典型含锂矿物焙烧提锂研究进展

作为一种新型能源和战略资源,锂的开发利用已成为当前科技和工业关注的焦点.盐湖卤水提锂和矿石提锂是制备碳酸锂、金属锂及各种锂化合物的主要途径.通过技术创新和改造,进一步降低成本是矿石提锂技术的发展趋势.本文论述了当前的主要提锂工艺,从焙烧工艺条件、锂回收率、焙烧能耗和装置规模角度对提锂工艺进行了评价.在此基础上,进一步对比分析了工业普遍采用的锂矿石回转窑焙烧技术和流态化焙烧技术.与石灰石焙烧法相比,硫酸法、硫酸盐法、氯化焙烧法以及压煮法焙烧能耗低、锂的浸出率高,是提锂工艺发展的方向.对比发现,无论采用何种工艺,其锂矿石的高温焙烧都是不可或缺的步骤.尽管回转窑焙烧技术已日趋成熟,但其存在焙烧能耗高、高温下焙烧不均匀及熔融结圈等问题,这为流态化焙烧技术的发展提供了发展空间.与回转窑焙烧相比,流态化焙烧具有脱氟/转型效率高、生产强度大、能耗相对较低的优势,其成功开发将对提升含锂矿物的焙烧效率和生产能力、降低焙烧能耗具有重要意义.     

全自动电位滴定法测定镍钴锰酸锂中残余的碳酸锂含量

采用自动电位滴定法测定镍钴锰酸锂中残余的碳酸锂含量。试样经搅拌水浸出其中的残余碳酸锂,用盐酸进行滴定。对试样进行11次平行测定,相对标准偏差(RSD)小于3.2%。在镍钴锰酸锂试样中加入基准物质无水碳酸钠进行碳酸根的加标回收实验,碳酸根的加标回收率在97.7%~103%。方法测定结果准确、可靠。     

微溶性锂盐生成实验的改进

若按中山大学等校编《无机化学实验》课本第91页微溶性锂盐的实验方法进行,往往得不到碳酸锂和磷酸锂的白色沉淀。现对这一实验做了一点改进。一、碳酸锂沉淀生成实验改进[方法一] 将1M LiCl溶液1ml和0.5M Na2CO3溶液1ml混合后在酒精灯上加热近沸,并用玻璃棒磨擦试管内壁,这时会出现大量沉淀。因为Li2CO3溶解度随温度的升高而降低,所以加热降低了沉淀的溶解度。     

新型球状磷酸铁锂的合成及电化学性能

在水热条件下,制备了水合碱式磷酸铁微球,500 oC焙烧后生成直径为5μm的碱式磷酸铁,接着与碳酸锂一起焙烧后生成了球形磷酸铁锂．我们的方法可以有效地控制所获得产物的尺寸和形貌,同时在产物表面形成均匀碳包覆,改善了磷酸铁锂的电化学性能．     

锂镍钴复合氧化物锂离子电池正极材料的研究

本文报道了以碱式碳酸镍、碱式碳酸钴和碳酸锂为原料 ,柠檬酸为络合剂的新溶胶凝胶法制备复合锂镍钴氧化物锂离子电池正极材料 .氧气流中制备的LiNi0 .8Co0 .2 O2 具有高的循环容量 (～ 190mAhg 1)     

锂离子电池预锂化补锂策略研究进展

锂离子电池(LIBs)因高能量密度和长循环寿命而被广泛用于储能电子产品、电动汽车等众多领域。然而,在锂离子电池首次充放电过程中,固体电解质界面(SEI)膜的形成会造成电解液发生不可逆分解、初始活性Li⁺损失(ALL)和不可逆容量损失,会影响电池体系容量和能量密度的发挥,对于硅基负极电池体系而言尤为显著。基于这一问题,亟需开发各种补锂策略来降低活性锂损失,有效提高电池体系的首次库仑效率(ICE),从而实现更高的能量密度和循环稳定性。结合现阶段所做工作,从正负极角度出发,将预锂化补锂策略分为正极预锂化和负极预锂化,主要包括富锂正极材料、富锂预锂化试剂、惰性锂金属粉、含锂有机溶液等一系列预锂化补锂措施。通过系统的分类、比较与总结后,对预锂化以实现电池的高能量密度和长循环寿命提出建议,有助于为预锂化策略走向商业化提供启示。     

