对材料电化学性能的影响。结果表明,以氢氧化锂为锂源,葡萄糖为碳源在650℃煅烧6h制得的材料有较好的电性能。