一种锰酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法,所述材料中锰酸锂的质量百分含量为1~10wt%,锰酸锂形成厚度2~20nm的包覆层包覆在镍钴铝酸锂上;所述正极材料为粒径5~15μm的球形颗粒。所述方法,包括以下步骤:(1)将表面活性剂溶于水中,加热搅拌;(2)加入锰源,搅拌溶解后,再加入氢氧化镍钴铝,加热搅拌,蒸干;(3)在空气气氛中进行煅烧,冷却;(4)加入锂盐,在流动的氧化性气氛下,进行两段烧结,即成。本发明正极材料具有较好的循环稳定性和大倍率放电性能,包覆层可稳定材料结构,有效抑制电解液与活性物质之间的副反应;本发明方法成本低,工艺简单,适宜于大工业生产。
本发明公开了长循环、高功率的锂离子电池正极材料,分子式为LiNixCoyMn1‑x‑y‑zZzO2,包括由一次颗粒相互融合而成的单晶或类单晶壳层和中空部分,二次颗粒的中空部分体积占整个二次颗粒的0.8~50%。还公开了制备方法,包括:制备沿径向存在结晶度与形貌差异的氢氧化物前驱体;将前驱体与锂的化合物混合,将混合物进行两阶段烧结,即得;第一烧结为快速升温,第二烧结的温度大于第一阶段,第二烧结能使一次粒子熔融并相互融合形成单一的单晶壳层。本发明的锂离子正极材料常温和高温循环性能及安全性能好,且能提升机械、电化学性能和压实密度,有可快充、高容量、高电压、高循环、低成本的特点,可适用于高功率动力车。
本发明公开了一种内亲锂型多重限域/诱导锂负极及其制备方法和应用,包括平板金属集流体、复合在平板金属集流体表面的活性层;活性层包括胶粘剂以及分散在胶粘剂中的多重限域/诱导3D碳复合骨架材料,所述的碳复合骨架为类石榴状多重薄壁碳层封装结构,即通过微米中空碳球对数颗纳米复合碳球封装而成;所述的纳米复合碳球为纳米中空碳球内壁嵌有强亲锂性的贵金属纳米粒子结构,微米中空碳球为直径微米级掺氮碳球体;所述的碳复合骨架具有丰富的装填腔室,该腔室内填充有锂金属单质。本发明通过物理限域和选择性诱导锂沉积在中空碳骨架内腔来改善大电流下锂的沉积不均匀性,降低体积效应和界面副反应,提升锂金属负极的库伦效率和循环稳定性。
本发明公开了一种正极补锂剂、正极片以及制备正极补锂剂的方法,所述正极补锂剂的分子式为Li5FeaMbO4,其中0.1≤a≤0.9,0.1≤b≤0.9,a+b=1,元素M为Ni、Co、Mn、Cu中的一种或多种;所述正极补锂剂的中心为Fe元素,由中心至材料表面具有M元素的浓度梯度分布。该正极补锂剂表面碱度低,界面稳定,补锂容量高,可有效提高锂离子电池的能量密度。
一种硅酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法,所述材料中硅酸锂的质量百分含量为1~10wt%,硅酸锂形成厚度2~20nm的包覆层包覆在镍钴铝酸锂上;所述正极材料为粒径5~15μm的球形颗粒。所述方法,包括以下步骤:(1)在有机溶剂中加入硅源,搅拌均匀,加入水,再加入氢氧化镍钴铝,加热搅拌反应,蒸干,得二氧化硅包覆的氢氧化镍钴铝前驱体粉末;(2)将二氧化硅包覆的氢氧化镍钴铝前驱体粉末与锂盐研磨混匀,置于管式炉中,在氧化性气氛下,进行两段烧结,即成。本发明正极材料具有较好的循环稳定性和大倍率放电性能;本发明方法能有效降低常规包覆时表面残锂的问题,成本低,工艺简单,适宜于大工业生产。
本发明公开了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料回收制备磷酸铁锰锂的方法,包括以下步骤:1)将废旧磷酸铁锂电池放完残余电量,将电池拆解后,将正极片取出、洗涤、烘干、焙烧后,将磷酸铁锂和铝箔分离;2)通过控制酸的加入量,将分离的磷酸铁锂酸浸,过滤分离不溶的磷酸铁和氧化铁,得到滤液;3)对滤液进行分析,调节元素摩尔比为nLi : nFe+Mn : nP=1 : 1 : 1,配入锰源和磷源后;调节pH值,得到沉淀;将沉淀烘干后,加入碳源后进行混合,得到预烧料;4)将预烧料在非氧化性气氛下固相烧结处理得到磷酸铁锰锂锂离子电池正极材料。该方法具有工艺简单、环保、产品性能好等优势。
