本发明属于材料领域中的锂离子电池正极材料的制备方法。其特征在于:将含镍源化合物、锰源化合物和锂源化合物按化学计量比先混合,接着将其投放炉中,在空气或氧气气氛中以0.1-100℃/min的速度升温加热,在700-1000℃恒温煅烧0.1-48小时,然后直接以0.1-80℃/min降温速度下降或随炉冷却到室温,最后以0.1-100℃/min的降温速度下降或随炉冷却到室温,制得高电压锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4。本方法的合成过程简单,易于控制,易于工业化生产;优化了材料的物理及化学性能;所制得的材料颗粒均匀,结晶完美;放电容量高,最高比容量可以达到142mAh/g,接近理论比容量,而且循环性能好。
本发明涉及能源电池领域,特别涉及一种锂电池用低硼含量锂硼合金电极材料及应用。所述电极材料以质量百分比计,包括下述组分:Li85.01‑95%;B4.99‑9.99%;M0.01~5%;所述M选自Au、Ag、Si、Al、Zn、C、Mg中的至少一种;所述电极材料用作锂电池负极材料时,其比容量为2700‑3400mAh/g。本发明实现了高比容量和循环寿命的同步提升。
本发明公开了一种卷绕式锂电池电芯及包含该电芯的锂电池。该卷绕式锂电池包括电池壳体、放置于电池壳体内的卷绕电芯和电池上盖,所述电芯包括正极片、负极片、隔膜、正极集流板和负极集流板,所述正极片的上端和所述负极片的下端设置有未涂布空白带,所述正极片和所述负极片用隔膜隔开卷绕后,所述正极集流板下表面与所述正极片上的形成圈的空白带相紧密接触,所述负极集流板上表面与所述负极片上的形成圈的空白带相紧密接触;所述正极集流板与所述电池上盖电连接,所述负极集流板与所述壳体电连接。本发明提供的电池内阻小、电流分布均匀、寿命长,尤其适用于电动汽车等的动力电池。
本发明提出一种锂电池负极结构、锂电池负极结构焊接装置以及焊接方法。所述锂电池负极结构包括负极极耳和负极本体,负极极耳和负极本体通过压焊相互焊接连接,负极极耳上开设有多个在压焊时用于负极本体材料进入的焊接增强孔。所述焊接装置用于焊接负极极耳和负极本体;焊接砧台和焊头采用树脂材料制成或者焊接砧台和焊头上连接有树脂材料层。所述焊接方法采用所述焊接装置。在负极极耳上开设焊接增强孔,增加负极极耳和负极本体的焊接面积、提高两者的焊接强度,再采用树脂材料制成焊接砧台和焊头,或者在焊接装置上与负极本体接触的面上设置树脂材料层,能够避免负极本体的材料与焊接装置发生粘连,进而达到提高焊接质量及效率的目的。
本发明公开了一种高镍型镍钴锰酸锂单晶前驱体,所述前驱体为镍、钴、锰的氢氧化物,所述前驱体的一次颗粒平铺排列且呈片状,二次颗粒为内部疏松的类球状。本发明还相应提供一种上述高镍型镍钴锰酸锂单晶前驱体的制备方法,包括以下步骤:(1)配制可溶性盐溶液;(2)将可溶性盐溶液与络合剂、沉淀剂在保护气体下,并流加入装有底液的反应器中,进行连续共沉淀反应;(3)将步骤(2)中的共沉淀产物进行固液分离,收集固相进行陈化、洗涤、脱水、干燥、筛分处理,即得到上述前驱体。本发明还提供一种高镍型镍钴锰酸锂单晶正极材料。本发明的正极材料在保持高比容量的同时,还具有优异的循环性能。
本发明提供了一种超大容量锂离子电池用隔板,包括第一绝缘层、导电层、第二绝缘层和导线,所述第一绝缘层正对电池的正极板,所述第二绝缘层正对电池的负极板,所述第一绝缘层和第二绝缘层分别紧贴在所述导电层两侧的表面,所述导电层与所述导线接。本发明还提供了一种超大容量锂离子电池及监控负极板锂枝晶的方法,所述锂离子电池由若干正极板、隔板、负极板、隔板依次排列组成。解决了现有的隔板机械强度底,组装不方便,且不具备锂枝晶监控功能的问题。
