一种锂离子导体包覆纳米LiMnPO4/C正极材料的改性方法,以解决磷酸锰锂正极材料倍率性能差,循环性能不好的问题。一种锂离子导体包覆纳米LiMnPO4/C正极材料的改性方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)溶剂热碳化制备表面羟基化的正极材料LiMnPO4/C;(2)控制形成氧化物前驱体包覆层,完成核壳结构LiMnPO4/C@MOP(金属氧化物前驱体)的组装;(3)一步煅烧法制备锂离子导体改性的复合正极材料LiMnPO4@Li2TiO3/C或LiMnPO4@V2O5/C。本发明工艺简单,制得的锂离子导体改性的LiMnPO4/C复合正极材料用于锂离子电池,循环稳定性好,充放电容量高,高倍率性能优异。
本发明公开了一种锂离子电池电解液及其锂离子电池,所述锂离子电池电解液,包括锂盐、添加剂和非水有机溶剂,以锂离子电池电解液的总重量份计算,所述添加剂包括四乙烯基硅烷0.01~0.05份;磷酸乙烯三氟乙酯0.01~0.05份;磺酸吡唑化合物0.01~0.1份。本发明采用特定的四乙烯基硅烷、磷酸乙烯三氟乙酯和磺酸吡唑化合物组成的添加剂,在含量能够控制到1%以下的情况下还具有耐高温性能和耐高温存储性能。避免了因为添加剂的含量过多导致的其他电化学性能下降的缺陷。所述电解液可以用于锂离子电池中。
本发明公开了一种用于制备锂离子电池负极的SiOC陶瓷材料及其制备方法和由该陶瓷材料制成的锂离子电池。该SiOC陶瓷材料包括摩尔比为1∶α∶β的硅元素、氧元素和碳元素,α为0.4~2.0,β为0.4~5.0,且α+β为0.8~7.0;其制备方法包括步骤:准备如下式的有机硅聚合物:a(R1R2SiO)x(R3R4SiO2)y(R5R6SiO3)zb其中,a和b为封端官能团,R1、R2、R3、R4、R5及R6为官能团,其中至少有一个官能团为氢基或烯基,x为0.3~1,y为0~0.7,z为0~0.5,且x+y+z=1;并准备含有能与硅氢基、硅羟基或烯基反应的活性基团的有机小分子化合物;将有机硅聚合物和有机小分子化合物混合并交联固化制成共聚物,再进行高温裂解即得。本发明的锂离子电池具有较高容量、较好的循环性能和较高的可逆容量。
本发明揭示了一种锂离子电池隔膜浆料及其制备方法、锂离子电池隔膜,其中,一种锂离子电池隔膜浆料包括以下重量分的组分:聚有机硅倍半氧烷微球(PSQ微球):2~20份,无机物颗粒:30~45份,丙烯酸酯粘结剂:4~10份,羧甲基纤维素钠:10~12份,聚氨酯类分散剂:0.01~0.20份,聚醚改性聚硅氧烷类助剂:0.01~0.20份,去离子水:30~45份;锂离子电池隔膜浆料的固含量为37~42wt%。本申请通过采用超细PSQ微球与无机物颗粒构建电池基膜的复合涂层,使得浆料具有优良的分散性,且浆料涂覆后的复合隔膜摩擦系数小,涂层表面光滑,有利于隔膜在锂离子电池卷绕装配过程中的卷芯与卷针分离,减少隔膜打皱、撕裂、边缘不齐等抽芯不良问题,降低锂离子电池发生内短路安全隐患的概率。