本发明公开了一种氧化铝修饰的石墨烯锂离子电池负极材料及其制备方法,属于锂离子电池负极材料技术领域。所述的氧化铝修饰的石墨烯锂离子电池负极材料包括以下原料:纳米硅粉、碳纤维、石墨烯、碳纳米管、碳酸乙烯酯、氧化铝、聚丙烯酸;所述的锂离子电池负极材料是经过超声处理、磁力搅拌、微波处理、高温煅烧等步骤制成的。本发明通过以碳酸乙烯酯、氧化铝、聚丙烯酸构成的补强体系,提高氧化铝修饰的石墨烯锂离子电池负极材料的嵌锂容量、脱锂容量、首次库伦率和循环性能。
本发明属于废旧锂离子电池回收领域,具体公开了一种废旧锂电池正极材料的亚临界预提锂方法,将包含废旧锂电池正极粉、水和多羟基醇的混合溶液加热,使其中的水处于亚临界状态,维持在该亚临界状态,进行预提锂处理,处理完成后经固液分离,获得提锂液;所述的多羟基醇中的醇羟基数大于或等于2;所述水和多羟基醇中,多羟基醇的体积分数大于或等于30%。研究表明,本发明方法,锂的浸出率高达100%,而其它金属几乎全部留在渣相中。此工艺极大地减少了锂金属的损失,为废弃锂资源的循环利用提供了新的途径。
本发明公开了一种镍钴锰酸锂和磷酸铁锂混合废料选择性回收工艺,包括以下步骤:将镍钴锰酸锂和磷酸铁锂混合废料干燥,粉碎,过筛,得到混合粉料;将混合粉料加入酸溶液中,再加入转化剂,酸浸处理,过滤,分别得到磷铁石墨渣和含镍钴锰磷铁锂滤液;将沉淀剂和转化剂加入含镍钴锰磷铁锂滤液中,调节pH,过滤,分别得到磷酸铁渣和含镍钴锰锂滤液;调节含镍钴锰锂滤液的pH,过滤,分别得到镍钴锰渣和含锂滤液,对镍钴锰渣水洗、干燥,得到镍钴锰碳酸盐或氢氧化物;将磷酸钠加入含锂滤液中,提锂,过滤,分别得到沉锂后液和磷酸锂。本发明可对含镍钴锰的磷酸铁锂废料进行选择性回收,锂浸出率可达99%,镍、锰浸出率超过95%。
本发明涉及一种锂离子电池LiCoO2正极薄膜的制备方法,技术特点在于:以金属钴、硝酸钴、氯化钴作为钴源,以氢氧化锂作为锂源,在金属钴、镍、钽、铌或铂等基体上制备出LiCoO2薄膜电极。整个反应在水溶液中进行,钴离子和锂离子扩散、吸附、反应和晶化速度快,同时可通过调节电极电位可改变生成LiCoO2的电极反应速度,达到提高反应速率和效率的目的。可实现在密闭的反应釜中,低于200℃下,一步制备出纯度高、粒度分布均匀、电性能优良的LiCoO2薄膜电极。这种低能耗、环保的制备工艺,为制备LiCoO2薄膜电极及其它薄膜电极材料提供了新的研究思路,具有较大的实用价值。
本发明公开了一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂前驱体磷酸铁的制备方法。是按亚铁离 子和磷酸根离子的化学计量比为0.8-1.2∶1,将浓度为0.05-2mol/L的亚铁离子水溶液和磷 酸根水溶液以400-1000mL/h的速度同时加入反应器中,在反应温度为50-90℃、搅拌速度为 400-1200rpm条件下,反应0.2-2h;再加入化学计量过量的双氧水,反应0.2-2h,再经陈化 2-8h、过滤和洗涤、干燥;得到带两个结晶水的磷酸铁粉末。所得磷酸铁的总铁含量(Fe) 为29.5-30.5%,P为16.0-16.9%,粒径为0.1-1μm,D50为1-5μm。本发明操作过程简便、设 备简单、易于控制、能耗低,粒径分布均匀、细小,反应活性高,适用于制备锂离子电池正 极材料磷酸铁锂。