一种锂离子电池用阻燃凝胶电解液,主要由电解质锂盐、有机溶剂及功能性添加剂经热聚合后制备得到,阻燃凝胶电解液主要是有机聚合物形成的聚合物网状结构,电解质锂盐、有机溶剂与功能性添加剂均匀分散于溶胀凝胶中;其制备方法是先将电解质锂盐溶解于有机溶剂中,然后分成两份,一份加入阻燃剂等得混合液A;另一份加入单体引发剂得混合液B;然后制备成正极极片和负极极片;将正、负极极片、隔膜以卷绕的方式制备成电芯,置于铝塑膜中,将混合液A与混合液B混合均匀后注入至前述电芯中,同时将电芯真空密封,常温静置,然后进行热聚合反应得到阻燃凝胶电解液充填的锂离子电池。本发明产品的安全性能获得了显著提升。
本发明公开了一种可用于锂氧气(空气)电池的空气电极与隔膜之间的扩展夹层及其湿法纺丝制备过程,它包括以下步骤,将高聚物溶解在有机溶剂中,得到纺丝原液,纺丝原液通过纺丝头以一定密度吐丝并粘结在锂氧气(空气)电池的预装隔膜上,每喷丝一层或几层,在凝固浴中凝固成型,烘干后将以一定比例共混于特定溶剂中的催化剂、导电剂、粘结剂及干燥剂以喷雾的形式喷涂在扩展夹层上,交替往复若干次,冷却成型后以面向空气电极的方式装入电池中。添加该夹层可以使隔膜拥有更好的力学性能,同时可以扩展催化层的催化空间,增加催化位点,增加Li2O2的沉积空间,从而达到提升电池性能的效果。
本发明公开了一种可用于锂氧气(空气)电池的空气电极与隔膜之间的扩展夹层及其熔融纺丝制备过程,它包括以下步骤,将催化剂、导电碳与热熔高聚物在高温下互熔共混,将得到的共混料通过挤压机以一定密度一定方向,以细丝状形态粘结在锂氧气(空气)电池的隔膜上,结成网状层,在结网一层或几层的过程中,将以一定比例共混于特定溶剂中的催化剂、导电碳、粘结剂和干燥剂以喷雾的形式喷涂在网状层上,交替往复若干次所得全部网状层与喷雾的集合即所述扩展夹层,冷却成型后以扩展夹层面向空气电极的方式装入电池中。添加该扩展夹层可以使隔膜拥有更好的力学性能,同时可以扩展催化层的催化空间,增加催化位点,增加Li2O2的沉积空间,从而达到提升电池性能的效果。
本实用新型涉及一种锂盐溶液中萃取回收锂的反应系统,包括碳化装置;所述碳化装置的出料阀门(6)连通至一萃取装置(8),所述萃取装置(8)通过输送管道与所述的进料阀门(5)相连通,所述布气盘(4)的外部连通有一气体发生装置(9)。使用本实用新型的反应系统,锂的回收率能达到99.8%,副产物能用作电解液、吸附CO2等其他行业,综合回收效率高,适用于进行工业化生产。
本发明公开了一种基于高效固相络合化学反应制备富锂锰基层状锂电池正极材料的方法,包括以下步骤:先准备用作原料的锂源、镍源、钴源和锰源,准备固体配位络合剂;根据所要制备的目标产物富锂锰基层状锂电池正极材料的分子式中各金属元素的计量比,将准备的原料和固体配位络合剂按照一定的摩尔比干混均匀,充分研磨;将得到的混合物料在较低温度下进行干燥,得到固相络合物前躯体;将固相络合物前躯体置于空气或富氧气氛中,进行烧结,得到富锂锰基层状锂电池正极材料。本发明的方法简单易控、生产成本低、绿色环保、生产效率高、产品性能优良。
本发明公开了可用于高电压锂金属电池的电解液,电解质包括六氟磷酸锂和含硼锂盐,有机溶剂氢氟醚(HFE)与环状碳酸酯和线性碳酯的混合溶剂,添加剂为甲基硅基(亚)磷酸酯。同时公开了采用上述电解液的一种锂金属电池,正极采用富锂锰基类或高镍类三元活性物质,金属锂负极。本发明的电解液得益于电解液中含硼锂盐与甲基硅基(亚)磷酸酯化合物以及氢氟醚溶剂的协同作用,具有较高的电化学窗口(>5V),由于其在电池的正极表面形成均匀致密的CEI膜,使电池表现出良好的循环稳定性能与电压稳定性能。
