废旧锂离子电池LiFePO4正极材料回收再生研究进展

LiFePO₄电池具有循环寿命长、安全性高、环境友好等优点,已成功应用于电子产品、电动汽车和智能电网等领域。结合LiFePO₄正极材料的结构特点,综述了近年来废旧LiFePO₄电极材料的预处理与回收进展,重点介绍了本课题组围绕废旧LiFePO₄正极材料回收再生方面开展的研究工作,分析了不同回收方法的特点,展望其未来发展方向。     

KMn8O16纳米纤维微球及其水系锌离子电池性能研究

电池在充放电过程中,锰基材料会发生材料体积膨胀、锰的溶解、锌的腐蚀以及水的分解等副反应,从而减少电池使用寿命。为抑制二氧化锰体积膨胀,通过一步水热反应合成了由纳米纤维组成的微球嵌钾化合物(KMn₈O₁₆)。结果表明,在3 mol/L ZnSO₄和0.1 mol/L MnSO₄组成的电解液中加入40%（体积分数）的乙二醇（EG）,能一定程度上抑制析氢副反应,同时,EG可以作为低温电解液使用。KMn₈O₁₆纳米纤维微球作为锌离子电池正极材料表现出优异的倍率性能和高的比容量。电流密度为200 mA/g时,经过100次循环,容量约为200 mA·h/g,即使在1 000 mA/g大电流密度下循环200次,容量仍能达到150 mA·h/g。     

废旧锂离子电池高附加值金属回收技术研究进展

随着近年来新能源汽车行业的飞速发展,锂离子电池退役报废量也日益增加,其回收处理技术受到越来越多的研究者关注。本文回顾总结了近些年来废旧锂离子电池的回收工艺方法,包括湿法工艺、火法工艺、联合工艺以及修复再生工艺等,其中火法-湿法相结合的联合工艺简单、高效,具有良好的产业化前景。     

废旧锂离子电池制备锂离子筛及其应用研究进展

锂离子电池报废量爆发式增长,预计到2023年,废旧锂离子电池回收利用将是一个超过300亿元产值的新兴市场,其中,锂资源占可回收金属价值的一半。为探索锂资源高效回收技术,基于现阶段研究热点,讨论了以废旧锰酸锂电池正极材料、废旧三元锂电池正极材料、废旧锰系锂离子电池负极材料为原料制备锂离子筛的方法;探讨了废旧锂离子电池中各类杂质成分对锂离子筛性能的影响;阐述了锰系锂离子筛技术在废旧锂离子电池的锂回收、盐湖卤水提锂和化工制药废水提锂等领域的应用。通过分析得出,锂离子筛的应用能够增加锂盐回收率与回收纯度,降低技术成本,应用前景广阔。     

废旧三元锂离子电池回收技术研究新进展

随着锂离子电池产业的发展,退役三元锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题日益严重。数量庞大的废旧三元锂电池材料蕴含丰富的锂、镍、钴等有价元素,潜在资源量巨大,回收经济价值高,系统地开展废旧三元锂电池材料的回收及再生技术,将有助于防治废旧电池污染、缓解镍钴锂资源短缺压力,促进我国锂电池产业的良性发展。本文介绍了废旧三元锂离子电池中正极、负极材料、电解液回收的研究现状,主要包括正极材料的预处理、酸浸、碱浸出与材料再生、石墨和铜箔回收、电解液回收,着重介绍现阶段材料的制备方法和工艺,简要比较了各种工艺路线的优缺点,探讨了当前废旧三元锂离子电池回收存在的关键共性问题,并提出绿色环保、短流程、低成本、自动化的废旧三元锂离子电池回收利用发展思路。     

锂离子电池正极材料锰酸锂的制备与改性研究

锂离子电池是绿色高能可充电池,具有工作电压高、比能量大、自放电少、循环寿命长、无记忆效应、无环境污染等突出优点.尖晶石型锰酸锂正极材料具有无毒、成本低、电容量高等优点,近年来引起广泛关注.但在高温环境下,锰酸锂正极材料的充放电容量迅速下降,成为制约其发展的主要缺点.从锰酸锂的制备与改性研究方面综述了锂离子电池正极材料锰酸锂的研究进展,在此基础上,提出了正极材料锰酸锂的发展方向.     