本发明公开了一种锂电池负极片,包括片状的集流体,所述集流体包括集流体本体和极耳片;所述集流体本体包括中空且四周封闭的框架,在所述集流体的上、下两表面分别设置锂带,所述锂带的外周与集流体本体的外边框重合。其制备方法为:将金属箔或者金属网模切出集流体本体框架的内边框;在集流体本体框架的双面与锂带辊压复合,得到复合锂带;将复合锂带按集流体的外边框模切,得到锂电池负极片。本发明还公开了一种锂电池,包括前述的锂电池负极片。本发明提供的锂电池负极片相比于纯锂负极片,由于集流体四周封闭的框架的存在,能在循环末期也可保持负极结构的完整性,电池循环寿命大幅提升。
本发明公开了一种改性包覆锂电池用磷酸铁锂材料的制备方法,所述磷酸铁锂表面包覆有高分子纤维骨架,所述高分子纤维骨架中填充有纳米金属线;其中,所述高分子纤维骨架通过熔融纺丝法制备而得。本发明方案采用的高分子纤维骨架包覆方法相较于传统的致密碳包覆,多孔改性高分子导电薄膜,电解液能充分填充到孔洞中,有利于增大电极与电解液间的接触面积,使磷酸铁锂的导电性能更加优异,同时,本发明方案的磷酸铁锂材料具有较高的压实密度;同时,包覆的热致液晶高分子纤维,具有良好的非吸湿性、极低气温下的高机械物理性、耐湿耐磨耗性及较强的低温特性,有利于提升磷酸铁锂材材料的低温性能。
本发明公开了一种锂电池正极材料锂钒氧化物的制备方法,该锂钒氧化物可以用Li1+αV3O8通式表示,0≤α≤0.25。将含V5+的钒化合物和具有还原性的有机酸在去离子水或者蒸馏水中搅拌;锂源按照Li∶V=(1~1.25)∶3的摩尔比加入,混合溶液干燥后得到固体前驱物。该固体前驱物在氧化气氛下,于250℃-500℃温度范围内加热,可制备Li1+αV3O8纳米材料。整个过程合成温度低,能量损耗少,操作简单,成本低,比较适合于大规模生产。本发明制备的Li1+αV3O8产品颗粒小,分布均匀,嵌锂容量高,适合用作锂电池的活性材料。
一种磷酸锰锂-磷酸钒锂复合材料的制备方法,将0.1~0.4mol/L的偏钒酸铵溶液以0.5~2.0L/h的速度加入至盛有0.05~0.20mol/L乙酸锰溶液的反应釜中,控制最终锰、钒元素摩尔比为Mn : V=1 : 2,控制反应温度50~90℃和搅拌速度200~1200rpm,加料完成后,调节溶液pH至4~7,静置,经过滤、洗涤后,干燥,得到MnV2O6·2H2O;将MnV2O6·2H2O、锂源化合物、磷源化合物和复合碳源以锰、钒、磷、锂、碳元素摩尔比为1 : 2 : 4 : 4 : 0.1~10的配比混合,球磨,干燥,烧结即成。本发明工艺流程简单,所得产品质量好且稳定,成本低,特别适于较高电压平台锂离子电池应用。
本发明公开了一种可用于锂‑空扣式电池的测试装置,它包括:测试瓶、除杂装置、鼓风装置。其中测试瓶为圆柱形,分上下2个部分,且在连接层下有密封圈;瓶内有刀片与夹持装置,且夹持装置可以通过瓶体上的软套进行操作,可以在密闭环境下划破封口袋。在测试瓶外连接有除杂装置,除杂装置使用吸附剂去除空气中的CO2和H2O并对除杂后气体进行CO2与H2O检测。除杂装置与测试瓶密封连接,鼓风装置将空气鼓入除杂装置,干燥并去除CO2后通入测试装置中。本发明具有拆装方便、制作成本低廉、气氛稳定、可以实现锂‑空扣式电池使用空气测试及全程隔绝CO2和H2O等优点。
本发明公开了一种液相沉淀法去除锂离子电池富镍材料表面锂残渣方法。包括下述步骤:将锂离子电池富镍材料分散在磷酸盐溶液中,富镍材料表面锂残渣与磷酸根离子结合形成沉淀,并在材料表面成核,通过煅烧形成表面包覆有致密的Li3PO4层材料。本发明方法制备得到的包覆层比传统的包覆层更为均匀致密,材料的空气中储存性能得到明显提升;富镍材料吸湿性能得到改善的同时,降低了由电极材料带入电解液中的水,材料结构稳定性将得到增强。此外,Li3PO4在电解液比电池材料都具有更好的稳定性,从而可更好的提高正极材料的综合电化学性能。本发明制备过程简单,流程短,生产成本低;制备的正极材料物理性能以及电化学性能优异。
