CN110714195A - 一种金属锂表面改性方法 - Google Patents

一种金属锂表面改性方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110714195A
CN110714195A CN201910791603.0A CN201910791603A CN110714195A CN 110714195 A CN110714195 A CN 110714195A CN 201910791603 A CN201910791603 A CN 201910791603A CN 110714195 A CN110714195 A CN 110714195A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
metal
modifying
carbon dioxide
lithium metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910791603.0A
Other languages
English (en)
Inventor
夏阳
韩熠垚
卢成炜
张文魁
梁初
黄辉
甘永平
张俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN201910791603.0A priority Critical patent/CN110714195A/zh
Publication of CN110714195A publication Critical patent/CN110714195A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种金属锂表面改性方法，本发明是为了解决现有金属锂储存要求高、加工性差等问题，而提供一种金属锂表面改性方法。利用二氧化碳与金属锂表面发生反应，在金属锂表面原位构筑一层均匀致密的碳酸锂包覆层。该包覆层与金属锂基体结合紧密，可抑制金属锂与空气中的水和氧发生反应，降低其对存储和使用环境的要求，提高其对空气稳定性。此外，该表面改性方法具有操作简单，成本低廉等优势，有利于工业化生产。

Description

一种金属锂表面改性方法
技术领域
本发明涉及一种金属锂表面改性方法，属于金属锂材料加工技术领域。
技术背景
金属锂是一种银白色的轻金属，除了在电池行业的应用外，其在航天工业、陶瓷业、玻璃业、核工业等领域也具有广阔的发展前景。例如，用金属锂生产的铝锂合金以及镁锂合金，可作为铝镁合金的替代品，被广泛应用于航空工业中。然而，金属锂的储存是一个大问题，因为金属锂的反应活性非常高，放在空气中易与水和氧反应，造成材料表面变质。因此，反应活性极高的金属锂对储存环境和加工环境的要求很高，一般需储存在手套箱中，导致其使用和加工极为不便，难以实现工业化。
发明内容
为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种具有快速高效、成本低廉、无“三废”等优势的金属锂表面改性方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种金属锂表面改性方法，所述方法包括如下步骤：
S1：先将金属锂放入反应釜中，再将反应釜抽真空后通入一定压力的二氧化碳气体；
S2：将反应釜内金属锂和二氧化碳在一定温度下反应一段时间后排空二氧化碳，即得表面改性金属锂。
为了解决金属锂对空气高度敏感问题，本发明提供一种简便的金属锂表面改性处理方法：将金属锂放在反应釜中，通入一定压力二氧化碳气体，在一定温度下使二氧化碳与金属锂表面发生反应，生成一层均匀且致密的碳酸锂保护层。该保护层与金属锂基体紧密结合，防止空气中的水和氧与内部金属锂反应，提高金属锂对空气稳定性和后期加工性。该方法具有操作简单方便、快速高效、成本低廉、无“三废”等优势，极具规模化生产的潜力。
上述制备方法步骤S1中所述金属锂可以为带材、粉体、块体等形态。
作为优选，上述制备方法步骤S1中通入二氧化碳气体压力范围为1MPa～10MPa。
更优选的，上述制备方法步骤S1中通入二氧化碳气体压力范围为6MPa～9MPa。
作为优选，上述制备方法步骤S2中反应温度为30～180℃，反应时间为0.1～48h。
更优选的，上述制备方法步骤S2中反应温度为40～80℃，反应时间为12～24h。
本发明的优点在于：
本发明采用二氧化碳对金属锂表面改性处理，在金属锂表面原位构筑一层碳酸锂包覆层。该包覆层与金属锂基体紧密结合，且具有均匀、致密等特点；该表面处理方法可将金属锂与空气隔绝，避免其与空气中的水和氧反应，防止金属锂变质，提高其对空气稳定性，降低其对储存和加工环境的要求；该方法工艺简单，操作简便，快速高效，无“三废”产生，二氧化碳可循环使用，经济效益显著。
附图说明
附图1为表面改性后的金属锂(左)和未表面改性的金属锂(右)刚暴露在空气中的照片；
附图2为表面改性后的金属锂(左)和未表面改性的金属锂(右)暴露在空气中5min后的照片；
具体实施方式
下面通过实施例，结合附图，对本发明的技术方案进一步阐述说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1：
一种金属锂表面改性方法，包括以下步骤：
第一步：制备表面改性的金属锂
S1：先将金属锂放入反应釜中，再将反应釜抽真空后通入压力为8MPa的二氧化碳气体；
S2：将装有金属锂和二氧化碳的反应釜在80℃下保温反应24h后排空二氧化碳，即得表面改性金属锂。
第二步：表面改性金属锂储存
S3：将表面改性后的金属锂放入玻璃瓶中，在空气中保存。
附图1为表面改性后的金属锂(左)和未表面改性的金属锂(右)刚暴露在空气中的照片，可以看到未表面改性的金属锂刚暴露在空气中就开始变黑，而表面改性后的金属锂保持良好的金属光泽；附图2为表面改性后的金属锂(左)和未表面改性的金属锂(右)暴露在空气中5min后的照片，可以看到在空气中暴露5min后，未表面改性的金属锂几乎完全变黑，失去金属光泽；而表面改性后的金属锂在空气中暴露5min后仍然保持良好的金属光泽，没有变黑。
实施例2：
一种金属锂表面改性方法，包括以下步骤：
第一步：制备表面改性的金属锂
S1：先将金属锂放入反应釜中，再将反应釜抽真空后通入压力为6MPa的二氧化碳气体；
S2：将装有金属锂和二氧化碳的反应釜在70℃下保温反应12h后排空二氧化碳，即得表面改性金属锂。
第二步：表面改性金属锂储存
S3将表面改性后的金属锂放入玻璃瓶中，在空气中保存。
实施例3：
一种金属锂表面改性方法，包括以下步骤：
第一步：制备表面改性的金属锂
S1：先将金属锂放入反应釜中，再将反应釜抽真空后通入压力为7MPa的二氧化碳气体；
S2：将装有金属锂和二氧化碳的反应釜在60℃下保温反应20h后排空二氧化碳，即得表面改性金属锂。
第二步：表面改性金属锂储存
S3：将表面改性后的金属锂放入玻璃瓶中，在空气中保存。
综上所述，本申请的方法得到的表面改性金属锂能提高其对空气稳定性，并且该改性方法操作简便，快速高效，无“三废”产生，经济效益显著。
以上所述的实施例只是本发明的较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。

