一种磷酸铁锂-磷酸钒锂复合材料前驱体的制备方法,包括以下步骤:(1)将质量分数为1~3%的氧化石墨烯悬浊液置于带超声装置的搅拌反应釜中,超声处理0.2~2.0h;(2)将浓度为0.08~0.12mol/L的硫酸铁溶液和浓度为0.16~0.24mol/L的正钒酸钠溶液,同时以200~600mL/h的速度加入到搅拌反应釜中,控制搅拌速度为50~400rpm,用氨水调节pH为2~8,反应0.5~4.0h;(3)加入聚苯胺,搅拌,陈化,过滤,洗涤,干燥,即成。本发明通过氧化石墨烯原位生长钒酸铁合成磷酸铁锂-磷酸钒锂复合材料的前躯体,其颗粒细小均匀,合成的磷酸铁锂-磷酸钒锂复合正极材料电化学性能优异。
本发明公开了一种提高锂离子电池复合正极材料xLiFePO4·yLi3V2(PO4)3振实密度的方法,采用溶胶凝胶-喷雾干燥-碳热还原联合的方法制备了锂离子电池复合正极材料xLiFePO4·yLi3V2(PO4)3。具体包括以下步骤:将锂源、铁源、钒源与磷酸根源按化学计量比混合,加入溶剂和含碳的配位剂,搅拌形成溶胶,将上述溶胶进行喷雾干燥,然后将所得粉末在氩气或氮气气氛中于500~850℃煅烧2~24小时即得复合正极材料xLiFePO4·yLi3V2(PO4)3。本发明制备的复合材料振实密度达1.50~2.00g/cm3,电化学性能优异。
本发明公开了制备掺杂改性LiVPO4F锂离子电池正极材料的方法,按照一定的化学计量比称取锂源、钒源、磷源、氟源、掺杂元素和还原剂,快速并彻底把V5+还原成V3+,形成绿色孔状材料,经过研磨过筛后,置于真空管式炉中,在惰性气氛中加热到650~850℃,保温2~14h后自然冷却,得到改性LiVPO4F复合材料。解决了LiVPO4F材料循环稳定性能差等问题,同时掺杂后样品的粒度分布均匀、电导率更高,改善了材料的电化学性能,简化了生产工艺,更易于工业化生产。
本发明提供了一种富锂锰基锂二次电池正极材料制备方法,将前驱体粉体、含锂化合物粉与一定量的含正三价态M1化合物粉体和含正三价态M2化合物的粉体在搅拌速度为20~1000r/min的条件下搅拌混合,之后于温度至300~600℃下热处理3~7小时,再升温至700~1000℃热处理8~20小时。采用本发明制备方法获得的掺杂富锂锰基正极材料的平均工作电压较高,倍率性能和循环性能。
本发明提供了一种高安全型锂电池宽温度范围电解液及其制备方法和锂电池。使用了本发明电解液的电池,高、低温性能及其它电化学性能均较佳,常温1C/1C循环2000周容量保持率达到了90.2%,1C/3C倍率放电容量保持率达到了92.41%,高温45℃ 1C/1C循环1000周容量保持率达到了84.19%。电池高温55℃搁置60天不起皮,不产气。‑10℃ 1C/1C循环300周容量保持率达到了96.26%,‑40℃放电容量比例达到了80.63%。此外,针刺、短路、过充、过放、跌落、冷热冲击、挤压等各项安全性能均合格。
锂离子电池负极材料VO2/CNTs微球的制备方法,利用钒源溶解于醇类中,再加入碳纳米管,在反应釜中进行恒温反应后,洗涤、离心、干燥,经过热处理得到VO2/CNTs材料。本发明加入CNTs,形成VO2/CNTs材料,可提高VO2的电化学性能。特别是CNTs经过强酸氧化后,纯度提高,并且表面还会携带大量羟基,改善CNTs的分散,提高CNTs的表面活性。CNTs的加入可以为VO2微球提供电解液浸润和电子传输的通道,提高VO2材料的电化学性能。