一种锂离子电池正极材料硼酸锰锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将偏硼酸锂、乙酸锂、乙酸锰和葡萄糖溶于去离子水中,搅拌均匀;(2)放进冷阱内预冻,预冻完毕后,从冷阱中取出,放进干燥架,将干燥架放到冷阱上方,冷阱内温度设定为-50~-20℃,启动真空泵,真空度设置为15Pa以下,干燥20-24h;(3)在氩气保护下以每分钟1~5℃的速率升温到350~450℃,恒温4~6h,再以每分钟1~5℃的速率升温至600~700℃,恒温4~6h,通入氩气,自然冷却到室温,即成。本发明操作简单,重现性好,前驱体物料粒径细小,烧结所得物料粒径能很好控制,碳包覆效果较好,有良好的电子导电性能,首次充放电比容量高。
本发明公开了一种球形中空氧化铈改性的锂硫电池隔膜及其制备方法,该改性隔膜包括隔膜本体,所述隔膜本体的一侧涂布有改性涂层,所述改性涂层中包含有球形中空氧化铈、导电剂和粘合剂,该改性隔膜可有效阻止多硫化物的穿梭。本发明还公开了一种具有该改性隔膜的锂硫电池,包括正极、负极、电解液以及隔膜,所述正极为科琴黑?硫复合正极,所述负极为金属锂,所述电解液为双三氟甲基磺酸亚酰胺锂、硝酸锂、1, 3?二氧戊环和乙二醇二甲醚的混合物,所述隔膜为上述的球形中空氧化铈改性的锂硫电池隔膜或者为上述的制备方法制备得到的隔膜,所述隔膜涂布有改性涂层的一侧靠近锂硫电池的正极。该锂硫电池比容量高、循环寿命长。
本发明提供了一种磷酸铁锂/氟磷酸钒锂/碳复合正极材料及其制备方法,其分子式为(1‑x)LiFePO4·xLiVPO4F/C,其中x=5~40wt%,所述复合正极材料中C的质量分数为0.5~2.0wt%。本发明通过先合成磷酸铁锂,然后合成VPO4中间体,最后将磷酸铁锂、VPO4中间体和其他合成氟磷酸钒锂的原材料混合,进行压片烧结,保证了复合材料中不存在磷酸钒锂的杂相生成,复合材料中形成具有双相嵌锂活性物质的复合结构来稳定磷酸铁锂材料的表面性能,提升锂离子表/界面扩散能力和电子的传输速率,在不牺牲能量密度的同时提高其倍率性能和循环性能。
本发明公开了一种废旧锂离子电池选择性浸锂工艺,1.包括以下步骤:(1)取废旧锂离子电池浸泡在盐水中进行放电处理,拆解分离出极片并干燥处理,然后粉碎并进行筛分,得到拆解粉料;(2)取所述拆解粉料和硫化剂混合形成混合物,所述硫化剂含有硫酸根,所述混合物依次通过一段转型过程和二段分解过程进行热处理,得到热处理产物,所述一段转型过程的热处理温度为100~600℃,所述二段分解过程的热处理温度为600~1400℃;(3)在所述热处理产物中加入浸出剂进行浸出,固液分离,得到富锂溶液。本发明采用两段热处理大大提高了锂的转化效率,提高了锂的浸出率,具有良好的应用前景。
本发明公开了一种锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂,其比表面积在0.2~0.6m2/g,Na和K离子含量小于800ppm,其他杂质小于200ppm,压实密度大于3.35g/cm3,0.1C扣式电池初始放电容量达115mAh/g以上,100周循环容量衰减小于8%;其制备方法包括:先以锂源、锰源和掺杂金属添加物进行配料,然后将锰源置于500℃~1000℃温度下预烧;将预烧后的锰源与锂源及掺杂金属添加物进行混合;再对混合原料进行多段烧结,对得到的烧结样进行水洗处理,离心甩干并干燥;最后进行筛选分级,得到锰酸锂产品。本发明的锰酸锂产品不仅颗粒形貌规整、压实密度高、杂质含量少,且加工性能及电性能均较好。
