本发明公开了一种锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2,该方法利用草酸与金属离子螯合形成溶胶‑凝胶,实现金属离子均匀混合,从而合成粒度大小分布均匀(在300~700nm之间)的锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2。其制备方法包括以下步骤:1)前驱体的制备;2)锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的制备。作为电池正极材料的应用,在0.1 C恒流充放电50圈后,放电比容量为158~170 mAh g‑1。本发明具有以下优点:粒度大小均匀分布在300~700nm之间;比容量较高和循环稳定性好;制备工艺简单,节省制备成本,有望大规模生产。
本发明为锂离子电池正极活性材料的一种制备方法。其特征是:以锂、镍和掺杂元素的氢氧化物或氧化物为原料,通过机械化学反应-后煅烧技术合成具有层状结构的掺杂镍酸锂。本发明具有合成设备简单,操作方便;适合大规模生产;合成温度较低;合成产物均匀,结构、性能稳定,比容量高;整个合成过程不产生任何废气、废水和废渣等许多优点,是一种先进的绿色环保合成工艺。
本发明公开了一种用矿物质制备锂离子电池负极活性材料的方法。将天然锌精矿用行星球磨机在500转/分钟转速下研磨2~4小时得到锌精矿负极材料,然后将其与乙炔黑、PVDF按7︰2︰1质量比制作电极,组装锂电池。电化学测试结果表明,锌精矿具有较好的电化学反应可逆性,其反应平衡电位约为1.2V(vs.Li/Li+),首次放电容量在800mAh/g以上,第50次充放电循环的比容量可达440mAh/g。锌精矿用作锂离子电池负极材料具有比容量高,反应电位合适,可逆性较好等特性,且具有资源丰富、价格低廉、回收价值高、环境友好等优点,本发明有望将天然锌精矿发展成为一种安全型高比容量锂离子电池负极材料。
本发明公开了一种钠和铁共掺杂制备高性能锰酸锂正极材料的方法。(1)将锰源和强氧化剂溶于蒸馏水中,充分溶解后转移至反应釜中,然后将反应釜置于烘箱中,反应得到MnO2粉末;(2)将二氧化锰、锂源、钠源和铁源充分研磨得到黑色混合物;(3)在马弗炉中将混合物进行第一次高温烧结,随炉冷却至室温,研磨后后进行更高温度的烧结,自然降温至室温,即得到LiNaxMn2‑yFeyO4,其中:x=0.01~0.2,y=0.01~0.2。本发明能够制备出颗粒细小、结晶性优良且晶粒之间接触更加紧密的钠、铁复合掺杂的锰酸锂正极材料,材料的倍率性能及循环性能均得到较大的提高。
本发明公开了一种优化α‑Ni(OH)2材料储锂性能的方法。以六水合硝酸镍为镍源,以尿素为沉淀剂,采用均相沉淀法制备层间含有NO3‑的α‑Ni(OH)2材料。将层间含有NO3‑的α‑Ni(OH)2材料分别加入到各种钠化合物溶液中进行阴离子交换,最终获得层间含有不同阴离子的α‑Ni(OH)2材料,即实现α‑Ni(OH)2材料储锂性能的优化。本发明方法的优点和意义在于通过一种十分简单的方法调控α‑Ni(OH)2材料插层阴离子的种类进而优化α‑Ni(OH)2的储锂性能,一方面弄清了不同插层阴离子对α‑Ni(OH)2储锂性能的影响规律,另一方面该发明方法为α‑Ni(OH)2材料作为锂离子电池负极材料的性能优化和提升提供一种新思路。