本发明公开了一种避免电解质溶液泄漏、大电流放电时发热的锂离子电池端盖、锂离子电池及其生产方法,其特征是它包括盖体、尾部位于盖体内的正、负极导针,正、负极导针的尾部各设有防止导针脱出盖体的导针座,且导针座为导体,导针座的底部与盖体底部平齐;锂离子电池包括铝壳、包卷有正、负极极片的卷芯,铝壳的开口处设有包含正、负极导针的端盖,端盖经极耳与正、负极极片连接;生产方法包括制端盖、制卷芯、焊接、入壳、滚槽、二次焊接等步骤;本发明导针整体注塑入盖体,整体无缝隙;导针座使导针无法脱出,且导针座底部面积大,增大了极耳、极片的焊接面积,牢固不易脱落;也增大了接触面积,减小阻抗,避免大电流放电时发热。
本发明公开了一种从废旧锂离子电池中回收钴酸锂的方法。该方法主要包括废旧锂离子电池放电,拆解,焙烧,用硫酸和亚硫酸钠在超声波条件下浸出,硫化钠沉淀除杂,草酸沉淀得草酸钴,CO2沉淀得碳酸锂,得到的草酸钴和碳酸锂焙烧得到钴酸锂粉末。采用本发明的方法,工艺简单、有价金属回收率高,废旧锂离子电池中的有价金属回收率在98.5%以上。
一种纳米片状锂离子电池正极材料氟磷酸钒锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将钒源、磷源、还原剂溶于水中;(2)水浴中搅拌;(3)调节pH至2-12;(4)将溶液移入到聚四氟乙烯罐中,置于热解罐中于220-280℃加热反应15-25h,冷却至室温;(5)过滤,真空烘干;(6)置于玛瑙研钵中研磨,然后在非氧化气氛下烧结,冷却至室温,得结晶态磷酸钒前驱体;(7)将结晶态磷酸钒前驱体与锂源、氟源混合,研磨均匀;(8)置于管式烧结炉中,在非氧化气氛下烧结,冷却到室温,即成。本发明所得正极材料微观形貌为厚度均达到纳米级的片状结构,碳均匀包覆在纳米片的表面,材料形貌特殊,表现出优异的电化学性能。
一种基于电化学‑热耦合模型的预测锂电池循环寿命的方法,包括以下步骤,1)获取锂电池的物性参数和电化学参数,并对电池进行充放电循环测试;2)利用步骤1)获得的参数信息,建立电化学‑热耦合模型,并对模型进行有效性验证;所述电化学‑热耦合模型是一个准二维电化学模型和一个三维热模型的耦合模型;3)验证模型的有效性;4)确定经验寿命函数;5)得到最终的寿命函数。本发明通过构建电化学热耦合多物理场模型,对仿真计算得到的寿命曲线进行函数拟合得到了具有快速响应、预测能力强、适用范围广的电池寿命预测方法。
本发明提供了一种锂离子电池电极及其制备方法、锂离子电池,所述锂离子电池电极的制备方法包括以下步骤:采用激光器对集流体表面进行图案刻制处理;将电极材料浆体喷涂在图案刻制处理后的集流体表面;将喷涂电极材料浆体后的集流体烘干,得到锂离子电池电极。其中,所述步骤一中采用激光器对集流体表面进行图案刻制处理时,激光器的激光头与集流体表面之间的夹角为30°‑60°。激光处理使集流体产生与集流体表面呈角度的凹槽,电极材料能够充分嵌入所设计的凹槽中,使电极材料很难从集流体表面脱落。采用本发明方法制得的电极极大地增加了集流体与电极材料的接触面积,减小了电阻界面阻抗,且组装成的电池界面内阻低,循环稳定性高。
本发明涉及一种新型锂离子二次电池用负极材料—SiC。含有此活性物质的材料与锂片制成的锂离子二次电池的特征在于其充电电压平台和放电电压平台分别为0.6V和0.4V,理论比容量高达2680mAh/g,具有良好的充放电循环性能和环境友好无污染等特性。SiC是一种具有应用前景的高容量、高安全新型锂离子电池负极材料。
本发明公开一种钼/钴氧化物‑碳复合材料及其制备方法、锂离子电池负极极片和锂离子电池,首先选择钼盐和钴盐两种过渡金属盐为原料;然后采用滴加的方式将钴盐溶液和柠檬酸溶液依次加入钼盐溶液中,可使三种物质混合的更充分;接着通过中温水浴形成凝胶,中温水浴可加速凝胶的形成,而干燥是为了去除凝胶中的水分以便于下一步的进行;最后通过焙烧使柠檬酸分解、碳化形成无定形碳,同时使凝胶分解形成钼氧化物和钴氧化物,并使该钼氧化物和钴氧化物分散在所述无定形碳中。本发明提供的制备方法工艺简单,成本低,制得的材料具有高容量、高倍率性能以及长循环寿命,解决了现有锂离子电池负极材料容量低、倍率性能差、寿命短的技术问题。