Claims (8)

1.一种金属锂表面改性方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1:先将金属锂放入反应釜中，再将反应釜抽真空后通入一定压力的二氧化碳气体；
S2:将反应釜内的金属锂和二氧化碳在一定温度下反应一段时间后排空二氧化碳，即得表面改性金属锂。
2.根据权利要求1所述金属锂表面改性方法，其特征在于，所述金属锂为带材、粉体或块体。
3.根据权利要求1所述金属锂表面改性方法，其特征在于，通入二氧化碳气体的压力范围为1MPa～10MPa。
4.根据权利要求3所述金属锂表面改性方法，其特征在于，通入二氧化碳气体的压力范围为6MPa～9MPa。
5.根据权利要求1所述金属锂表面改性方法，其特征在于，反应温度为30～180℃。
6.根据权利要求5所述金属锂表面改性方法，其特征在于，反应温度为40～80℃。
7.根据权利要求1所述金属锂表面改性方法，其特征在于，反应时间为0.1～48h。
8.根据权利要求7所述金属锂表面改性方法，其特征在于，反应时间为12～24h。
CN201910791603.0A 2019-08-26 2019-08-26 一种金属锂表面改性方法 Pending CN110714195A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910791603.0A CN110714195A (zh) 2019-08-26 2019-08-26 一种金属锂表面改性方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910791603.0A CN110714195A (zh) 2019-08-26 2019-08-26 一种金属锂表面改性方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110714195A true CN110714195A (zh) 2020-01-21

Family

ID=69210184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910791603.0A Pending CN110714195A (zh) 2019-08-26 2019-08-26 一种金属锂表面改性方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110714195A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113381003A (zh) * 2021-05-20 2021-09-10 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种混合气体分级改性锂金属表面的方法及锂金属电池
CN113373443A (zh) * 2021-05-20 2021-09-10 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种气液混合处理锂金属表面的方法及锂金属电池
CN114284503A (zh) * 2021-11-09 2022-04-05 浙江南都电源动力股份有限公司 一种锂电池正极集流体、电池及制备方法
CN115011897A (zh) * 2022-04-25 2022-09-06 浙江工业大学 一种激发超临界流体等离子体表面改性金属锂的方法
CN115181874A (zh) * 2022-08-04 2022-10-14 北京科技大学 一种在锌合金表面生成碳酸盐保护层的方法及其应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04136145A (ja) * 1990-09-27 1992-05-11 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd リチウム金属またはリチウム合金テープの製造方法
CN201645921U (zh) * 2009-12-02 2010-11-24 天津中能锂业有限公司 带有保护膜的金属锂带及其生产线
CN108461714A (zh) * 2017-02-21 2018-08-28 中国科学院物理研究所 金属锂负极及其制备方法、包括金属锂负极的二次电池
WO2018193993A1 (ja) * 2017-04-19 2018-10-25 株式会社アルバック 成膜装置及び成膜方法
CN108987684A (zh) * 2018-06-05 2018-12-11 燕山大学 一种可在空气中稳定放置的金属锂的制备方法
CN109742377A (zh) * 2019-01-17 2019-05-10 浙江工业大学 一种高镍三元正极材料表面改性的方法
WO2019156005A1 (ja) * 2018-02-07 2019-08-15 株式会社アルバック 薄膜形成方法、薄膜形成装置及びリチウム電池