本发明公开了一种综合利用钛铁矿制备钛酸锂和磷酸铁锂前驱体的方法,其特征在于包含以下步骤:1)钛铁分离:将钛铁矿球磨,用硫酸浸出钛铁矿,冷却,过滤得滤渣和滤液;2)制备钛酸锂前驱体:将所得滤渣用稀硫酸洗涤,然后用75~90%的硫酸溶解,并稀释,加入沉淀剂反应,冷却,静置,过滤,将滤渣烘干即得钛酸锂的前驱体;3)制备磷酸铁锂前驱体:将滤液稀释,向溶液中加入氧化剂和沉淀剂,然后用碱水溶液控制体系的pH值,反应后将所得沉淀洗涤、过滤、烘干即得磷酸铁锂的前驱体--磷酸铁。本发明原料来源广、工艺流程简单、产品质量好且稳定、成本低,对钛铁矿进行了综合和充分的利用。
本发明公开了一种基于一种从混合废旧锂电再生富锂锰基正极的方法,所述方法包括以下步骤:1)将废旧LiNixCoyMnzO2和LiCoO2混合废旧极片原料直接粉碎,采用碱性还原氨浸出得到富含Li、Ni和Co的浸出液及含大量Mn元素的浸出渣;2)将浸出渣与废旧LiMn2O4粉末混合,采用酸浸的方法,得到富含Li和Mn的浸出液;3)将步骤1和2所得的浸出液混合并添加适当的金属盐,固定锂、镍、钴、锰元素的摩尔比;4)将上述混合溶液采用水热的方式,制备富锂锰基前驱体,在马弗炉内进行煅烧,即得到富锂锰基正极材料。本发明基于混合多种废旧锂电池回收富锂锰基正极材料,具有适用性高,耗能相对低,且再生产品附加值高,流程可控性强的优势。
本发明公开了一种锂离子电池拼接式层单元框架及其构成的锂离子电池模块,锂离子电池模块包括底板、顶板、多个层单元,层单元由拼接式层单元框架、软包锂离子电池、弹性调整垫、散热板组成,散热板冲有凹坑构成软包锂离子电池、弹性调整垫的容纳空间,散热板两端延设有凸耳,凸耳上设有通孔,多个散热板平行布置在拼接式层单元框架中,每一个散热板上设置的凸耳均夹装在拼接式层单元框架中的上端边框与下端边框之间,构成一个层单元,在底板与顶板之间叠置多个层单元,通过螺栓紧固定位。本发明模块结构紧凑,方便维修,容易扩展,实现电池单体的隔离,对电池起到保护作用,对提高电动汽车锂电池组使用寿命和能量密度具有显著的作用。
一种锂离子电池用磷酸氧钒锂正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将钒源、磷源以钒离子、磷酸根离子的摩尔比按照LiVOPO4化学计量比称取并配制溶液,加入草酸作为还原剂,于50-90℃恒温水浴中搅拌;(2)按照LiVOPO4化学计量比加入锂源,按有机形貌诱导剂与钒离子的摩尔比为0.1-4.0:1.0的比例加入有机形貌诱导剂,于30-100℃恒温水浴中搅拌,形成均一凝胶,真空干燥;(3)研磨后,在氧分压为0-30kPa的气氛下于300-750℃烧结3-20h,即成。本发明所制备的磷酸氧钒锂正极材料具有一次颗粒粒度较小,二次颗粒具有片状结构的形貌特征,颗粒片厚度为50-500nm,电化学性能优异。
本发明公开了一种锂离子二次电池用低浓度电解液,包括锂盐和有机溶剂,有机溶剂包括链状羧酸酯类溶剂和氟代羧酸酯类溶剂,锂盐的浓度为0.01~0.5mol/L。该电解液采用链状羧酸酯类溶剂和氟代羧酸酯类溶剂的混合溶剂作为电解液的溶剂体系,并加入低浓度锂盐,构成的电解液体系不仅粘度低,与正负极有良好的浸润性,而且能够形成稳定的CEI/SEI层,缓解循环过程中的过渡金属溶解,同时还能降低生产成本,具有可观的应用前景,组装的电池具有良好的循环性能。