本发明公开了一种三氧化二铝与碳共同包覆磷酸亚铁锂复合材料的制备方法,包括如下步骤:步骤一、制备磷酸亚铁锂碳材料;步骤二、制备三氧化二铝与磷酸亚铁锂碳复合材料;通过两步法合成具有不同质量比的三氧化二铝与磷酸亚铁锂碳的复合材料,并研究了不同质量比的三氧化二铝与磷酸亚铁锂碳制备的复合材料的微结构与磁性。本发明制备得到的三氧化二铝与磷酸亚铁锂碳的复合材料不仅可以作为锂离子电池正极材料,还可以应用于半导体和磁性领域,具有相当大的应用发展前景。
本发明公开了一种回收利用废旧锂离子电池正极活性物质的方法,包括以下步骤:1)用盐酸溶液对废旧锂离子电池的正极片或由正极片上剥离下来的物质浸出,得到浸出液,同时收集浸出时产生的气体;2)以浸出液为电解液进行电解,分别收集阳极片和阴极片上产生的气体;3)对电解所得物料进行固液分离,分别收集液体和固体;4)将收集的气体用于生产盐酸溶液;5)所得盐酸溶液作为产品出售或经配制后返回步骤1)使用;6)将电解后的液体制成碳酸锂和/或氢氧化锂;7)将电解后的固体和步骤6)所得产品进行煅烧,得到正极活性物质。本发明所述方法工艺简单,利用废旧锂离子电池重新制备锂离子电池正极活性物质,实现了锂离子电池的闭环生产。
本发明涉及一种含无机物的锂离子电池电解液添加剂,包括:碳酸酯溶剂、氧化铝、氧化镁、氧化硅、二甲基乙酰胺、六氟磷酸锂盐、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、高氯酸锂、二乙醇胺、四丁基溴化铵。根据本发明提供的含无机物的锂离子电池电解液添加剂及其制备方法,通过合理的配比以及各组分能够提高电解液的充放电循环性能,防止电解液在高电压下的电池正极表面氧化分解和正极材料形貌改变、结构坍塌等问题,延长电池的使用寿命。
本发明公开了一种镁、钠双掺杂提高锰酸锂正极材料电化学性能的制备方法。(1)将一水硫酸锰溶于去离子水中,再滴加无水乙醇。(2)将碳酸氢铵溶于去离子水中。(3)上述溶液混合,搅拌,陈化,沉淀抽滤,洗涤,干燥,得碳酸锰。(4)将碳酸锰预烧结,用盐酸洗涤,抽滤,洗涤,干燥得二氧化锰。(5)将锂源、二氧化锰、镁离子掺杂源和钠离子掺杂源研磨,烧结,冷却,即获得镁、钠离子掺杂的锰酸锂正极材料Li1?xNaxMgyMn2?yO4,其中:x=0.01~0.2, y=0.01~0.2。本发明工艺简单,环保,成本低廉,能够制备出结晶良好、分布均匀的镁、钠离子掺杂的锰酸锂正极材料,材料电化学性能得到明显提高。
本发明公开了一种碳包覆粒度可控球形磷酸铁锂复合正极材料及其制备方法,其步骤如 下:1)按Fe3+化合物∶锂源化合物∶磷源化合物∶碳源=1.95~2.05∶1.95~2.05∶1.95~ 2.05∶0.01~0.2的摩尔比称取Fe3+化合物、锂源化合物、磷源化合物和碳源;2)将Fe3+化合 物、锂源化合物、磷源化合物和碳源加入适量水,混合后置于搅拌磨机中研磨,得前驱体溶 液;3)将前驱体溶液通过喷雾干燥造粒,得黄色前驱体粉末;4)前驱体粉末在气氛保护下进 行煅烧,冷却后即得。本发明采用喷雾干燥,所得球形粉体粒度分布均匀,粒度大小可调; 以糖类作为碳源,达到了细化颗粒的目的,提高了产品的纯度和性能;且合成工艺简单,原 料来源广泛,大大降低了生产成本。