本发明公开了一种以草酸亚铁为铁源用纳米陶瓷研磨分散机制备锂离子电池正极材料LiFePO4的方法:先准备用作原料的草酸亚铁、锂源、磷源和含掺杂金属元素化合物;对原料进行混合打浆、干燥,得到粉状前驱体;将粉状前驱体进行预烧;对预烧后的产物进行二次配料,再采用纳米陶瓷研磨分散机把混合料磨成纳米级别,经干燥后将得到的混合料进行烧结,得到锂离子电池正极材料LiFePO4。本发明制得的LiFePO4粒径D50在0.5~6μm,比表面积在15~25m2/g,振实密度≥1.5g/cm3。本发明的工艺简单易控、生产成本低,得到的产品成分均匀、物化性能及电性能均优良。
本发明提供了一种富锂锰基锂离子电池正极活性材料及制备方法,材料的结构通式为Li[Lix/3Mn2x/3M1-x]O2-2y(RO)y或Li[Lix/3Mn2x/3-M1-x]O2-1.5y(RO)y,其中M为过渡金属元素,其中0< x< 1,0< y< 0.1, RO为-3或-4价态的含氧弱酸根的复合阴离子;制备方法为所述前驱体沉淀物中加入固体含氧弱酸根盐化合物、锂源固体化合物,经研磨混合后;经两步热处理,得到目标产物。本发明材料可以抑制在循环过程中层状材料向尖晶石方向的转变,从而提高材料的循环性能;并且因缩短了Li+的扩散路径,提高材料的倍率性能。制备这种材料的方法与现有制备工艺的兼容性强,掺杂引入的方法简单。
本发明属于锂离子电池材料领域,具体公开了一种表面包覆焦磷酸锂锂离子电池三元材料的制备方法,调控包含磷酸二氢锂、锂离子电池三元材料的原料溶液的pH为11~12,反应后经固液分离、洗涤、干燥得前驱体;将得到的前驱体在含氧气氛下450~550℃下保温退火,制得表面包覆有焦磷酸锂的锂离子电池三元材料。本发明还包括采用所述的制备的方法制得的三元材料以及其应用。本发明将所述的pH以及退火温度控制在所述的范围内,可以出人意料地获得具有良好晶相且稳定的焦磷酸锂包覆材料,该材料相比于非晶态可表现出更优异的电学性能,例如明显改善循环性能和倍率性能。
本发明涉及一种锂离子电池电解质盐草酸二氟硼酸锂(LiODFB)的制备方法。该方法包括草酸锂和三氟化硼乙醚在碳酸二甲酯(DMC)等溶剂中催化合成得到含草酸二氟硼酸锂和四氟硼酸锂(LiBF4)的液相混合物和少量未反应的草酸锂固体,过滤后蒸发结晶,得到粗产品LiODFB。粗产品LiODFB经过重结晶后符合锂离子电池电解质盐的要求。收集过滤后的母液和结晶母液,加入草酸和催化剂,催化转化得到主要含LiODFB的液相混合物,再返回到蒸发结晶。该工艺流程成本低廉,制备得到的草酸二氟硼酸锂(LiODFB)的纯度达到99.9%以上,产率在90%以上,操作方便,具有良好的经济效益和环境效益,适合工业化生产。
本发明公开了一种适用于干燥锂离子电池正极材料的真空干燥机,包括筒体,筒体上设有搅拌装置,搅拌装置包括搅拌驱动机构,搅拌驱动机构的输出端连接一伸入筒体内的搅拌轴,搅拌轴的下端安装有搅拌桨,搅拌桨包括沿搅拌轴的周向设置的第一搅拌桨、第二搅拌桨和第三搅拌桨,第一搅拌桨上开有通孔,第二搅拌桨的下沿设有第一开口槽,第三搅拌桨的下沿设有第二开口槽,且从搅拌轴的轴线至第一开口槽的距离与至第二开口槽的距离不相等。本发明的真空干燥机通过设置第一搅拌桨、第二搅拌桨和第三搅拌桨,并在其上分别设置通孔、第一开口槽和第二开口槽,该真空干燥机用于干燥锂离子电池正极材料颗粒时,可有效提高搅拌分散均匀性、提高干燥效率。