本发明公开了一种基于镁锂硫酸盐晶体形态及密度和溶解度差异的镁锂分离工艺,包括以下步骤:首先使卤水中的硫酸根浓度增大,直到促使硫酸盐结晶;利用硫酸锂的密度比硫酸镁都要大的物理特性,运用选矿学中的重介质重选原理,将锂盐和镁盐分开,以达到分离镁和锂的目的;然后利用溶解度差异分理出部分镁盐;最后采用纯碱沉锂得到碳酸锂产品。本发明完全不需要喷雾干燥和煅烧程序,极大地减少了能源的消耗,可以降低70%的生产成本,且工艺流程简单,不会因流程复杂造成产品质量难以控制,而且环保无污染。
本发明公开了一种废旧磷酸铁锂材料选择性提锂的方法,包括以下步骤:将废旧磷酸铁锂材料浸入氢氧化钠溶液中,进行碱浸除铝,过滤,对过滤得到的除铝后料进行干燥,得到磷酸铁锂粉料,并将过滤出的铝酸钠滤液回收;将磷酸铁锂粉料放入加热炉,通入选择性提锂气体,再进行焙烧,得到磷酸铁和锂的化合物;将磷酸铁和锂的化合物加入球磨机,进行湿法球磨,过滤,分别得到磷酸铁固体和含锂溶液;将含锂溶液的pH值调节至9.0‑11.0,除杂,得到纯净的锂溶液;将碳酸钠溶液加入纯净的锂溶液中反应,过滤,对过滤得到的固体进行洗涤、干燥,得到碳酸锂。用本发明的方法回收废旧磷酸铁锂材料中的锂,锂回收率高达95%以上。
本发明公开了一种锂离子电池高电压钴酸锂正极材料及其制备方法,该材料由掺杂型钴酸锂基体及其表面的包覆物组成,掺杂型钴酸锂基体的通式为LixCo1-yMyO2-zNz,包覆物的通式为LiNix’Coy’Alz’O2;其制备方法为:先通过一次烧结得到钴酸锂基体LixCo1-yMyO2-zNz,然后利用液相共沉淀反应制备得到表面包覆有Nix’Coy’Alz’(OH)2的钴酸锂正极材料前驱体,最后通过二次烧结即得到本发明的高电压钴酸锂正极材料。本发明制得的高电压钴酸锂正极材料加工性能好、压实密度高,在高电压状态下具有较高的比容量和良好的循环性能,可以在高电压3.0~4.5V间稳定循环。
本实用新型公开了一种含硼酸锂的锂离子电池电解液的生产装置,包括电解液反应釜,与电解液反应釜相连通的过滤器,与过滤器相连通的硼酸锂预反应釜,装设在硼酸锂预反应釜外侧的搅拌驱动装置,装设在硼酸锂预反应釜内并与搅拌驱动装置传动连接的搅拌浆,装设在硼酸锂预反应釜外侧的保温层,装设在硼酸锂预反应釜上的温度传感器;所述硼酸锂预反应釜通过加热装置进行加热;所述硼酸锂预反应釜上依次设置固体进料口、液相进料口、进气口、和出料口,本实用新型能对硼酸锂进行预处理、提高硼酸锂的溶解速率和在溶剂中的稳定性、防止此类电解液在放置过程中析出硼酸锂、避免电解液变浑浊、保证电解液品质、同时还大大缩短配制生产工序、提高生产效率。
本发明公开了一种从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法,包括如下步骤:(1)将废旧锂离子电池或废旧极片用破碎机破碎,再置于高温炉中经热处理去除粘结剂得到粉料;(2)用氢氧化钠溶液溶解去除粉料中的铝,过滤得低铝滤泥;(3)用酸和还原剂将低铝滤泥浸出,得到浸出液;(4)用化学法除去浸出液中的铁、铜、铝等杂质;(5)用氟盐沉淀浸出液中的锂,得氟化锂粗产品;(6)将氟化锂粗产品洗涤,过滤,干燥得氟化锂产品;(7)将氟化锂粗产品洗涤后的滤液返回步骤(3)处理。利用本发明方法所得氟化锂产品纯度达98.0%以上,锂一次回收率为75~92%,且本发明方法过程简单,成本低,易于工业化生产,具有较高的经济效益。?