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04136145A (ja) * 1990-09-27 1992-05-11 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd リチウム金属またはリチウム合金テープの製造方法
CN201645921U (zh) * 2009-12-02 2010-11-24 天津中能锂业有限公司 带有保护膜的金属锂带及其生产线
CN108461714A (zh) * 2017-02-21 2018-08-28 中国科学院物理研究所 金属锂负极及其制备方法、包括金属锂负极的二次电池
WO2018193993A1 (ja) * 2017-04-19 2018-10-25 株式会社アルバック 成膜装置及び成膜方法
WO2019156005A1 (ja) * 2018-02-07 2019-08-15 株式会社アルバック 薄膜形成方法、薄膜形成装置及びリチウム電池
CN108987684A (zh) * 2018-06-05 2018-12-11 燕山大学 一种可在空气中稳定放置的金属锂的制备方法
CN109742377A (zh) * 2019-01-17 2019-05-10 浙江工业大学 一种高镍三元正极材料表面改性的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李莉等: "《化工专业实验 第2版》", 31 January 2013 *
陈玉华: "《新型清洁能源技术》", 31 January 2019, 知识产权出版社 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113381003A (zh) * 2021-05-20 2021-09-10 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种混合气体分级改性锂金属表面的方法及锂金属电池
CN113373443A (zh) * 2021-05-20 2021-09-10 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种气液混合处理锂金属表面的方法及锂金属电池
CN113381003B (zh) * 2021-05-20 2022-09-06 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种混合气体分级改性锂金属表面的方法及锂金属电池
CN114284503A (zh) * 2021-11-09 2022-04-05 浙江南都电源动力股份有限公司 一种锂电池正极集流体、电池及制备方法
CN114284503B (zh) * 2021-11-09 2024-05-14 浙江南都电源动力股份有限公司 一种锂电池正极集流体、电池及制备方法
CN115011897A (zh) * 2022-04-25 2022-09-06 浙江工业大学 一种激发超临界流体等离子体表面改性金属锂的方法
CN115011897B (zh) * 2022-04-25 2024-04-23 浙江工业大学 一种激发超临界流体等离子体表面改性金属锂的方法
CN115181874A (zh) * 2022-08-04 2022-10-14 北京科技大学 一种在锌合金表面生成碳酸盐保护层的方法及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110714195A (zh) 一种金属锂表面改性方法
CN111793824B (zh) 一种表面修饰高镍正极材料及其制备方法和应用
CN110718684B (zh) 一种金属锂表面稳定化方法
CN110846610A (zh) 一种提高金属锂表面稳定性的方法
CN112723310B (zh) 一种氢化镁的制备方法
CN108063249B (zh) 一种高纯度氮化铜纳米晶体的制备方法
CN109852847A (zh) 制氢用的Al-Ga-In-Sn-Cu合金及其制备方法、在燃料电池中的应用
CN112850640A (zh) 一种金属有机框架掺杂镁基氢化物的制备方法
CN110734074B (zh) 一种制备二维氢化硼纳米片的方法
CN111485165A (zh) 一种钇-钪-铁合金材料、钇-钛-钪-铁合金材料、制备方法及应用
CN114293086B (zh) 一种储氢高熵合金及其制备方法
CN116200726A (zh) 一种镍基高温合金表面化学气相沉积AlCr涂层方法
CN102324509B (zh) 一种亚稳相LiC6合金的制备方法
CN101967660B (zh) 共电脱氧法制取Nb3Al超导材料的方法
CN114323909A (zh) 氢脆试验中提高金属样品预充氢速度的方法
CN105271138A (zh) 一种碱土金属氮化物的制备方法
US3266948A (en) Carbide deposition on tantalum
CN114086111A (zh) 一种抗高温氧化铱铪复合材料及其制备方法
CN103993214B (zh) 含氮硬质合金制造工艺
CN102994785B (zh) 一种BaZrO3耐火材料真空感应熔炼含钛储氢合金的方法
CN101880847B (zh) 钽坩埚的热处理方法
CN101891152B (zh) 硼氢化锂的制备方法
TWI403491B (zh) 一種提昇儲氫合金性能的熔製坩堝處理方法
JP2008239367A (ja) 水素貯蔵材料の製造方法
CN203653681U (zh) 一种多功能自蔓延反应装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200121