本发明提出了一种镍钴锰酸锂材料前驱体及其制备方法以及由该前驱体制备的正极材料。该前驱体呈球形,一次颗粒呈片状直插,剖面呈放射状;其化学分子式为NixCoyMnzMt(OH)2+a。所述镍钴锰酸锂材料前驱体的XRD峰强比值为1.0±0.1,中位粒度为9.0~11.0μm,振实密度为1.9~2.2g/cm3,比表面积为7~11m2/g。该前驱体的制备过程中,全程无惰性保护气体通入,且共沉淀反应过程中加入氧化性添加剂。该制备方法不仅工艺流程简单、自动化程度高,而且可实现连续化生产,产品品质稳定、优异。
本发明公开了一种锂电池固体电解质及全固态锂电池,该固体电解质由交联型聚合物和锂盐组成:该交联型聚合物由硅烷偶联剂与聚乙二醇通过交联反应制备得到;该固体电解质的耐热性能好、加工性能好、且具有较高电导率;制得的电解质薄膜机械性能好,电导率高,可用于制备在高温下仍能保持较好电化学稳定性的安全型全固态锂电池。
本发明公开了一种锂铝硼复合掺杂的锰酸锂正极材料及其制备方法,该锂铝硼复合掺杂的锰酸锂的化学式为:Li1+xMn2‑xAlxO4·0.3xLiBO2,其中,0<x≤0.2。本发明通过采用喷雾造球后二段焙烧的方法制得形貌规则,粒径均匀的多孔球形锂铝硼复合掺杂的锰酸锂正极材料。通过在锰酸锂晶格中引入锂、铝、硼这三种元素,硼以LiBO2形式与锰酸锂形成Li1+xMn2‑xAlxO4·0.3xLiBO2固溶体,有效地抑制了锰在电解液中的溶解,提高了Mn‑O键的强度从而增强了材料的结构稳定性,显著提高了锰酸锂的高温循环性能。材料的制备工艺操作简单易于控制,成本低廉易于实现规模化生产。
本发明提供了一种富锂锰基锂电池用正极材料的制备方法,向碱性沉淀剂和络合剂溶液中先后加入含加镍、钴和锰的盐类溶液以及含金属M的盐溶液制得前驱体,将前驱体粉体材料与锂源化合物混合经高温热处理后制得材料。采用本发明方法制备的富锂锰基正极材料的颗料具有明显的核壳结构,可减少电极极化,有效抑制过渡金属的溶解和氧气的释放,使得材料具有优异电化学性能,倍率性能和循环稳定性好,工作电压高。同时本发明引入金属M元素采用溶液湿法,工艺简单,反应条件容易控制,能耗低,适合产业化生产。
一种锂离子电池正极材料硼酸锰锂/石墨烯及其制备方法,所述硼酸锰锂/石墨烯按照以下方法制成:(1)将锂源、锰源、硼源和还原剂溶于去离子水中;(2)与石墨烯混合,水浴中搅拌,形成混合溶液,控制混合液中石墨烯浓度为0.1~1.4?g/L;(3)调节pH值至6~9;(4)干燥造粒,得硼酸锰锂/石墨烯前驱体;(5)将硼酸锰锂/石墨烯前驱体于非氧化性气氛下450~800℃烧结6~22h,冷却至室温,得锂离子电池正极材料硼酸锰锂/石墨烯。本发明锂离子电池正极材料硼酸锰锂/石墨烯,硼酸锰锂微球均匀地原位生长在石墨烯片上,具有良好的电化学性能,有效的解决了材料由于表面中毒效应而导致的循环、倍率性能变差的缺点。
锂离子电池用镍钴锰酸锂正极材料前驱体及其生产方法,该钴锰酸锂正极材料前驱体化学式为(Ni1-x-yCoxMny)Oδ,其中0.5<δ<1.5,0
本发明公开了一种锂硫电池用改性隔膜的制备方法、改性隔膜及具有该改性隔膜的锂硫电池。该锂硫电池用改性隔膜的制备方法包括以下步骤:将导电剂与纳米金属氧化物按质量比1:1~10:1进行混合,获得混合均匀的涂层材料;将所述涂层材料与粘结剂按质量比1:1~5:1混合均匀,然后分散到溶剂中;通过机械搅拌或超声分散获得分散均匀的涂层浆料;将所得涂层浆料涂覆于一隔膜基体表面,真空干燥,即得锂硫电池用改性隔膜。采用该方法所制备的锂硫电池用改性隔膜可有效抑制锂硫电池充放电过程中多硫化物的“穿梭效应”,提高锂硫电池循环寿命,具有该改性隔膜的锂硫电池电池容量高、循环性能好。