本发明公开了一种以磷酸铁为原料用纳米陶瓷研磨分散机制备锂离子电池正极材料LiFePO4的方法:先准备作为原料的锂源、磷酸铁和碳源,对原料采用纳米陶瓷研磨分散机把混合料磨成纳米级别,经干燥后将得到的混合料进行一次烧结或二次烧结,得到锂离子电池正极材料LiFePO4。本发明制得的LiFePO4粒径D50在1~6μm,比表面积在15~25m2/g,振实密度≥1.5g/cm3。本发明的工艺简单易控、生产成本低,得到的产品成分均匀、物化性能及电性能均优良。
本发明公开了一种柔性锂金属电池亲锂碳纳米纤维骨架材料及其制备方法与应用。该骨架材料为柔性四氧化三钴纳米晶修饰的亲锂碳纳米纤维骨架,四氧化三钴纳米晶均匀锚定在碳纳米纤维表面,纤维直径大约为200~800nm,骨架材料内部结构三维连通,在0~180°内弯折,具有良好的柔性和机械加工性能,可以缓解锂负极在循环过程中产生的体积膨胀,循环过程中基本保持原有尺寸,并有做柔性器件的潜力。当其匹配柔性正极,组装的软包器件表现出良好的机械性能。在负极面容量N/正极面容量P之比为2.3的严苛条件下,采用该骨架匹配14mg cm‑2的高面载量LiFePO4正极组成的锂金属电池,可稳定循环440圈后仍能保持88.6%的比容量。
本发明公开了含三维互穿复合碳材料的锂硫电池正极材料及制备方法、含其的正极极片和锂硫电池。该复合碳材料具有三维互穿网络结构,是由碳纳米管和ZIF‑67衍生分级孔碳多面体内部互穿而成,以活化处理的碳纳米管为骨架,在其表面生长ZIF‑67,经高温烧结将ZIF‑67碳化为分级孔碳多面体。锂硫电池正极活性材料的制备方法包括:按质量比1:4称取上述复合碳材料和单质硫,均匀分散于CS2溶液中,搅拌至溶剂挥发完全,采用熔融法将混合物中的单质硫渗入到碳结构内部。正极极片由质量比为8:1:1的上述正极活性材料、超导碳、粘结剂组成。锂硫电池主要由该正极极片、隔膜、电解液和锂金属负极组成。
本发明公开了一种利用低浓度含锂溶液制备氢氧化锂的方法,该方法是将胶凝剂与氢氧化钠和/氢氧化钾通过溶解、低温处理、交联获得胶球,再利用胶球实现低浓度含锂溶液中的锂吸附富集和转化,吸附锂离子的胶球经煅烧可以获得氢氧化锂产品;该方法实现了直接从低浓度含锂溶液中制备氢氧化锂产品,且锂回收率高,与传统方法相比,无需高温浓缩结晶过程,且沉淀过程无需加温,简化了工艺过程,缩短了工艺时间,降低了能耗,大大提高了氢氧化锂制备效率。
本发明公开了一种钛酸锂包覆的锂镍锰氧的制备方法,包括:1)将Ni、Mn及M加入纯水中,配置成总摩尔浓度为1.0~3.0mol/L的混合溶液。2)在混合溶液中加入络合剂溶液,调pH值至9~12,得到悬浮溶液。3)氧化悬浮溶液,固体离心分离,干燥,得到前驱体粉末。4)将第一Li源化合物及前驱体粉末混合,进行第一次烧结,得到LiNi(0.5-x)Mn(1.5-y)M(x+y)O4。5)将LiNi(0.5-x)Mn(1.5-y)M(x+y)O4、第二Li源化合物、TiO2粉末,加纯水,干燥,得到混合固体材料。6)将混合固体材料进行二次烧结,得到的锂镍锰氧包覆电极材料。制备的锂镍锰氧包覆电极材料能够有效提高电极材料的循环性能及倍率性能。
本发明涉及锂离子电池领域,公开了一种锂离子电池用隔膜的制备方法,方法包括:将PE层膜浸渍于多巴胺溶液中反应,水洗、干燥,得到聚多巴胺修饰的PE层膜;将聚多巴胺修饰的PE层置于两层PP层之间,热复合辊压,得到PP/PE/PP层膜;在PP/PE/PP层膜的两端面分别涂敷PVDF浆料、陶瓷浆料,干燥,得到PP/PE/PP复合隔膜。本方法通过采用聚多巴胺对PE层进行表面改性,改性后的聚多巴胺修饰的PE层能够改善锂离子电池的循环性能,通过在PP/PE/PP两侧端面分别涂覆陶瓷涂覆层以及PVDF涂覆层,陶瓷涂覆层可以提升隔膜的热稳定性,提升锂离子电池的安全性能。