锂离子电池正极材料层状LiMnO2的研究进展

层状LiMnO₂是高能量密度锂离子电池关键正极材料之一,是当前的研究热点。本文比较系统地综述了目前LiMnO₂材料的国内外最新研究现状,对近期的材料制备方法和掺杂改性、表面包覆改性研究的进展情况进行了详细的分析。在已有初步实验基础上提出了将液相共沉淀与高温固相法相结合制备纳米级LiMnO₂以及阴阳离子共掺杂结合熔融浸渍包覆方法提高LiMnO₂循环性能等合成及改性方法,以提高结构稳定性及循环寿命。     

水系锌离子电池二氧化锰正极的储能特性及机理研究进展

水系锌离子电池在大型储能等领域具有很高的应用价值和发展前景.目前,水系锌离子电池的正极材料研究主要集中在锰基化合物(如二氧化锰、三氧化二锰、三氧化三锰等)、钒基氧化物以及普鲁士蓝类似物等材料.其中,二氧化锰具有电化学性能优良、储量丰富、价格低廉及安全环保等优势,成为当前最受关注的一类正极材料,近年来得到快速发展.但是,在充放电过程中,二氧化锰晶型多变且伴随其他表面反应,其反应机理复杂且存在一定争议.近两年来,随着研究的不断深入,其电化学反应机理逐渐明晰.围绕二氧化锰的晶体结构特点及其作为水系锌离子电池正极的性能,结合最新研究进展重点讨论了不同晶型二氧化锰的储能机理,并对其未来发展趋势进行了展望.     

废旧锂离子电池中有价金属的回收研究进展

随着锂离子电池在电动能源及储能领域的大量使用,废旧锂离子电池所带来的环境及资源问题日益突出。废旧锂离子电池中有价金属绿色高效的回收,在资源综合利用、节能环保及可持续发展等方面具有重大的现实意义,并逐渐成为世界各国的研究热点。综述了近年来国内外废旧锂离子电池中有价金属的回收现状,主要流程包括预处理、电极材料的溶解浸出及浸出液中有价金属的分离回收等环节,分析比较了各种回收途径的优缺点,并在此基础上对废旧锂离子电池回收工艺的发展趋势及应用前景做出了分析展望。     

氧化钒纳米管的制备及其储锌性能研究

采用水热法制备了氧化钒纳米管,利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜对氧化钒纳米管的晶体结构、微观形貌和微观结构进行了表征。利用蓝电电池测试仪对氧化钒纳米管的储锌性能进行了研究。结果表明,氧化钒纳米管的长度为1μm至数十微米不等,直径约为100～200 nm,管壁厚度约为50 nm;氧化钒纳米管具有多层结构,原子层间距约为2.87 nm。在10 A·g^-1的电流密度下首次放电比容量可达75 mAh·g^-1,比能量可达40 Wh·kg^-1;循环1 000次以后,放电比容量依然有68 mAh·g^-1,相应的比能量为33.6 Wh·kg^-1。     

废旧锌锰电池回收利用的研究

采用人工分选和焙烧-浸出法相结合的湿法回收技术,对废旧锌锰电池进行回收处理,制取活性二氧化锰、硫酸锰、氯化铵、七水硫酸锌。实验表明,H2SO4浓度对ZnSO4.7H2O的产率影响较大,当H2SO4浓度为5.3 mol/L时,ZnSO4.7H2O产率可达到77.5%;当pH=2时,一节华太1#电池NH4C l产量可达到7.0 g;当H2SO4浓度为1.5 mol/L时,可得到质量较好的MnO2和MnSO4。     

水系锌离子电池Al3 预嵌(NH4)2V10O25?8H2O正极材料的制备及其电化学性能Q

NH4VO3为钒源、C2H2O4?2H2O为还原剂,采用水热法合成了(NH4)2V10O25?8H2O(NVO)纯相,以Al(NO3)3?9H2O为铝源对材料进行层间Al3 预嵌进行改性(Al-NVO),通过XRD、SEM、TEM以及EDS对材料的物相和形貌进行表征。结果表明,Al3 均匀分散于材料中,Al3 预嵌使材料形貌由密集堆叠的片状结构向更细小更分散的纳米片状结构转变。恒流充放电,循环伏安(CV)及恒电流间歇式滴定技术(GITT)等电化学性能测试表明,Al3 预嵌能有效提高材料的容量,倍率性能及循环稳定性能。样品Al-NVO材料在0.5A/g的电流密度下首次放电比容量为329 mAh/g,经过100次循环,比容量为252mAh/g。在2.0A/g电流密度下,经过1200次循环容量仍有122.8 mAh/g,容量保持率高达 94.6%。通过不同扫速下的循环伏安及赝电容计算,层间预嵌Al3 有效提高了Zn2 的扩散动力学,改善了材料的电化学性能。     

锂离子电池正极材料技术研究进展

对锂离子电池正极材料的研究进展进行了概括和评述。对钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂等已商品化材料的技术特点进行了分析。指出已商品化材料的技术改进方向。对新型材料5 V高电压尖晶石锰酸锂、富锂层状氧化物材料{xLi2MnO3·（1-x）Li［Mn1/3Ni1/3Co1/3］O2}的发展前景进行了展望。     