本发明公开了一种具有高倍率性能和循环性能锰酸锂/三维石墨烯复合材料的制备方法。(1)将锰源和强氧化剂溶于蒸馏水,溶解后转移至反应釜,然后置于烘箱中,反应得到黑色MnO2粉末;(2)将二氧化锰和锂源研磨,在马弗炉中将混合物进行两段高温烧结,随炉温冷却至室温,即得到LiMn2O4;(3)通过超声,水热反应,冷冻干燥技术等得到三维石墨烯;(4)将LiMn2O4和3DG置于研钵中,加入无水乙醇研磨后再马弗炉内保温一段时间,即得到LiMn2O4/3DG复合材料。本发明工艺简单,成本低廉,制备出了以三维石墨烯较均匀包覆锰酸锂的大倍率性能和循环性能等电化学性能良好的LiMn2O4/3DG复合材料。
本发明公开了一种具有高倍率性能的铝、钠协同掺杂制备锰酸锂正极材料的方法。(1)将锂源0.005-0.1mol、锰源0.005-0.1mol、铝离子掺杂源0.0001-0.1mol、钠离子掺杂源0.0001-0.1mol、柠檬酸0.01-1mol,分别溶解并混合得到浅褐色溶液;(2)60~90℃水浴蒸干,60~120℃真空干燥8-12小时得到干凝胶;(3)研磨,在马弗炉中300℃-500℃预烧结3-6小时,冷却,再次研成粉末,于650℃-850℃烧结10-24小时,冷却至室温,即得到Li1-xNaxAlyMn2-yO4,其中:x=0.01~0.3。本发明工艺简单,成本低廉,能够制备出结晶良好、晶粒细小、分布均匀的铝、钠离子掺杂的锰酸锂正极材料,材料电化学性能得到明显提高,具有良好的倍率性能和循环稳定性。
本实用新型公开了一种便携式锂电池参数检测装置,涉及锂电池检测技术领域,通过将理电池安装在锂电池接口上,按下电源开关,通过控制显示屏控制主控模块发送采集指令,锂电池采样模块接收到主控模块发出的采集指令后进行电压采集,产生采样电压,采样电压传输给主控模块,主控模块接收到数字信号通过计算得到电流,并将电流以及检测到的电压、电流通过显示屏进行显示;还通过温度采集模块采集锂电池组表面的温度,并传送至主控模块,主控模块便会采集到温度数据传输给显示屏进行显示。简单的安装锂电池,直接通过显示屏控制进行检测,且能够方便携带外出,电源可以通过适配器接充电宝等,解决了现有锂电池参数检测不方便携带外出检测的缺点。
本发明公开了一种锂离子电池矿物负极材料的砂磨改性方法。将天然锌精矿用行星球磨、砂磨两级研磨,得到微纳米锌精矿负极材料。其粒径小于100nm,并存在团聚体,其BET比表面积大于27m2/g。以7︰2︰1质量比与乙炔黑、PVDF制作电极,组装锂电池,电化学性能测试表明,微纳米锌精矿负极材料具有较好的电化学反应可逆性,其反应平衡电位约为1.2V(vs.Li/Li+),首次放电比容量在736mAh/g以上,第50次充放电循环的比容量在513mAh/g以上。本发明较容易地实现了锌精矿的微纳米粉碎,使得锌精矿用作锂离子电池负极材料的电化学性能得到显著提高,有较好的实际应用价值。
本发明公开一种高电化学性能的溴掺杂磷酸钒锂正极材料的制备方法。(1)取锂源、钒源、磷酸盐、溴离子掺杂源和碳源混合,加入去离子水,用分析纯氨水调节ph值为7,室温下磁力搅拌,加热至60~90℃水浴蒸干得到凝胶;(2)将凝胶置于真空干燥箱中,温度60~120℃,干燥6~12小时得到干凝胶;(3)将干凝胶研成粉末,氩气保护下真空烧结,自然冷却至室温,取出研磨;再次氩气保护下真空烧结炉,自然冷却至室温,得到溴离子掺杂磷酸钒锂正极材料即Li3V2(PO4)3-X/3BrX,其中:x=0.03~0.12。本发明工艺简单、安全性好、成本低廉、构象稳定,制得的Li3V2(PO4)3-X/3BrX正极材料结晶良好、颗粒细小、分布均匀,能明显提高材料的放电比容量和循环效率。