一种锂云母矿相重构提锂渣综合利用的方法,是以“矿相重构法处理锂云母提取电池级碳酸锂”技术为背景,综合利用锂云母矿相重构提锂浸出渣。提锂浸出渣经剥离、转化法沉淀氢氧化铝、浓缩结晶氯化钙、酸浸渣精选萤石等工艺步骤,各个步骤相互协同,共同实现提锂渣的经济、高效利用。
本发明揭示了一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法、锂离子电池复合隔膜,其中锂离子电池复合隔膜包括复合吸附材料粉末、分散剂、去离子水、粘结剂以及表面活性剂,复合吸附材料粉末、分散剂、去离子水、粘结剂以及表面活性剂之间的重量比为1:0.001~0.005:2.9~6.8:0.1~0.4:0.004~0.007;其中,复合吸附材料粉末包括非金属矿物、丙烯酰胺单体、引发剂以及去离子水,非金属矿物、丙烯酰胺单体、引发剂以及去离子水之间的质量比为1:0.15~0.45:0.01~0.05:10~50。本申请通过采用聚丙烯酰胺/非金属矿物复合材料作为锂离子电池复合隔膜功能涂层,制备的复合涂覆隔膜能有效捕获电池内部溶出的重金属离子,减少金属离子在负极析出破坏SEI膜或穿刺隔膜,改善电池循环性能和安全性能。
本发明公开了掺杂型镍钴锰酸锂前驱体,分子式为NixCoyMnzAlt(OH)2+3t·nWO4,其中x+y+z=1,0.4<x<1.0,0<y≤0.5,0<z≤0.5,0<t<0.2,0<n<0.2,Al和W在前驱体中呈原子尺度上的均匀混合,前驱体的一次粒子为规则的板条状且呈竖立式疏松排布,二次粒子为径距不大于0.75的类球形。还公开了该掺杂型镍钴锰酸锂前驱体的制备方法。本发明的前驱体材料中掺杂元素实现了原子级别的均匀混合,有利于提高正极材料的电化学性能,且生产过程中本发明的前驱体材料二次粒子不开裂,形态保持完好。本制备方法工艺流程简单,且能稳定批量化制备出品质好的前驱体,具有广泛的应用前景。
本发明公开一种具有核壳结构的硫正极材料及其制备方法、锂硫电池正极极片和锂硫电池,该材料为核壳结构,以碳为外壳,以氮化铁为内核;该材料还包括硫单质,该硫单质分布在外壳内壁和内核表面;该制备方法先以Fe2O3纳米立方体为模板采用原位包覆和高温碳化制备Fe3O4@C;再通过超声酸刻蚀形成核壳结构;然后在氨气气氛下烧结形成以碳为外壳、以氮化铁为内核的核壳结构;最后通过熔融扩散将单质硫渗入Fe2N@C中,得到硫正极材料。本发明提供的硫正极材料中碳壳具有高导电性,氮化铁内核对于聚硫锂具有强化学吸附作用以及电催化活性,采用该材料制备得到的正极极片和锂硫电池具有优异的电池循环性能和快速充/放电性能;该制备方法工艺简单,成本低,易于实现。
本发明涉及一种从锂离子电池废电解液中回收锂的方法,属于资源循环利用技术领域。本发明的目的是要提出一种从锂离子电池废电解液中回收锂的方法,重点是将废电解液与一种含大阳离子半径的卤化物溶液混合反应,将电解液中的PF6‑整体分离,并将分离后所得含锂溶液进行深度净化和沉锂处理后得到碳酸锂,从而达到清洁高效利用锂离子电池废电解液的目的。
