本发明属于锂离子电池领域,提供锂离子电池正极材料LiCo1?x?yVxMgyO2?yFy及其制备方法,用以克服锂离子电池正极材料层状钴酸锂(LiCoO2)电化学性能较差的缺点;本发明锂离子电池正极材料的分子表达式为LiCo1?x?yVxMgyO2?yFy,其中:0< x≤0.05,0< y≤0.03。本发明通过采用氟元素取代氧元素,钒、镁元素取代钴元素得到锂离子电池正极材料LiCo1?x?yVxMgyO2?yFy,能够在高达4.5V的电压下充放电;本发明采用极少量的?1价氟元素取代部分氧元素,大大提高了材料的综合电化学性能,在室温环境下,当恒电流充放电倍率为0.5C,充放电截止电压为2.7?4.5V时,该层状结构锂离子电池正极材料的首次放电比容量可达到179.5mAh/g,循环50次以后仍可达到157.5mAh?g?1,容量保持率高达87.7%。同时,本发制备工艺操作简单,易于大规模工业化生产,可重复性高。
本发明公开了一种高倍率性能锂离子电池用磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法。先分析前驱体磷酸亚铁粉末的铁、磷含量;按照摩尔比为Li:Fe:P=1.02-1:0.98-1:1的比例加入锂源、磷酸亚铁前驱体和磷源的混合浆液中,加入适量液相还原剂及导电添加剂,在还原剂的沸点温度下回流反应,减压蒸馏回收还原溶剂得到磷酸铁锂前驱体;再惰性气体保护煅烧得到LiFePO4/C复合正极材料。与其它方法相比,本发明流程精简、反应时间短、工艺设备简单,合成产物颗粒细小,粒径分布均匀,10C下的放电比容量达到110mAh/g,具有良好的高倍率电化学性能及优异的循环稳定性能。由于合成反应过程无需高压容器,只需较短的高温煅烧时间,还原溶剂易回收等优点,能耗大幅降低,易于工业推广。
本发明涉及锂电池领域,特别涉及固态电解质及具有该固态电解质的锂电池电芯、锂电池,所述固态电解质包括S原子与N原子组成的八元环化合物或九元环化合物,其中,所述八元环化合物或九元环化合物中N原子的数量为1‑3个。所述固态电解质包括S原子、N原子组成的八元环或九元环形成稳定的结构,因此,具有大于5V的电化学窗口。此外,由于所述固态电解质中包含S‑S键化合物,因此其也具有较优的黏性和柔性。所述固态电解质与电极层接触时可具有较优的界面处浸润性及界面黏附性。具有上述固态电解质的锂电池电芯及锂电池,也具有较高的机械或电学性能。
本发明涉及锂离子电池用聚合物修饰的钴酸锂材料及其制备和应用,属于电池制造领域。本发明提供一种锂离子电池用聚合物修饰的钴酸锂材料,其原料及其重量份数为:钴酸锂100~1000份,单体1~8份,溶剂100~1100,引发剂1~7份;所述单体为第一单体或第二单体中的至少一种,第一单体为第二单体为N~乙烯基吡咯烷酮。本发明提供一种能在高充电截至电压下保持高比容量,且可以稳定循环的聚合物修饰钴酸锂材料,由该修饰过的钴酸锂为正极,所组装的电池在高电位下可以保持高的容量,且具有较理想的循环性能。
本发明公开了一种针对高镁锂比卤水而使用的三元复合沉淀剂除镁的方法,所述方法包括:复配主沉淀剂、辅助沉淀剂(水溶性高聚物与表面活性剂)及晶种,用此三元复合沉淀剂沉淀高镁锂比卤水中的镁,继而将除镁后的卤水浓缩,再用碳酸钠沉淀锂,得到碳酸锂产品。迄今为止,高镁锂比卤水的锂镁分离方法中氢氧化镁沉淀法是最有效的,但此法得到的沉淀为凝胶状,极难过滤,且凝胶夹带及吸附锂离子,使锂的回收率降低。本发明提供的三元复合沉淀剂能有效改善其沉淀的结构,得到易于过滤的沉淀物,其对高镁锂比模拟老卤的除镁率可达99.9%,锂损失率低于2%。滤液浓缩至含锂2wt%,用4wt%碳酸钠沉淀锂离子,得到回收率达到98%以上的碳酸锂。