本发明公开了一种亚微米级硫化铜/剑麻纤维炭锂离子电池负极材料及其制备方法。将剑麻纤维在管式气氛炉中炭化、磨碎、过筛后,与硝酸铜和硫脲在溶液中混合均匀,转移至反应釜中进行水热反应,将得到的样品过滤、清洗、烘干后,即可得到亚微米级硫化铜/剑麻纤维炭锂离子电池负极材料。该负极材料中,不规则形状、粒径为200~500nm的硫化铜颗粒均匀地分散在具有多级孔隙结构的剑麻纤维炭的表面及孔内,硫化铜与复合物的质量比为1:5。本发明制备的亚微米级硫化铜/剑麻纤维炭锂离子电池负极材料,具有较好的循环性能和倍率性能。
本发明公开了一种废旧锂离子电池负极片的回收方法,包括以下步骤:1)取废旧锂离子电池负极片置于乙醇溶液中浸渍或搅拌,使金属箔和浆料分离;2)所得浆料干燥得到石墨粉;3)所得石墨粉与硫酸溶液反应,过滤,分别收集滤液和滤渣;4)所得滤渣经高温烧结得到氧化石墨;5)所得氧化石墨与二价铁盐按100:3‑30的质量比混匀后再在保护气氛条件下于500‑800℃烧结3‑9h,得到Fe/Fe3O4/C复合材料。本发明所述方法成本低且工艺简单,可实现负极片中金属箔、少量锂和大量石墨粉的完全分离,由该方法所得的Fe/Fe3O4/C复合材料再次应用于锂离子电池负极时,可获得较高的初始放电比容量并具有较好的保持率。
本发明公开了一种锂钴共掺杂氧化镍基陶瓷材料及溶胶凝胶制备方法。锂钴共掺杂氧化镍基陶瓷材料的化学组成通式为:LixCoyNi(1-x-y)O,其中,x=0.05,0.02≤y≤0.1,x,y为摩尔分数。将分析纯级的乙酸钴、乙酸镍、碳酸锂和乙二胺四乙酸作为原料,按化学计量比为LixCoyNi(1-x-y)O进行称量配料,经过溶解、制成溶胶、制成凝胶、干燥、煅烧以及烧结等工序,最终制备了材料成分均匀性和分散性好的锂钴共掺杂氧化镍陶瓷材料。本发明提供了一种锂钴共掺杂氧化镍基陶瓷材料及溶胶凝胶制备方法,获得了一种介电损耗低、温度稳定性好的高介电常数陶瓷,为制备性能优良的电子器件提供了技术基础。
本发明提供一种原位同步观测和分析锂离子电池电极反应的方法,包括以下步骤:锂离子电池的制备,负极是金属锂、观察对象为正极、电解质是固态电解质、导电胶作为正极集流体;锂离子电池的封装和转移,在于电池在封装盒中进行封装和转移、封装盒内可抽为负压、当盒外的压力小于盒内时,盒盖可自行弹开恢复自然状态;锂离子电池体系与电化学性能测试仪器相连,本发明在一台计算机上同时控制扫描电子显微镜和电化学性能测试仪器,电化学反应与观测同步进行,实现了对电极材料在充放电过程中的微观形貌、结构以及成分的变化进行同步原位观测和分析的目。
本发明公开了一种含碘化银和溴化银的硫化锂系固体电解质材料及其制备方法。所述的制备方法包括以下步骤:1)在气氛保护条件下,按质量百分比计,称取35‑50%的硫化锂和余量的硫化磷,混合均匀,得到锂硫磷三元混合物;2)在气氛保护及安全红光条件下,取锂硫磷三元混合物、相当于其质量2‑6%的碘化银以及相当于其质量1‑5%的溴化银,球磨,得到含碘化银和溴化银的非晶态锂硫磷混合物;3)所得碘化银和溴化银的非晶态锂硫磷混合物在气氛保护及红光条件下密封后,于真空或气氛保护条件下升温至100‑200℃进行热处理,即得。本发明所述方法可有效提高所得硫化锂系固体电解质材料的离子传导性能。