本实用新型公开了一种可以提高使用寿命的锰酸锂三元锂电池,包括箱体、电池本体和陶瓷涂层隔膜,所述箱体中心位置内放置有所述电池本体,所述电池本体底端面设置有散热盘,所述电池本体内部中心位置竖直设置有所述陶瓷涂层隔膜,所述陶瓷涂层隔膜远离所述正极的一侧设置有负极,所述电池本体顶端面对应所述正极的垂直方向上设置有正极耳,所述负极对应的垂直方向且位于所述电池本体上设置有负极耳,所述电池本体顶端面和底端面并且位于所述陶瓷涂层隔膜垂直端开设有安全气孔。该可以提高使用寿命的锰酸锂三元锂电池,有效缓解了电池本体因高温而导致膨胀的问题,提高了电池的使用寿命,可以普遍推广使用。
本发明属于锂金属电池领域,具体公开了一种稳定金属锂沉积的电解液;包含导电锂盐、有机溶剂和添加剂组成的有机溶液;所述的所述的添加剂为纳米级的氮化硼、氮化铝、氮化钙、氮化镁、氮化硅、氮化钛、氮化钒、氮化钨、氮化铌、氮化钽中的一种或几种。本发明还包括所述的电解液的应用以及包含所述电解液的锂金属电池。本发明所述电解液配方简单、成本低廉且适合大规模产业化。采用本发明所述电解液可以实现均匀的锂沉积,有效避免充放电过程中的锂枝晶,极大的改善了其循环性能安全性能。该电解液可以作为锂硫电池、锂空电池等以金属锂为负极的储能器件中,实现其长循环的稳定性。
本发明公开了一种锂离子电池或锂硫电池电解液,其包含有机超分子添加剂;所述有机超分子具有含缺电子空间的环内孔结构。锂离子电池或锂硫电池电解液充分利用有机超分子的缺电子空间来捕捉电解液中富电子的负离子,负离子与超分子结合成大分子,锂盐的电离得到促进,电导率提高,同时,阴离子的迁移受到限制,锂离子的迁移数变大,锂离子电池或锂硫电池的倍率性能可以得到明显提升。
一种磷酸钒锂包覆锂离子电池三元材料的方法,采用磷酸钒锂活性电极材料作为包覆材料,可在三元材料表面形成均匀的包覆层。本发明的制备方法包括:(1)三元材料的制备;(2)三元材料与磷酸钒锂混合;(3)将混合样品置于还原气氛中煅烧。本发明的突出优势在于表面包覆的磷酸钒锂材料锂离子的传输速率快,提升材料的大倍率性能;同时磷酸钒锂材料具有很好的稳定性,可以有效抑制电解液对于内核三元材料的侵蚀,包覆后的三元材料综合了三元材料和磷酸钒锂的优点,表现出优良的倍率性能和循环性能。
本发明公开了一种锂电池用电解液,包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂,所述添加剂为烷基硼酸,添加剂的重量百分比含量为0.5‑2.0wt%。烷基硼酸为正丙基硼酸、正己基硼酸、正辛基硼酸中的一种或几种的混合物。本发明还公开了上述锂电池用电解液的制备方法,采用上述电解液制备的锂电池。本发明采用锂电池用电解液及其制备方法及锂电池,能够解决现有的锂电池充放电次数低的问题,具有循环稳定性好,比容量衰减缓慢的优点。