本实用新型涉及生产尾矿微粉的设备技术领域,提供了一种利用锂矿尾矿及锂渣废渣生产尾矿微粉的设备,高效快速烘干机的出料口与第一除尘器的进风口相连;第一除尘器的出料口与粉体活化混料机的进料口之间设置有第一输送装置;第一引风机的引风口与第一除尘器的排风口相连;锂渣立磨的出料口与第二除尘器的进风口相连;第二除尘器的出料口与粉体活化混料机的进料口之间设置有第二输送装置;第二引风机的引风口与第二除尘器的排风口相连。本实用新型可对锂矿尾矿和锂渣废渣进行处理,制备出符合标准要求的尾矿微粉,实现了锂矿尾矿和锂渣废渣的回收再利用,减少环境污染,提高了经济效益。
本发明提供了一种用于直接从卤水提取锂的锂 离子分离材料的合成新方法。该方法是以TiO2或H2TiO3和Li2CO3、LiOH或LiNO3为起始物,采用类溶胶~浸渍法,即加入碳原子数低于13的有机溶剂(如醇类、酮类等)、水或其混合物在搅拌浸渍作用下,使反应物质相互扩散,达到分子级混合并呈类溶胶状,蒸发、干燥得到锂离子分离材料前驱体。将此前驱体在高温下煅烧,合成出锂型锂离子交换体,用HCl洗去Li+,转型为氢型锂离子交换体。该交换体可吸附卤水中低含量Li+(≤1000mg/L),经HCl洗脱~再生为氢型交换体,从而反复使用。该交换体对卤水中的Li+具有较高的记忆选择性和交换容量(达29mgLi+/gTiO2),低溶损率(每次溶损率≤0.1%),为直接从卤水提取分离锂提供了一种新的分离材料和分离技术。
一种锂电池正极活性材料磷酸铁锂的制备方法,涉及一种采用溶胶自蔓延法制取大功率锂离子二次电池正极活性材料磷酸铁锂的方法。其特征在于其制备过程是将以可溶性铁盐、锂盐、磷酸、络合剂以及掺杂金属源、碳源前驱物为原料,将原料制成溶胶并浓缩,然后在650~750℃温度下引发自蔓延燃烧合成橄榄石型纯磷酸铁锂、掺杂的磷酸铁锂或这两者之一与碳的复合粉末。本发明的方法,不经过凝胶过程,直接在非氧化性气氛中于650~750℃的背景温度下引发自蔓延燃烧,仅需3~60分钟即可获得成分可控、均匀、晶粒细小的高性能磷酸铁锂粉末,可作为优质的二次锂电池正极材料。本方法可以批量生产。
本发明涉及锂离子电池的技术领域,提供了一种用于锂离子电池的磷酸钴锂正极材料及制备方法。该方法通过Fe3+对磷酸钴锂进行掺杂,并在前驱体颗粒制备过程中加入改性多壁碳纳米管,使碳纳米管部分包覆于颗粒表面,部分嵌入颗粒内部,然后烧结得到碳纳米管与Fe3+掺杂磷酸钴锂相互穿插的复合颗粒,再在复合颗粒表面原位合成聚吡咯,进一步高温处理使聚吡咯转变为氮掺杂碳层,将磷酸钴锂颗粒表面的碳纳米管连接起来形成致密导电网络,制得磷酸钴锂正极材料。与传统方法相比,本发明的制备方法,可显著提高磷酸钴锂正极材料的电子电导率和离子电导率,抑制电解液的分解,提高比容量,改善循环性能。
本实用新型涉及锂电池技术领域,尤其涉及一种锂电池正极结构组合、锂电池电芯。一种锂电池正极结构组合,包括正极结构和形成在所述正极结构上的缓冲层,所述正极结构包括正极集流体和形成在所述正极集流体上的正极层。所述缓冲层形成在所述正极层之上,且所述正极集流体、正极层和缓冲层叠加设置。所述正极层包括锂离子化合物,所述缓冲层包括锂离子化合物。所述缓冲层能有效阻止电解质和正极结构直接接触,避免电解质中的微量HF与正极结构的不可逆反应,同时抑制高压充电下正极结构的塌陷,从而使得该正极结构制成的电池的可逆容量和循环性得到提升。