本发明提供一种硫/葡萄糖介孔碳球锂硫电池正极材料及其制备方法,涉及锂硫电池技术领域,该方法包括制备葡萄糖碳球、制备葡萄糖介孔碳球以及制备锂硫电池正极材料;本发明首先将葡萄糖水热碳化形成葡萄糖碳球,接着采用化学活化法用ZnCl2对葡萄糖碳球进行刻蚀,合成葡萄糖介孔碳球,用融熔扩散法将葡萄糖介孔碳球与硫复合形成锂硫电池的正极导电骨架,具有有效阻隔、吸附多硫化物、提高活性物质利用率和抑制多硫化物的穿梭效应等效果,得到的硫/葡萄糖介孔碳球锂硫电池正极材料表现出卓越的长循环稳定性和杰出的倍率性能。
本发明公开了一种镁掺杂磷酸锰锂/碳复合纳米纤维的制备方法。将无机盐、螯合剂、聚合物和蒸馏水按照一定的比例配制成均匀的静电纺丝液,并按照适宜的静电纺丝工艺制备磷酸锰锂前驱体/聚合物复合纳米纤维,通过惰性气氛下的高温热处理得到锂离子电池正极用镁掺杂磷酸锰锂/碳复合纳米纤维。本发明利用聚合物模板剂的作用制备镁掺杂磷酸锰锂纳米纤维,提高镁掺杂磷酸锰锂的锂离子扩散速率;聚合物纳米纤维高温热裂解生成具有高电子导电率和优异力学性能的碳纳米纤维,既可以提高材料的电子电导率,又可以防止镁掺杂磷酸锰锂因体积膨胀和收缩而脱落,提高循环性能,使复合纳米纤维兼备高电子和离子导电率,从而显著提高镁掺杂磷酸锰锂的电化学性能。
本发明公开一种基于数据驱动法的锂离子电池SOC在线预测方法,将低计算量的增量式支持向量机方法引入到相关向量机。IRVM算法的样本数据由相关向量和新的在线样本组成,由于相关向量机十分稀疏,即相关向量个数远小于初始样本集,所以在线训练的m值十分小,因此在线预测的速度快、效率高、存储空间及计算复杂度低,实现了对锂离子电池SOC的精确预测。本发明能够解决在线锂离子电池SOC的预测问题,有效克服了传统的增量式在线训练算法,需要在线保持原始训练样本集,这样随着在线样本数据的更新,在线数据集将逐渐增大,其结果是m值逐渐增大,从而导致存储空间和计算复杂度增大的问题。
本发明公开了一种高散热的石墨烯锂动力电池,包括滑轨,所述滑轨的顶部左右两侧分别固定安装有第一固定板和第二固定板,所述滑轨的顶部通过滑块与电池本体的底部左右两侧滑动连接,本发明,结构简单,操作方便,成本低,通过蒸发管段快速将电池本体散发的热量吸收,使得热空气通过绝热管段和冷凝管段进行冷却成水滴,提高冷却效率,进而使得高散热的石墨烯锂动力电池在充电中,散热效率迅速,从而及时帮助高散热的石墨烯锂动力电池降低产能时的热量,达到减少能量损失的目的,最终避免大量能量被浪费,同时也能减少热量对电池的损害,提高电池的使用寿命。
本发明公开了一种晶面择优生长的单晶MoO3锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:将收集好的甘蔗渣用去离子水清洗,烘干,再将所得甘蔗渣模板放入1-10%的钼酸铵水溶液中浸渍,甘蔗渣和钼酸铵水溶液的重量比为1-7∶93-99,待模板完全浸透后取出,并于60℃烘干;再将干燥后的吸附有钼酸铵的甘蔗渣模板在空气气氛中,控制温度400-600℃,煅烧时间2-5小时,得到MoO3锂离子电池正极粉体材料。本发明方法简单、成本低、环保性好,制备的晶面择优生长的单晶MoO3,单晶及择优生长材料可提高材料的电导性及改善其循环稳定性,具有很好的经济效益和社会效益,绿色环保。