液态锂资源提锂的吸附材料及性能

锂是重要的能源金属,从盐湖和海水卤水等液态锂资源中提锂,是获取锂资源的重要方向。吸附法适合从低浓度大体积的液相中选择性提取锂离子,而吸附材料是吸附提锂的核心。本文从吸附材料的类别出发,对吸附材料的最新研究进展进行综述,包括天然矿石和碳材料、无机锂离子筛(锰系、钛系锂离子筛)及成型方法、有机配体(冠醚、杯芳烃、磷酸酯等)复合吸附材料和材料的基体选择等内容,分析了各类吸附材料的提锂机理和吸附性能,为研究新型提锂吸附剂、开发新的吸附分离体系、克服吸附法的缺点和推动吸附技术在液态锂资源提取领域的发展提供参考。     

锂的溶剂萃取

锂是最轻的金属,由于它在周期表中所处的特殊位置,赋予了它许多独特的化学、物理性质。因此它在国防工业、国民经济各部门所起的作用,日益明显。我国具有丰富的锂矿资源,据不完全了解,单盐湖和地下卤水资源,其蕴藏量堪居世界首位。开发、利用和选择简     

血清中锂的原子吸收法测定

对血清中锂的火焰原子吸收分光光度分析法（ＦＡＡＳ）进行了研究，发现血清在０．２４ｍｏｌ／ＬＨＮＯ３介质中，用３０００×１０－６Ａｌ３＋作为碱土金属干扰的抑制剂，用ＦＡＡＳ法测定血清理，其回收率和精密度都很好，分别为１０４．７％和２．８％．本法１％吸收的灵敏度为０．０３３μｇ／ｍＬ。采用本法对服用碳酸锂治疗苯中毒的患者血清中锂进行了测定，其含量在０．７５～４．６４μｇ／ｍＬ之间，结果令人满意。     

锂金属负极亲锂骨架的研究进展

随着电动汽车和便携式电子产品的快速发展, 人们对于高比能二次电池的需求越来越迫切. 锂金属以其极高的理论比容量和极低的电极电势被视为下一代高比能电池理想负极材料之一. 但是, 锂枝晶的生长及体积膨胀等问题限制了金属锂负极的实际应用. 在金属锂负极中引入三维骨架可以有效抑制锂枝晶生长, 缓解体积膨胀. 其中亲锂骨架可以降低锂的形核能垒, 诱导锂的均匀成核, 更加有效地调控锂沉积行为. 本文结合国内外的研究进展总结了锂金属负极中亲锂骨架的研究成果. 根据亲锂材料的不同对亲锂骨架进行了分类, 总结了各类亲锂骨架在调控锂沉积行为和提高电池性能方面取得的成果, 并对其今后的研究和发展进行了展望.     

锂同位素分离

锂的同位素在核能源中具有重要应用,锂同位素分离近年受到世界各国政府和学术界的高度重视,开展了大量的理论与应用研究工作,并在许多领域,尤其是非汞萃取体系取得了很大的进展。本文对目前主要的锂同位素分离方法如锂汞齐法、萃取法、离子交换色谱法等进行了较为系统的总结、归类及评述。     

盐湖卤水提锂

随着新能源行业的迅速发展,锂因其独特的物化性质已被视为一种新的战略性能源,其需求量逐年递增,锂的提取分离技术也受到越来越多的关注。我国盐湖锂资源丰富,但因镁锂比高、分离难度大,目前尚未有效开发利用,开发适用于我国高镁锂比盐湖卤水的提锂分离技术,具有重要的研究价值和战略意义。本文综述了主要的盐湖提锂技术的研究现状,包括沉淀法、溶剂萃取法、离子筛吸附法、纳滤和电渗析技术等,探讨了各种技术方法的优势和特点,以及高镁锂比条件对分离效果的影响。近年来新兴的离子液体萃取剂和一价离子选择性交换膜电渗析技术也用于高镁锂比盐湖卤水提锂研究,这两种方法展现了良好的研究价值和应用前景,前者由于离子液体结构与功能的可设计性,具有开发高效提锂萃取剂的潜力,现有研究表明后者可以将初始镁锂比为150的模拟卤水降至8.0,锂回收率可达到95.3%。最后,对目前高镁锂比盐湖卤水提锂方法存在的问题和未来发展方向进行了总结与展望。     

盐湖提锂纳滤膜研究进展

锂是我国发展新能源等产业的关键资源,进口依赖度大。盐湖提锂是应对锂短缺问题的重要途径,然而盐湖中高浓度的伴生镁离子给高效提锂带来挑战。纳滤膜可通过孔径筛分和电荷排斥效应的协同,有效分离镁锂离子,在盐湖提锂中扮演着重要的角色。本文从纳滤膜结构(孔径、电荷、厚度)调控出发,介绍了新单体设计、表面改性、共混掺杂、底膜改性等膜结构调控策略,阐述了膜结构与镁锂分离性能的构效关系,总结了不同制膜方法在镁锂分离过程中的优劣,展望了新型镁锂分离纳滤膜的研究方向。     