本实用新型涉及锂电池技术领域,尤其涉及一种改性锂电池电极结构和锂电池结构。一种改性锂电池电极结构,该改性锂电池电极结构用于电解质包括Li7La3Zr2O12的锂电池中,该改性锂电池电极结构包括电极层和形成在所述电极层之上的缓冲结构层,所述缓冲结构层包括含有锂、镧、锆及钽的氧化物。电极结构层上形成有缓冲结构层,所述缓冲结构层包括含有锂、镧、锆及钽的氧化物。缓冲结构层的费米能级处在电极结构和电解质之间,能很好的降低锂离子在电解质和电极结构之间的传输势垒,能很好的降低电解质和电极结构之间的界面阻抗,提高导电离子的传导性能。
本发明提供一种基于钛酸锂异质结构的高安全储锂材料的制备方法,属于锂离子电池电极材料制备的技术领域。发明首先对含有钛源和锂源的溶液进行静电纺丝,然后在氩气气氛下进行碳化处理,得到含有LTO/RT异质结构的钛酸锂纳米棒复合材料。该方法操作简单,合成的纳米棒状特殊结构可以缩短锂离子的扩散路径,粗糙的表面可以暴露更多的活性位点;同时非化学计量比的钛源和锂源在材料内部产生了LTO/RT的异质结构,通过内建电场的建立提高电子导电性,有效的缓解了LTO导电性低的问题,从而提升了材料的电化学性能,并且温度传感测试表明了该电极材料有着高安全性,适合规模化生产和应用。
本发明公开了一种具有合金界面‑锂厚膜结构的全固态厚膜锂电池的制备方法,属于全固态电池技术领域。该全固态厚膜锂电池包括厚膜正极、电解质薄膜、厚膜负极;制备方法包括:在电解质薄膜上制备金属薄膜层;在金属薄膜层上放置含锂的金属片,加热金属薄膜层至100~175℃,保温1~3h,以1~10℃/min的速度冷却,原位形成具有合金界面‑锂厚膜结构的负极,负极的厚度为10~350μm。通过这种方法,能够在电解质薄膜上高效、低成本的制成厚膜负极,能形成负极‑电解质致密的接触界面,同时,合金界面层的高离子导电特性可以使负极侧的锂均匀沉积,减小极化,抑制锂枝晶的生成,进而提高固态电池的电化学性能。
本发明公开了一种亲锂合金修饰层、复合锂负极材料及其制备方法和应用,属于但不限于电池技术领域。本发明通过将异种元素M加入熔融态金属锂,得到熔融态锂合金Li‑M,再将熔融态锂合金Li‑M接触金属材料N表面,在金属材料N表面自发形成一层至少含有元素M及N的亲锂合金修饰层,该亲锂合金修饰层诱导液态锂合金和/或液态锂吸附在金属材料N的表面,然后冷却至室温后,得到含有金属材料N骨架层、亲锂合金修饰层和Li‑M锂合金/金属锂层的三层结构、包含至少三组分的固态复合锂负极材料,解决了现有复合锂负极材料的制备问题及在循环过程中存在锂枝晶生长、电极体积膨胀和结构粉化的问题。
本发明公开了粗碳酸锂生产电池级碳酸锂的氢化系统及方法,粗碳酸锂生产电池级碳酸锂的氢化系统,包括呈串联设置的增压氢化塔和常压氢化塔,所述增压氢化塔和常压氢化塔分别用于进行加压氢化反应和常压氢化反应;所述增压氢化塔通过进料管与浆料提供系统连接,所述增压氢化塔通过进气管与二氧化碳提供系统连接;所述常压氢化塔通过排气管与二氧化碳回收系统连接,所述常压氢化塔上设置有排料管。采用本发明所述氢化系统能够实现以品质较低的粗碳酸锂为原料,经过一次分步连续氢化处理制备电池级碳酸锂,且解决了间歇性氢化二氧化碳利用率低、氢化时间长的问题。