本发明公开了一种锂离子全固态电池用硼掺杂&亚磷酸盐包覆镍基正极材料及其制备方法。利用硼化合物熔点低、沸点高的特点,促进包覆元素在高镍正极材料表面均匀分布,形成连续完整的包覆层,即锂离子导体亚磷酸盐层(LLP),同时硼经过高温扩散进入材料体相掺杂起到稳定材料结构的作用。本发明的正极材料表面形成的亚磷酸盐包覆层能够有效的改善高镍正极材料和硫合物固态电解质之间的界面兼容性,避免了两者之间由于空间电荷层效应而导致的界面阻抗急剧增大,推进了高镍正极在锂离子硫基电解质全固态电池中的应用。
一种锂离子电池正极材料磷酸氧钒锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、钒源、磷源按照LiOVPO4的原子配比混合于水中,加入还原剂,得混合液;(2)将所得混合液置于60-100℃恒温水浴中搅拌;(3)调节pH至6-9;(4)转移到真空冷冻干燥机中,在温度为-10℃~-50℃、真空度为5Pa~30Pa下冷冻干燥24~72h,得磷酸氧钒锂前驱体;(5)将步骤(4)所得磷酸氧钒锂前驱体取出,研磨均匀、压片后置于管式烧结炉中,于非还原气氛下300℃~600℃烧结1-30h,冷却到室温,得磷酸氧钒锂正极材料。本发明通过真空冷冻干燥的技术制备得到LiVOPO4正极材料,制备过程简单,易操作。
本发明涉及一种废旧锂离子电池极片的处理方法和废旧锂离子电池的处理方法,将有机溶液和待处理的废旧锂离子电池极片混合后,热解,筛分,获得集流体和极粉;其中,所述有机溶液为有机物的纯溶液或水溶液,所述有机物为有机酸、有机碱、有机胺、醇中的一种或几种。本发明中,正负极粉与金属铜铝的回收率可达99%以上,有效解决了目前废旧锂离子电池回收利用领域正负极粉脱除困难的问题,并且可以有效地降低热解温度,缩短热解时间,提升废旧锂离子电池热解环节的效率。
本发明公开了一种硅氧烷衍生物锂离子电池电解液及高压锂离子电池,该电解液中包含一种硅氧烷衍生物添加剂,该硅氧烷衍生物添加剂具有较高氧化电位,匹配高电压正极材料,添加该硅氧烷衍生物添加剂的锂离子电池能量密度提高,同时,硅氧烷衍生物添加剂可以在锂离子电池正负极表面形成稳定的界面膜,抑制电极表面的反应活性,减少电解液的氧化分解,有效地抑制胀气,从而提高锂离子电池的常压和高电压下的循环性能和使用寿命。
本发明公开了一种应用于锂硫电池的Ni/C复合纳米纤维膜,其表面积为30~250m2/g,厚度为100~350μm,面密度为2~10mg/cm2,Ni含量为2%~15%。该Ni/C复合纳米纤维膜的制备方法,包括以下步骤:(1)将聚丙烯腈和镍盐加入N,N‑二甲基乙酰胺溶液中使其完全溶解,得到纺丝液;(2)采用静电纺丝技术将所述纺丝液制备成前驱体纤维膜,再将前驱体纤维膜进行预氧化处理,再进行热处理,即得到所述Ni/C复合纳米纤维膜。本发明制备的Ni/C复合纳米纤维膜应用到锂硫电池中,在充放电过程中,利用多孔碳对多硫化物吸附,金属Ni对多硫化物的催化,二者协同作用,提高锂硫电池的倍率性能。
本发明属于二次电池材料制备领域,涉及一种锂离子电池正极材料用的尖晶石锰酸锂的制备方法,其特征在于:将先驱物直接在间隙式窑炉中控制温度,以100℃/小时升温至350℃-450℃保温3-8小时;接着以100℃/小时升温至550℃-550℃,保温5-10小时;再以100℃/小时升温至750℃-750℃,保温12-24小时;随后以100℃/小时降到室温。本发明制备的产品粒度均匀,平均粒径为10-20μm,并且能够根据不同用户的要求进行调整;产品振实密度大,大于2.0g/cm3;而且本发明制备的锰酸锂产品的物理性能和电化学性能稳定,产品一致性好,充放电容量和充放电循环性能优良。
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