本发明公开了一种具有空心结构的锂离子电池用富锂锰基正极材料及其制备方法,该富锂锰基正极材料的分子式为Li1+x[NiaCobMn(1-a-b)]1-xO2,式中,0.1<x<1,0≤a<1,0≤b<1,0<a+b<1,所述Li1+x[NiaCobMn(1-a-b)]1-xO2为空心结构;该制备方法包括原料准备、制备前驱体、煅烧得到富锂锰基正极材料的步骤。本发明富锂锰基正极材料同时兼备良好的倍率性能和良好的循环性能,其制备工艺简单、成本低、应用前景广。
本发明公开了一种锂离子电池用磷酸铁锂正极材料的制备方法,将锂源、铁源、磷源和掺杂源物质置于搅拌球磨机中混合,将混合料加入到双螺杆挤出机中进行反应挤出,将挤出产物置于惰性气氛炉中,在600~800℃下煅烧数小时,随炉冷却后得到的样品即为磷酸铁锂材料,所得的磷酸铁锂材料比容量高(>140mAh/g,0.2C),循环性能良好。本发明工艺简单,成本低廉,适合规模化生产。
一种锂离子电池正极材料锂镍钴锰氧-富锂型 层状结构锂离子电池正极材料,其化学分子式为: Li1+δ NixCoy MnzO2,其中1.02<1+δ<2,0.5<x+y+z<1。 其制备方法包括镍钴锰复合氧化物的制备、镍、钴、锰混合 盐溶液的共沉淀、热处理。采用本发明,原材料成本仅为 LiCoO2的1/3左右;可以获得 镍钴锰分子级均匀分布的前躯体,可以得到高密度型球形前 躯体,从而提高电池的体积能量密度;工艺操作和控制简单。 与传统的LiCoO2材料的工作电 势范围(2.75-4.3V)相比,本发明的锂镍钴锰氧正极材料可以 在较宽的电势范围内(2.75-4.6V)可逆充放电,并具有较高的 比容量。
本发明公开了一种磷酸钛锆锂修饰富锂材料及其制备方法,合成一种mLi[Li0.4Ni0.16Co0.16MnxZr0.1q]O2·nLiTiwZrq(PO4)3复合材料,在上述材料中磷酸钛锆锂的质量百分含量为0.5~5wt%,厚度5~20nm。包括以下步骤:(1)将锂源、锆源与磷源分散到有机溶剂中(2)将钛源、富锂材料加到溶液中,并搅拌得黑色浆料;(3)真空干燥得预烧物;(4)研磨并在空气气氛烧结,得复合材料。本发明提高了富锂材料的锂离子电池电化学性能、倍率性能和循环性能。本发明材料组装的电池,在2.0~4.6V,0.1C下,首次放电克容量达255.3mAh/g,1C下循环100圈,容量为224.9mAh/g,容量保持率达88.1%,大倍率下性能优异;本发明方法简单,成本低,环境污染少,适于工业化生产。
本发明公开了一种从高镁锂比盐湖卤水中制取高纯草酸镁和碳酸锂的方法,包括以下步骤:1)过滤除去盐湖卤水中的悬浮物与固体杂质;2)在步骤1)后的盐湖卤水中加入草酸,在温度为20~60℃、pH=3~5、搅拌速度为150~500rpm的条件下反应30~180min,反应完成后过滤得到低镁锂比卤水和草酸镁沉淀;用40~60℃热水洗涤草酸镁沉淀3~5遍,在80~102℃下干燥60~120min得到纯度≥98%的高纯草酸镁;3)在步骤2)得到的低镁锂比卤水中加入除杂剂,得到精制卤水,在精制卤水中加入碳酸钠得到碳酸锂晶体,对碳酸锂晶体进行过滤、洗涤、干燥得到碳酸锂。本发明的方法制取的草酸镁纯度高。
本发明一种电化学提锂用高选择性和亲水性电极及其制备方法,包括通过采用聚多巴胺对电极活性物质进行表面包覆改性,利用聚多巴胺具有优先集聚和传输锂离子的作用,实现对杂质离子的截留,提高电极活性物质对锂的选择性。在电极吸附材料制浆过程,通过引入含羟基的极性亲水有机高分子化合物进行共混改性,改善了粘接剂PVDF的亲水性。此外,将无机盐造孔和“先低温‑后高温”的烘干方式结合,使电极形成“多孔—微裂纹”的形貌,提高了溶液在电极板内部的传质效果。本发明所公开的电极制备方法具有简单易行、环境友好和成本低廉等特点,易于工业化生产。
