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%。
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。
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