锂与社会

本文简要介绍锂的发现和制取,锂及锂的化合物的用途。     

锂硫电池电解质研究进展

锂硫电池由于其高能量密度(理论高达2600 Wh/kg)、低成本、环境友好等优点而广受关注. 但是锂硫电池仍存在正极活性物质利用率低、循环性能差等问题. 造成这些问题的主要原因是易溶于有机电解液的中间产物聚硫锂Li₂S_n (4≤n≤8)和不溶于有机电解液的硫化锂造成的. 简要介绍了锂硫电池体系的主要问题,并结合本研究小组的研究,对锂硫电池用电解质体系从有机电解液组成、电解液添加剂、聚合物电解质和无机固体电解质等方面进行了详细的综述,最后对电解质的发展前景进行了展望.     

共萃剂ClO4-作用下磷酸三丁酯分离盐湖卤水锂镁

采用磷酸三丁酯(TBP)作为萃取剂、NaClO4作为共萃剂从高镁锂比盐湖卤水中提取锂,考察了萃取温度、溶液pH值、相比和ClO-4用量等因素对Li+萃取率的影响.结果表明,卤水一次萃取的最佳操作条件为:萃取时间10 min,温度25℃,Vo/Vw=2.0,n(ClO-4)/n(Li+)=2.0,pH=5～8,Li+和Mg2+的最高萃取率分别为65.41%和13.31%,锂镁分离系数达到12.32.用水在Vw/Vo=1.0、50℃时进行反相萃取,Li+的反萃率达到81.52%,此时镁锂质量比由45.61下降至8.45.锂镁离子萃取过程呈放热效应,金属离子的萃入对TBP中H的化学位移没有影响,但会导致P O双键的红外伸缩振动吸收峰从1280 cm-1移至1264 cm-1.25℃时用斜率法测定Li+萃合物的组成接近2LiClO4.5TBP,反萃液经深度除镁后可制备碳酸锂.     

微量元素锂的健康效应（一）

锂(Li)是具有高度活性的一价碱性轻金属,1817年被分离出来并应用于临床已有130多年的历史。锂电池凭借其优越的性能,在航空、航天、通信、电子、海运等科研工业部门的仪器设备以及居民生活的各类家用电器上得到广泛应用。全世界每年耗锂量达25 000 t,锂接触者日益增多,锂对人体     

静电纺丝技术在锂-空气电池上的应用

近年来,锂-空气电池由于具有极高的理论容量和对环境友好等优势,作为“终极电池”引起了广大科研工作者和电动汽车公司的极大兴趣和广泛关注. 但目前锂-空气电池还存在着充放电过电位大、循环性能差等局限性,寻找高效的锂-空气电池催化剂成为该领域发展的研究热点之一. 锂-空气电池阴极催化剂主要有贵金属、非贵金属、碳材料以及金属氧化物等,可通过多种方法合成制备,如水热(溶剂热)法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、静电纺丝法等等. 其中,静电纺丝技术由于具有制备方法简易、高效且产量高等优点,近年来得到了长足的发展,可以用来大量制备锂-空气电池阴极催化剂,甚至制备自支撑结构的锂-空气电池阴极催化剂材料. 本文综述了静电纺丝技术在锂-空气电池上的应用,主要包括利用静电纺丝技术制备非贵金属催化剂、碳材料催化剂、金属氧化物催化剂和复合催化剂等,以及将制备的催化剂组装成锂-空气电池后表现出的优异的电池性能.     

高性能锂硫电池研究进展

锂硫电池具有理论比容量高(1675 m Ah·g~(-1))、能量密度高(2600 Wh·kg~(-1))、环境友好、价格低廉等性质,是一种高性能的新型储能电池。这些性能使其在电动汽车和便携式设备领域具有重要意义。然而,快速的容量衰减以及较差的循环性能,使锂硫电池还达不到商业应用的要求。本文全面总结了锂硫电池的最新研究进展,详细阐述了锂硫电池的正极、电解质、隔膜以及负极保护,分析了现有锂硫电池存在的缺陷和问题。最后,对锂硫电池未来的发展方向进行了展望。     

锂金属电池中的复合负极

锂金属具有理论比容量高、电位低等优点,被认为是电极中的“圣杯”。然而,锂金属负极在循环过程当中存在着不可控的枝晶生长、体积膨胀等问题,严重地阻碍了锂金属电池的商业化进程。本综述首先概述了锂枝晶的形成机理,然后对由小及大,自内而外,总结了近年来三种不同层次的锂金属电池复合负极:锂金属负极内部结构的复合、锂金属电池内部结构的复合以及锂金属电池内部环境与外界操作条件的复合。最后,本综述对未来多层次锂金属电池复合负极的前景做出了展望。