一种锂离子电容器正极片及其制备方法、锂离子电容器,正极片制备包括:配制正极浆料和获取正极集流体基体;将正极浆料涂布在正极集流体基体表面,烘干,碾压、裁剪、干燥后得正极片;正极浆料的制备为:1)将80~98重量份磷酸铁锂、2~20重量份导电炭黑混合球磨混匀;2)将50~90重量份活性炭和10~50重量份步骤1)球磨后材料混合后再球磨混匀;3)将2~6重量份粘结剂与94~98重量份蒸馏水混合,搅拌均匀;4)向步骤3)制得混合溶液中加入步骤2)制得的球磨后混合材料,调节浆料的布氏粘度至1000~3000cps,经低速,中速,高速搅拌制得;电容器由按正极片、隔膜及负极片的顺序卷绕组装成电芯,再将电芯置入电容器壳体中后加注电解液,密封壳体制得。
一种磷酸钒包覆锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的方法,包括以下步骤:(1)将钒盐、磷酸盐和还原剂按钒元素、磷元素、还原剂混合于去离子水中,用氨水调节pH,搅拌得到均一溶液,于160~240℃温度下反应20~48h;过滤、洗涤、烘干得到磷酸钒;(2)将镍钴锰酸锂三元正极材料和磷酸钒加入到高速混料机中,所得混合物中磷酸钒的质量占混合物总质量的1%~10%;在500~2000rpm条件下搅拌至得到均匀产品;(3)在非氧化气氛中,于200~400℃烧结,并保温1~5h,冷却后即得到磷酸钒包覆锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂。本发明能有效提高锂离子电池的容量以及循环性能。
本发明公开了一种从废旧三元锂离子电池中回收锂的方法,该方法是将废旧三元锂离子电池拆卸,分离出电极活性物质;所述电极活性物质与氢氧化钠和/或氢氧化钾混合均匀后,低温焙烧;焙烧物料与水搅拌混合,液固分离,在所得液相中加入碳酸盐沉淀剂,生成碳酸锂沉淀,该方法可以快速高效地从废旧三元锂离子电池中回收锂,成本低廉,适合工业化应用。
本发明是关于锂离子电池正极材料锂钴氧化合物(LiCoO2)的合成方法, 属于无机功能材料及湿化学合成领域。本发明的特征为 : 在含有活化剂和锂盐或氢氧化锂等化合物的水溶液中, 将氢氧化亚钴或碳酸钴中间相氧化, 使锂离子嵌入到氧化钴的分子中, 形成锂钴氧化合物的前驱体。将该前驱体洗涤脱盐、干燥后, 再经高温热处理, 制得晶型完整、成分均匀、粒度可控的锂钴氧化合物(LiCoO2)。本发明制备锂钴氧化合物工艺所用试剂价廉易得、合成成本低、合成产物电化学性能优良、工艺过程简单, 可以用于工业生产。本发明实现了以湿化学方法直接合成锂钴氧化合物。
本发明涉及了一种新型锂离子电池用非水电解液及锂离子电池,包括基础电解液和添加剂A,所述添加剂A为具有双磺酸硫代酯结构的化合物,其添加量为电解液总质量的0.5~3%,基础电解液包括电解质锂盐和非水有机溶剂。本发明所提供的锂离子电池电解液添加剂,能在正负极表面发生氧化还原反应,形成界面保护膜,并且界面膜的有机成分含量比较低,界面膜上的聚合分子较小,使得界面膜具有良好的高温稳定性,并且阻抗较低,可以同时改善电池循环和高低温性能。
一种高压锂离子电池电解液,包括溶剂、锂盐、无机成膜添加剂;所述溶剂中包括占溶剂重量5‑15%的(2,2,2‑三氟乙基)乙酯。在本发明中(2,2,2‑三氟乙基)乙酯的高稳定性可以防止电解液在阳极表面上被大量的氧化,从而保证电解液的高压循环性能,同时保证电池的容量保持率。在本发明中氟锆酸锂的加入能够对SEI膜的形成起到调控作用,使得SEI膜更加均匀,从而降低SEI膜的阻抗,进一步的提高电池的容量保持率。同时,氟锆酸锂能够进一步的抑制电解液在高压下的氧化分解。
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