课题基金 / 基金详情

锂离子的高效提取技术及其在高性能锂离子电池上的应用

批准号:
U20A20337
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
260.0 万元
负责人:
王峰
依托单位:
学科分类:
新型材料制备技术与数字制造
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王峰

项目摘要

结项摘要

王峰的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
针对我国盐湖锂资源提取及应用所面临的关键问题,本项目拟开发适用于低品位盐湖卤水的低溶损、长循环寿命的锰系锂离子筛,实现锂离子的高效提取和含锂产品的宏量制备。其次,以提取的含锂产品为助剂,以动物骨为前驱体,实现高性能、低成本的骨炭储锂负极材料的可控制备。利用原位热分析法探究锂离子筛和骨炭的形成机制,借助先进的原位/非原位表征方法和热力学/动力学理论模拟手段,探究锂离子筛和骨炭负极材料的结构组成与提锂和储锂性能之间的构效关系,揭示二者的提锂和储锂机制。最后,以锂离子筛的中间产物锰酸锂为正极材料,与骨炭负极材料组装锂离子全电池并评估其实用性能,改善全电池应用中的潜在问题,实现高能量密度、高功率密度和长循环寿命的锂离子电池的组建。该项目的顺利实施将为锂离子的高效提取、高性能锂离子电池关键材料的宏量制备及应用提供理论基础和关键技术,并有望助力与解决青海地区循环经济发展和民生问题。
英文摘要
Aiming at the key problems in the extraction and applications of salt-lake lithium resources in China, it is proposed here that one can develop manganese lithium-ion sieves with low solution loss and long cycle life for low-grade salt-lake brine, thus realizing the high-efficiency extraction of lithium ions and scale-up synthesis of lithium-containing products. In addition, high-performance and low-cost bone-derived carbon anodes for lithium-ion storage will be controllably prepared using the lithium-containing products and animal bones as auxiliaries and precursors, respectively. The formation mechanisms of the sieves and bone-derived carbons will be explored by in-situ thermoanalysis method. Moreover, the structure-performance relationships of lithium-ion sieves and bone-derived carbon anodes will be detailly investigated by virtue of advanced in-situ/ex-situ characterization and thermodynamic/kinetic simulation methods. The lithium-ion extraction and storage mechanisms of the sieves and anodes will also be analyzed and determined. Finally, lithium-ion batteries will be assembled using lithium manganate cathode (intermediate product of the sieve) and bone-derived carbon anodes. The full-cell performance will be evaluated and improved by solving the potential problems in the assembly and evaluation processes, thus realizing the construction of lithium-ion batteries with high energy density, high power density, and long cycle life. The smooth implementation of this project will provide theoretical basics and key technologies for high-efficiency lithium-ion extraction as well as the large-scale preparation and applications of key materials for high-performance lithium-ion batteries. Also, it will be expected to stimulate circular economy developments and solve livelihood problems in Qinghai.
针对我国盐湖锂资源提取及应用所面临的关键问题,本项目在体相/表面/结构同步改性原则的指导下,利用固相-水热结合法制备了结构组成可控的Li1.6Mn1.6O4型前驱体,借助优化的酸洗工艺成功制备出了吸附容量高达49.7 mg g-1,锰溶损率低至1.4 %的锰系锂离子筛;确定了锂离子筛的宏量制备工艺,通过PAN/PVC造粒技术强化了成型体内传质,用于西台吉乃尔盐湖卤水提锂时,表现出高动态柱式吸附容量。选择可水解胶原的盐湖产品(碱金属含氧酸盐)为助剂,以动物骨、鱼鳞等富含胶原的生物质为前驱体,制备了具有特定形貌结构和化学组成的胶原衍生碳材料及其复合材料,并将其用作锂离子电池和其他二次电池的负极材料;设计开发了连续化碳化炉,实现了胶原衍生碳基材料的公斤级制备,建立了低成本、高性能电化学储能用胶原衍生碳基材料的制备科学。利用先进的测试表征和理论模拟手段揭示了锂离子筛的形成和提锂机制,明确了胶原衍生碳基材料的形成和电化学储能机制,提出了高性能锂离子筛和胶原基碳材料材料的设计原则。以胶原衍生碳基负极与锰酸锂等正极组装锂离子全电池,10 Ah级软包电池能量密度达到352 Wh kg-1。此外,将锂离子筛的结构组成调控方法和碳基材料的制备方法扩展应用于其他金属氧化物、植物衍生碳材料及碳基复合材料的制备,基于动物骨结构组成和生物功能开发了新型的固/液电解质材料;考察了材料在电化学能量存储与转换方面的新应用,展现了良好的应用前景。本项目不仅实现了青海特色盐湖资源和生物资源的高值化开发和利用,还为高性能电化学能量存储和转换器件关键材料的研发和应用提供了理论基础和关键技术。
超疏水微纳结构跨尺度调控的超重力反应器转子不平衡抑制方法
  • 批准号:
    52575092
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    王峰
  • 依托单位:
源于自然灵感的植物基炭材料的设计制备及应用研究
  • 批准号:
    52130206
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    300万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    王峰
  • 依托单位:
旋转填充床中化学反应与转子质量不平衡的耦合作用机制
  • 批准号:
    51775029
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    王峰
  • 依托单位:
基于生物模板的分级孔炭材料制备科学与应用研究
  • 批准号:
    51432003
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    360.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    王峰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金