水系锌离子电池锰基正极材料研究现状

水系锌离子电池由于安全性高、环境友好、价格低廉,被认为是新型储能装置的有力竞争者。锰基氧化物具有理论比容量高、毒性低等优点,广泛应用于水系锌离子电池正极材料。围绕不同类型锰基氧化物(如二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰和氧化锰)的结构特点,结合最新研究进展,讨论了其储锌机理、目前存在的问题及优化策略,并对其未来发展趋势进行了展望。     

水系锌离子电池及关键材料研究进展

水系锌离子电池作为一种新型二次离子电池,因其低成本、高安全、环境友好以及高功率密度等特点,在大规模储能等领域具有广阔的应用前景。以本课题组在水系锌离子电池领域的研究成果为基础,结合国内外同行的最新研究工作,主要从正极材料、负极材料和电解液3个方面系统性地总结了水系锌离子电池的研究进展,凝练出当前该领域电池循环寿命短等瓶颈问题并提出了"单相反应机制"等解决思路,最后对高能量密度、高安全、长寿命水系锌离子电池未来的研究和发展方向进行了展望。     

锂离子电池正极材料进展

介绍了锂离子电池的发展阶段、工作原理及特点,叙述了锂电池已商业化正极材料钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂的特性、合成方法及其优缺点,纳米技术锂离子电池正极材料应用及其合成方法。认为应根据现有正极材料出现的问题,通过掺杂、包覆、加入辅助剂和表面修饰改性等方法减低成本,利用纳米材料的优点和微米材料优良的稳定性和容易制备的优点合成纳微分层结构的材料解决纳米材料的低热力学稳定性、团聚及与电解液发生副反应等问题;可以尝试着探索新的方法合成纳米级颗粒．并将最优的方法应用于新材料和经典电极材料的制备,从而充分发挥纳米级材料的尺寸效应和表面效应．改善电极材料的电化学活性．有助于推进纳米正极材料的工业化进程。     

锂离子电池正极材料尖晶石型锰酸锂研究现状

锂离子电池正极材料钴酸锂因价格昂贵、原料有限、污染严重、有毒性,以及其过充不安全性决定了它不可能在大容量和大功率电池中得到应用.尖晶石型锰酸锂以其良好的安全性能以及低廉的成本,成为了锂离子电池在动力领域替代钴酸锂的理想的正极材料.综述了锂离子电池正极材料尖晶石型锰酸锂的制备方法、存在的问题以及解决方案.同时对尖晶石型锰酸锂作为锂离子动力电池正极材料的发展趋势进行了展望.     

废旧锌锰电池回收制备菱形三氧化二锰及其对染料吸附性能研究

提取废旧锌锰电池中的锰氧化物灼烧制备Mn_2O_3,利用X射线衍射分析仪和扫描电子显微镜对产物进行表征。通过系列吸附实验探究Mn_2O_3作为吸附剂对甲基橙和茜素红染料的吸附机理和最佳吸附条件。结果表明,产物是粒径为500¹ 000 nm的菱形多面体结构Mn_2O_3,对甲基橙和茜素红的吸附动力学均符合准二级动力学方程,热力学均符合Langmuir吸附方程;在最佳吸附条件pH值为2、吸附时间180 min、染料初始浓度为30 mg/L、Mn_2O_3投加量分别为24.62,35.56 g/g时,甲基橙和茜素红的吸附效果最佳。     

锂离子电池用尖晶石锰酸锂的研究进展

尖晶石型锰酸锂以其良好的安全性能以及低廉的成本,成为了锂离子电池在动力领域理想的正极材料。本文详细阐述了锰酸锂的各种制备方法及其优缺点,针对存在的问题提出了解决的方案。     

铌掺杂锌离子电池正极材料的制备及电化学性能研究

以高锰酸钾和乙酸锰为原料,在利用液相共沉淀法合成二氧化锰的过程中加入草酸铌溶液来合成掺有Nb的二氧化锰。通过粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对合成的二氧化锰进行表征,发现掺杂Nb能够使粉末颗粒的粒径变小,但不改变材料的结构。通过将粉末材料制成锌离子电池的正极材料并组装扣式电池进行电化学测试,发现掺杂Nb离子能够提高锌离子电池的容量,在1 A/g的电池密度下掺杂Nb离子的电池放电比容量最高达到165.3 mA·h/g,相同条件下未掺杂Nb的电池放电比容量最高为146.6 mA·h/g,并且掺杂后电池的倍率性能和循环稳定性都比较优异。