本发明涉及化学电源的锂阳极技术领域,公开了一种三维锂阳极的电极结构及其相应的锂硫电池制备方法,该三维锂阳极包括三维碳骨架,所述三维碳骨架包括结构单元和由结构单元相互搭接交织构成的骨架,所述骨架具有孔隙结构且骨架内填充有呈颗粒状的锂金属,且锂金属的表面覆盖有惰性保护层;使用本发明的三维锂阳极组装的锂硫电池,电池充放电过程中锂阳极表面的锂枝晶生长可得到有效抑制,大幅延长电池使用寿命,充放电效率和循环保持率得到大幅提升,解决了现有的技术不能完全抑制锂枝晶的生长,或者需要引入复杂的锂阳极生产工艺,造成生产成本升高,生产效率降低的问题,可满足高能量密度锂硫电池长循环需求。
本发明涉及储能技术领域,其提供一种种锂离子电池电解液及制备方法,其包括将复合锂盐溶解在电解液溶剂中,其中,复合锂盐包括锂盐添加剂和六氟磷酸锂,复合锂盐溶解在电解液溶剂中锂离子的摩尔浓度为0.8‑2.5mol/L,所述锂盐添加剂包括二氟草酸硼酸锂,二氟草酸硼酸锂与六氟磷酸锂的摩尔比为0.05‑2。在本发明中基于二氟草酸硼酸锂与六氟磷酸锂以特定摩尔比配合,可使溶解在电解液溶剂中的复合锂盐具有优良的离子导电率,而且由于二氟草酸硼酸锂的加入,还可使电解液具有良好的高温存储和循环性能,并且能够提高锂离子电池安全性能及抗过充能力。本发明还提供一种电动车,其具有上述电解液的锂离子电池。
本发明提供了一种锂电池专用锂快离子导体材料及制备方法。将Li24Zn(GeO4)4材料球磨过筛后加入粉体加压机,以粉体气流的形式先后通过连续通道,采用磁控溅射在颗粒表面先后形成晶态硅酸锂层和非晶态修饰层,制得双层包覆的Li24Zn(GeO4)4固态电解质,即为锂电池专用锂快离子导体材料。该方法通过对Li24Zn(GeO4)4材料进行晶态硅酸锂层和非晶态修饰层双层包覆,解决了Li24Zn(GeO4)4材料对CO2和H2O很敏感、与电极的界面不稳定等缺陷,制备得到了离子电导率高、良好的机械性能、较低的界面阻抗、耐久性和循环性好的固态电解质材料。
本发明涉及应用于锂离子电池的复合电极片及其制备方法,属于电池制造领域。目的在于为锂电池领域提供一种新的隔膜与负极二合一电极片。本发明提供的复合电极片是由疏水性单体30~500份和亲水性单体0~200份在含有100份水溶性聚合物的水溶液中由1~5份引发剂引发接枝共聚合得到聚合物胶体乳液;然后按聚合物胶体乳液中固形物含量100%计,加入0~100%的无机填料和20~100%的增塑剂,所得浆料涂覆在碳负极极片上,干燥即得。该电极片具有优良的热稳定和电化学稳定性,吸液性高,吸液速度快,并在整个循环使用寿命期间保持较高的吸液率,电池具有可靠安全性和循环寿命,为锂电池领域提供了一条新的思路。
本发明涉及一种锂电池用有机无机复合隔膜、制备方法及包含所述隔膜的锂电池,属于锂电池技术领域。复合隔膜,包括有中间的无机陶瓷层以及其两侧的有机层,所述有机层的原料中包括有按重量份计的如下组分:聚烯烃45~50份、石墨烯改性聚丙烯酸纤维12~18份、表面活性剂2~4份、抗氧化剂0.5~3份、润滑剂0.5~3份、填料2.5~6份、第一溶剂18~35份;所述的无机陶瓷层的原料中包括有按重量份计的如下组分:离子液体正电改性的颗粒25~40份、纳米氧化铝颗粒15~18份、粘合剂12~15份、非离子表面活性2~4份、第二溶剂15~24份。本发明提供的锂电池采用了有机无机复合隔膜结构,具有耐高温性能好、强度高的优点。