本发明提供了一种三元锂电材料还原装置、三元锂电材料还原装置的控制方法及锂的回收方法。该三元锂电材料还原装置包括加热炉、传送带、气体管道、至少两根气源管道以及与气源管道对应设置的控制阀。传送带包括沿自身传送方向依次设置的进料段、反应段和出料段。气体管道至少经过传送带的反应段。气体管道包括第一进气部。至少两根气源管道和与气源管道对应设置的控制阀,至少两根气源管道分别通过对应的控制阀与第一进气部连接。调节控制阀使得输送需求的工作气体的气源管道和第一进气部导通,以提供三元锂电材料进行还原反应所需的条件。如此一来,三元锂电材料还原装置可以适应三元锂电材料的多种还原工艺,因而使用范围广泛。
片状结构锂离子电池正极材料磷酸氧钒锂/碳的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、钒源、磷源以锂离子、钒离子、磷酸根离子的摩尔比1:1:1的比例混合,同时加入有机碳源作为反应物原料,采用固相法、液相法、溶胶凝胶法、化学还原法或淬冷法合成磷酸钒锂/碳;(2)研磨,转移至双氧水或臭氧溶液中常温浸泡,移至真空烘箱中进行干燥处理;(3)烧结。本发明制备的磷酸氧钒锂正极材料微观形貌厚度均为纳米级的片状结构产物,材料物相表面有原位碳包覆以优化其电导率,颗粒分布均匀,其中0.1C放电比容量达127.3mAh/g,电化学性能优异;方法简单易行,成本低,无任何三废排放。
本发明提供了一种硅锰酸锂/碳复合材料及制备方法,材料中掺有硼元素,碳占材料总质量的5%~20%;材料为正交晶系,晶格常数b值大于基本采用溶胶—凝胶法制备得到前驱体材料,之后再热处理该前驱体材料得到,在制备溶胶过程中将硼的化合物加入。与现有技术相比,本发明制备的硼掺杂硅酸锰锂/碳复合正极材料,在硅酸锰锂中掺杂硼系聚阴离子,使得晶体结构发生择优生长,由于硼系聚阴离子的支柱效应使准层状材料硅酸锰锂的电化学循环稳定性得到了大幅提升。
一种水热合成磷酸铁锂-磷酸钒锂复合材料的方法,包括以下步骤:(1)将0.5~2mol/L的铁源溶液和0.5~2mol/L的钒源溶液加入到高压搅拌反应釜中,加入适量尿素,使pH在1~7,搅拌,得到悬浊浆料;(2)加入锂源化合物、磷源化合物和复合碳源,使铁、钒、锂、磷和碳元素摩尔比为1︰1︰2.5︰2.5︰(2.5-7.5),反应10~30h,得到的沉淀经洗涤、过滤,再进行冷冻干燥,控制温度为-30~-50℃,控制干燥时间为10~20h,得磷酸铁锂-磷酸钒锂复合材料粉末。本发明工艺流程简单,原料来源广,成本低,能耗低,同时,本发明得到的正极材料粒径分布较均匀,分布更为细小均匀。所制得的磷酸铁锂-磷酸钒锂产品均一性好,反应活性高,电化学性能优异。
本发明公开了一种从废钽/铌酸锂中制备高纯五氯化钽/铌和氯化锂的方法,以酸碱清洗前处理的废钽/铌酸锂为钽/铌锂金属来源,石油焦、活性炭、炭黑为碳源,破碎后按一定比例混匀,经等离子体活化后,装入氯化炉中升温通入高纯氯气进行反应,产生的混合气控制温度280‑400℃,通过高温除尘和过滤段除铁后,进入温度控制150‑220℃的收料段冷却回收高纯五氯化钽/铌,氯化炉的残料通过水浸回收高纯氯化锂。本发明实现了高纯五氯化钽/铌和氯化锂的制备,解决了传统废钽/铌酸锂回收工艺普遍存在产品纯度不高、回收率低、工艺繁琐等问题,本发明具有工艺设备简单、原料完全利用、成本低廉、清洁环保的突出优点。
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