本发明涉及一种锂离子电池负极材料及其制造方法。所述锂离子电池负极材料,由以下质量百分比组分组成:水溶性粘剂3.0‑4.5%、氯化锡1.0‑1.5%、红磷5.0‑7.5%和余量的碳微粉;制备时,在水中加入水溶性粘结剂,获得浆料;加入碳微粉、氯化锡和红磷;加入可溶性铜盐,过滤、将沉淀干燥;在惰性气体保护下,热处理后冷却,冷却至200‑150℃,再在空气中冷却,制得锂离子电池负极材料。本发明将负极材料生产过程中产生的尾料和小于粒度要求的物料作为生产原料,提高了材料的利用率和附加值,通过二次成型工艺降低了改性碳微粉的比表面积,提高了粒度和振实密度等物理性能,使碳微粉的电化学性能优势得到发挥和提高,可以满足锂离子电池负极材料使用的要求。
本实用新型公开了一种船用铝空气电池—锂离子电池混合动力系统,其特征是,包括充电控制单元和与充电控制单元连接的铝空气电池组及锂离子电池组,铝空气电池组和锂离子电池组均外接接热管理单元,其中铝空气电池组按照顺序设置连接的第一电磁阀及电解液供给泵与电解液储液罐连通,铝空气电池组还通过第二电磁阀2与回流液罐连通,铝空气电池组还按照顺序设置连接的第三电磁阀、清洗液循环泵与清洗液储液罐连通,电解液储液罐通过单吸泵与海水连通。这种系统能提高新能源船舶的续航里程,降低使用成本,同时又有着不受地点、时间限制的进行电能补充的特点,解决充电缓慢、充电时间长的问题,为新能源船舶领域提供良性动力。
本发明公开一种具有优良倍率性能和循环性能的磷酸铁锂的制备方法。(1)取0.2~0.7g锂源、1~2g铁盐、1~3g磷酸盐、0.01~0.05g氟离子掺杂源和0.3~0.8g碳源,加入无水乙醇30-60ml,超声,搅拌;(2)置于干燥箱中,60~80℃,干燥18~24小时;(3)研成粉末,于300~500℃、氩气保护下,烧结4~6个小时,冷却,再次研成粉末,于500~800℃、氩气保护下,烧结10~20个小时,冷却至室温,即得到LiFePO4-XFX,其中:x=0.01~0.1。本发明工艺简单,成本低廉,能够制备出结晶良好、晶粒细小、分布均匀的氟离子掺杂磷酸铁锂正极材料,材料电化学性能得到明显提高,且具有较高的充放电容量、良好的倍率性能和循环稳定性。
本发明提供一种基于FER融合算法的锂电池SOC估算方法,包括以下步骤:1:初始化状态变量x0和均方误差P0;2:EKF算法先验估计xk‑和pk‑;3:如果实时样本数k小于等于训练样本数N,则在经验模型的基础上,使用FFRLS法进行参数辨识,求出该模型端电压yk的估计值,得到模型误差Ek;若实时样本数k大于训练样本数N,则利用经验模型得出的结果训练RVM,建立模型误差预测模型,输出模型误差Ek的预测值;4:计算增益矩阵Kk,若模型端电压误差Ek≤0.05,则观测噪声方差Rk=1,反之,Rk为无穷大;5:EKF算法后验估计xk+和Pk+;6:重复步骤2‑5,直到预测完成,输出SOC的预测值xk。本发明提高了锂电池SOC的估算精度,可为锂离子电池荷电状态SOC的预测与应用提供参考。
本发明公开了一种氧化铝包覆尖晶石锰酸锂正极材料及其制备方法。所述的方法包括以下步骤:1)取拟薄水铝石溶于去离子水中,加入溶胶剂形成凝胶液;2)取尖晶石锰酸锂加入到步骤1)所得的凝胶液中,混合均匀,得到悬浊液;控制拟薄水铝石的质量为尖晶石锰酸锂质量的0.5~6%;3)所得悬浊液烘干,得到前驱体粉末,所得前驱体粉末经烧结,即得到氧化铝包覆的尖晶石锰酸锂正极材料。本发明通过用拟薄水铝石对尖晶石锰酸锂正极材料进行表面改性,方法简单易操作、易于实现工业生产,且所得的正极材料具有较高的初始放电比容量和较好的容量保持率。
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