本发明为一种锂金属阳极表面石墨烯基保护层及相应锂硫电池,通过原位的电化学反应在锂硫电池的锂金属阳极表面构筑一层含石墨烯材料的复合保护层。制备保护层的所需的材料分为无机化合物和有机聚合物材料,该保护层中石墨烯的层状堆叠结构可以抑制锂阳极在反复沉积溶解过程中锂枝晶的产生,而石墨烯片层间的无机成分通过浸润电解液后同锂阳极的原位电化学反应在石墨烯层间形成锂离子通道,从而隔绝锂阳极同电解液的接触,起到保护负极的作用。在锂硫电池体系中使用具有该石墨烯基保护层的锂阳极,可获得较高的容量发挥和稳定的循环性能。
本发明公开了一种以废旧锂动力电池分离的活性物质为原料合成镍钴锰酸锂的方法,包括以下步骤:(1)拆解动力锂电池,得到正电极;将正电极浸没于溶剂中,过滤,离心滤液,得到固体沉淀物,烘干、破碎固体沉淀物,得活性物质;(2)将活性物质溶于无机弱酸中,加入双氧水,离心,向上清液中加入含镍离子的盐、含钴离子的盐和含锰离子的盐,调节上清液中镍离子、钴离子和锰离子的浓度;再加入络合剂、沉淀剂,离心分离,烘干,得镍钴锰酸锂前驱体;(3)所述镍钴锰酸锂前驱体中和含锂离子的化合物混合,煅烧、冷却、破碎、筛分。本发明可实现废旧动力锂电池中的集流体与活性材料的快速完全分离,并能够较好的保持集流体结构的完整性。
本实用新型公开了一种能够较好的利用锂矿焙烧烟气的硫酸法制备碳酸锂工艺中的锂矿焙烧烟气处理系统,包括:高温烟气除尘设备、洗涤水加热装置以及风机;高温烟气除尘设备的待除尘烟气输入端与锂矿焙烧炉的高温烟气输出端相连;洗涤水加热装置具有实现间壁换热的第一流路和第二流路,第一流路的输入端与高温烟气除尘设备的已除尘气体输出端相连,第一流路的输出端与风机相连,第二流路的输入端与洗涤水供应源相连,第二流路的输出端与硫酸法制备碳酸锂工艺中的碳酸锂洗涤设备相连。由于采取了先除尘后换热的方式,从而避免了洗涤水加热装置中的换热壁被高温粉尘击穿的问题,且使从锂矿焙烧炉排放的高温烟气传导到洗涤水的热量得到更充分的利用。
一种用于制备锂电池负极材料的钛酸锂及制备方法和应用,涉及锂离子电池的负极材料制备技术领域。所述钛酸锂通过调控酸化处理的偏钛酸与锂源的比例,碳源的添加量和种类,将偏钛酸,锂源,碳源,混合均匀后,经煅烧后得到优良性能的钛酸锂。在钛酸锂颗粒表面包覆一层碳层有利于提高颗粒表面的电子导电性,表面包覆碳层这种改性方法得到具有优异循环和倍率性能的钛酸锂负极材料,且制备方法简单,成本低廉,绿色环保。
本发明公开了一种掺杂富锂尖晶石型钛锂氧化物吸附材料,吸附材料为Li4Ti5O12晶格中掺杂金属元素M及在Li4Ti5O12微晶表面包覆氧化物MO2,表示为Li4MyTi5‑yO12/MO2,y的取值范围0.01~0.2,MO2含量为0.1wt%~1wt%。本发明提供的一种掺杂富锂尖晶石型钛锂氧化物吸附材料的制备方法:获得钛源、M盐、锂源的混合粉料;将混合粉料通过煅烧获得吸附材料Li4MyTi5‑yO12/MO2。本发明提供的掺杂富锂尖晶石型Li4Ti5O12吸附材料,能在高镁锂比的卤水中吸附高效提取锂,且易回收,循环使用寿命长。
本发明属于锂离子电池正极材料制备领域,提供一种锂离子电池正极材料及其制备方法,该正极材料具有如下化学式LiMn2-3xM(II)xAlxSixO4,其中M(II)=Mg、Ni、Co、Zn、Cu,0≤x≤0.15。其制备方法是将一定量的柠檬酸和锂源原料溶解于去离子水中,在所得溶液中按比例缓慢地加入锰源原料、掺杂元素原料,采用溶胶凝胶工艺得到红棕色湿凝胶,待干燥后放于马弗炉中于400℃~450℃温度下预烧4h~6h,最后取出研磨后再次放于马弗炉中于700℃~850℃温度下预烧15h~24h,即得到目标产物。该方法制备的锂离子电池正极材料无杂相,结晶品质高,产物粒径分布均匀,具有较高的放电比容量和优异的循环稳定性,能够满足大倍率充放电需求,而且操作工艺简单,原料来源广泛,制造成本低,易于实现规模化工业生产。