本发明公开了一种含硼酸锂的锂离子电池电解液的制备方法,包括如下步骤:S1、选择第一溶剂对硼酸锂进行加热混合预处理形成含硼酸锂的混合溶液,其中第一溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯或碳酸二甲酯中的一种或多种;S2、制备电解液:通过计算往搅拌釜中加入第二溶剂、含硼酸锂的混合溶液以及添加剂,混合均匀后再加入六氟磷酸锂,混合均匀后灌装入库;本发明还提供了三种含硼酸锂的锂离子电池电解液的配方;采用硼酸锂预处理的方法具有不占用搅拌生产时间、缩短生产工序、不影响罐装时长、生产效率高的优点,其预处理中升高温度溶解硼酸锂的方式,可以提高硼酸锂的溶解速率和在溶剂中的稳定性,保证电解液的优秀品质。
一种锂电池正极材料超薄TiO2包覆层,该包覆层均匀致密,厚度仅为0.5~20nm。一种核壳型包覆结构的锂电池正极材料,包括内核正极活性物质和外包覆的前述超薄TiO2包覆层,包覆层中Ti与内核正极活性物质中过渡金属元素的摩尔比为0.01%~3%。该锂电池正极材料的制备方法包括:先将含钛化合物溶于有机溶剂;向溶液中加入内核正极活性物质,快速搅拌,再加热去除有机溶剂,将所得的干燥粉体置于干燥的空气中静置,使其缓慢可控地与空气中的水分子发生原位水解,将得到的中间粉体置于有氧环境下煅烧得到锂电池正极材料。本发明可有效抑制活性物质与电解液间副反应,提高锂电正极材料的倍率性能和循环性能。
本发明公布了一种新型多孔碳阴极锂空气电池的制备方法,包括以下步骤:(1)槟榔渣先后经浸泡、洗涤、干燥、机械处理、碳化、活化、再次洗涤、最终干燥工序获得多孔碳;(2)用多孔碳制备多孔碳阴极;(3)用多孔碳阴极装配锂空气电池。本发明用废弃的槟榔渣成功制备了大比表面积与大孔容的多孔碳,并用这种多孔碳制得了性能优异的多孔碳阴极与相应的锂空气电池。
一种用于尖晶石结构锰酸锂锂离子电池的电解液,所述电解液的组成为:碳酸酯类化合物40‑70质量份、锂盐5‑10质量份、离子液体20‑30质量份以及添加剂3‑8质量份。本发明提供的电解液高温条件下不易分解,并能有效地抑制三价锰离子的杨‑泰勒效应而引起材料晶体结构的恶化,锂盐的溶解度和解离度高,能提高电子电导率并能降低固体界面膜阻抗,有利于改善尖晶石结构锰酸锂锂离子电池的电化学综合性能。
本发明提供一种羟基氧化钴及其制备方法、钴酸锂、电极和锂离子电池。羟基氧化钴的制备方法,包括:将原料混合,搅拌反应得到所述羟基氧化钴;所述原料包括钴盐溶液、掺杂溶液、碱溶液、氧化剂和络合剂。羟基氧化钴,使用所述的制备方法制得,羟基氧化钴呈花朵形。钴酸锂使用所述的羟基氧化钴制得。电极,使用钴酸锂制得。锂离子电池包括锂离子电池电极。本申请提供的制备方法制得的花朵形羟基氧化钴,具有发散形状,其比表面积较大,有利于增加电解质与电极的接触面积,进而提高电子的转移效率;其制得的电极具有很高的电容值、良好的电导性能和离子散射行为以及高循环稳定性和高充放电效率。
本发明公开了一种防过充的锂离子电池电解液及锂离子电池,该电解液中包含由茴香醚类化合物和联苯组成的复合添加剂;该锂离子电池电解液,能够在电池发生过充时,防止电压的急剧上升,过充时电池不起火、不爆炸,使电池处于安全状态;同时对电池充放电的循环性能基本无影响,循环60次后正极容量保持率大于90%。
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