本发明属于锂电池制备的技术领域,具体涉及一种锰酸锂包覆高镍三元锂电池正极材料的制备方法。将NCM811前驱体与Mn2O7和Na2S2O8球磨,NCM811前驱体被氧化为NCMOOH,表面被由Mn2O7还原形成的MnO2和Na2SO4包覆,通过无水乙醇洗脱Na2SO4和Na2S2O8,分解产物中的水和酸分别被Mn2O7和表面的残碱吸收,形成MnO2包覆的NCMOOH材料,通过加入的锂源烧结形成LiMn2O4包覆NCM811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)的正极材料。表面的氧化物层与锂源结合形成锰酸锂包覆层,提高锂离子容量的同时提高NCM材料的稳定性。
本发明公开了一种钛钪锑酸铅铋锂系弛豫铁电陶瓷及其用途,其特点是该弛豫铁电陶瓷的通式为:(1-x)(Bi1-yLiy)(Sc1-ySby)O3-xPbTiO3,其中x、y表示复合离子中相应元素材料在各元素中所占的原子数,所有元素的原子数总和为1,式中0.60≤x≤0.65,0.01≤y≤0.15。该弛豫铁电陶瓷由以下原料组分组成,按重量计为:三氧化二铋23.37~34.37份,三氧化二钪6.92~10.17份,二氧化钛14.55~17.52份,氧化铅40.64~48.96份,三氧化二锑0.17~3.34份和碳酸锂0.04~0.85份。钛钪锑酸铅铋锂系弛豫铁电陶瓷铁电-顺电相变温度为300~341℃,压电常数d33可达545pC/N,平面机电耦合系数kp可达58%;该弛豫铁电陶瓷用于大功率超声器件,高温物体超声波,以及高温物体的振动、加速度和压力测试领域。
本发明提供一种提高锂空气电池能量密度和输出功率的方法及基于该方法的锂空气电池。该方法是在传统的锂空气电池结构的基础上,在空气极中加入嵌锂型电极材料,形成空气/嵌锂混合型电极。使用的嵌锂材料具备ORR催化剂的作用,同时具备高倍率嵌锂特性,同时具备工作电压低于ORR反应电压的特性。在放电过程中,通过嵌锂型电极材料的ORR催化作用来提高锂空电池的能量密度,通过嵌锂型电极材料的高倍率嵌锂特性来提高电池的输出功率。此外,经过高功率放电后,嵌锂材料可通过自发的氧化反应恢复到初始状态,在不需要充电的情况下,确保了电池的功率可再生使用。本发明对需求高比能‑高功率型储能电源领域,尤其在电动汽车领域拥有巨大的应用价值。
本发明涉及化工技术领域,具体为一种新型锂渣粉及其制备方法和应用。该新型锂渣粉包括酸法锂渣和碱法锂渣,以占新型锂渣粉的质量百分含量计,酸法锂渣的含量为75%?97%,碱法锂渣的含量为3%?25%。本发明利用碱法锂渣中的Ca(OH)2中和酸法锂渣中的残余硫酸,利用碱法锂渣中的Ca(OH)2与酸法锂渣中的无定型形态的Si、Al发生化学反应,生成固态的水化硅酸钙和铝酸钙,适量的水化硅酸钙和铝酸钙填补酸法锂渣被硫酸侵蚀后留下的表面孔洞和内比表面积大产生的微孔,从而解决纯酸法锂渣做水泥掺合料加入水泥中导致水泥初凝时间延长及水泥3天强度大幅降低的问题。
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