本发明公开了锂金属负极的碘化锂保护层及其制备工艺和应用,所述保护层附着于锂金属负极的一侧,且为单组分界面保护层,其中附着有保护层的锂金属负极面向固态电解质。与现有技术相比,本发明具有以下优点:(1)本发明所述锂金属负极的碘化锂保护层能够有效抑制全固态电池在负极界面处生成副产物、孔洞或锂枝晶,从而抑制电解质的分解和锂金属的损耗,有利于锂离子在负极界面处的迁移,为锂金属负极提供有效的保护机制;(2)同时,本发明所述保护层极大程度的维持了电池电位,保证了电池整体能量密度;(2)所述制备工艺简单易操作,且成本很低,极大程度的提升了锂金属在全固态电池领域应用的可能性。
本发明提供了一种锂离子电池析锂的预测方法,包括:S1)将锂离子电池充电过程中阳极电位与充电电流或充电倍率进行线性拟合,得到斜率;S2)将锂离子电池电荷转移电阻与斜率进行线性拟合,同时根据电荷转移电阻与温度T的关系,得到锂离子电池充电电流或充电倍率与温度的条件模型,根据条件模型预测不同温度的临界析锂充电电流或充电倍率。与现有技术相比,本发明利用阿伦尼乌斯公式通过建模的方式可定量预判不同环境温度下锂离子电池析锂的临界条件,不用拆解电芯,省时省力,节约资源,实现量化,准确度高。
本申请提供一种铌酸锂薄膜波导的湿法刻蚀方法及铌酸锂薄膜波导。所述方法包括:在铌酸锂薄膜样品中的铌酸锂层表面正畴区域上制备具有预设刻蚀形状的金属掩膜后,将具备金属掩膜的待极化铌酸锂薄膜样品接入极化电路,对金属掩膜覆盖区域的铌酸锂进行畴翻转,使得金属掩膜覆盖区域由正畴翻转为负畴,利用预设夹具固定住畴翻转后的铌酸锂薄膜样品,并去除表面的金属掩膜后,利用刻蚀溶液对畴翻转后样品的表面区域进行预设时长的刻蚀,得到铌酸锂薄膜波导。整个过程利用正负畴的腐蚀速度差异制备铌酸锂薄膜波导,可以较好地控制刻蚀侧壁的宽度和质量,制备的波导刻蚀侧壁较为光滑,波导损耗较低。
本发明公开了一种改性锂离子电池正极材料及其制备方法以及使用改性锂离子电池正极材料的电化学储能装置,其中改性锂离子电池正极材料包括正极材料内核及包覆于正极材料内核表面的复合包覆层,所述复合包覆层由含有Li0.5La0.5TiO3的第一包覆层和含有LiTaO3的第二包覆层组成,所述正极材料内核结构式为Li1±εNixCoyMnzM1‑x‑y‑zO2,其中,‑0.1<ε<0.1,0<x,y,z<1,M为Mg、Sr、Ba、Al、In、Ti、V、Mn、Co、Ni、Y、Zr、Nb、Mo、W、La、Ce、Nd、Sm等元素中的一种。本发明的改性锂离子电池正极材料具有较好的结构稳定性,当其应用于电化学储能装置后能显著改善电化学储能装置的循环性能,同时提升高倍率下的动力学性能。
本发明公开一种锂空气电池及其正极的制备方法,所述方法首先根据使用需要选取光电半导体材料,并制备所述半导体材料,其次通过水热法、刮涂法或者喷涂法将制得的半导体材料覆盖在碳布表面,使其形成完整的锂空气电池正极复合材料;该储能设备所储存的能量将达到300Wh kg‑1,且电池结构能极大的缩小了装置的体积,能有效的适应世界各地的地形地貌,便于分布在不同的区域使用。另一方面,该装置由于省略了通过外电路存储光伏发电的过程,能有效降低了电能的损耗,保证电池具有高效利用太阳能的能力。
本发明揭示了一种钛酸锂锂电池负极材料,所述负极材料中Li元素的质量百分比在6.05~6.25%范围内,Ti元素的质量百分比在50.66~52.16%范围内,O元素的质量百分比在40.79~41.79%范围内,且负极材料的振实密度Tap≥0.65~1.0g/cm3,压实密度≥1.9g/cm3。该材料采用普通锐钛型二氧化钛进行制备,方法达到了国内高纯电子级二氧化钛为原料合成的高纯钛酸锂锂电池负极材料水平,降低全电池生产成本。本发明的钛酸锂锂电池负极材料制备方法简单,适合大规模工业化生产。
本发明提供了一种钴酸锂‑磷酸铁锂复合正极材料及其制备方法。本发明提供的复合正极材料主要包括钴酸锂和磷酸铁锂两种成分,且呈现钴酸锂为核、磷酸铁锂为壳的核壳结构,其制备步骤主要包括钴酸锂核的制备、磷酸铁锂壳的制备和导电包覆处理,最终获得复合正极活性材料。本发明的正极材料具有核壳结构,其核层发挥高容量、高电压特性,壳层发挥高安全性特性,同时该材料显示出优越的电子和离子导电性,在高功率、高能量密度和高安全性锂电池中具有良好的应用前景。本发明的制备工艺简单易行,易于大规模生产,且成本低廉,环境友好。
本发明公开了一种固态锂离子电池预锂化电极及其制备方法,预锂化电极依次包括集流体、电极层、固体电解质层和锂层,其制备方法包括:将活性物质、导电材料、固体电解质材料、粘结剂、溶剂按比例混合为电极浆料;集流体表面涂覆电极浆料,烘干得电极层;将固体电解质材料、粘结剂、溶剂按比例混合为固体电解质浆料;在电极层表面涂覆固体电解质浆料,烘干得固体电解质层;在固体电解质层上覆合锂层并紧致粘合,得预锂化电极。本发明固体电解质层既能替代传统电池隔膜,提升电池能量密度,也能够在组装电池之前防止因锂与硅之间的接触引发锂化反应而造成的发热起火等安全问题,并大幅解决高容量负极材料首次效率问题,并提高电池安全性能与电性能。
本发明公开了一种新型锂‑二氧化碳电池及其正极材料的制备,属于锂‑二氧化碳电池技术领域,本发明采用金属及其合金作为正极材料,即通过在集流体表面原位生长锡、钯、金、铜、铂及其合金;正极催化剂催化二氧化碳还原得到可溶于水的液相产物以及其他有机碳化合物,在其后充电过程中,能在较低的充电电位下,正极催化剂实现对放电产物的分解,负极附近的电子还原锂离子为金属锂。本发明降低锂‑二氧化碳电池的充放电过电位,从而提高库伦效率,降低充电过程中的能量损耗,起到节能减排的效果;并且高效的利用温室气体二氧化碳,并直接转化成电能存储在电池中。
本发明提供了一种电池壳及其制备方法和锂离子电池及其补锂方法。所述电池壳包括壳体,位于壳体内表面上的补锂层,以及位于补锂层上的保护层。所述方法包括:1)制备含锂浆料,将所述含锂浆料涂布在壳体内表面上,得到补锂层;2)将保护层原料浆料涂布在补锂层上制备保护层,得到所述电池壳。本发明提供的电池壳具有补锂功能,可以通过对补锂层厚度的精确控制实现精确补锂;补锂层上的保护层可以起到封装作用,防止补锂层氧化,使用该电池壳制备锂离子电池可以取消第三电极,提高安全性,并提高了电池的能量密度。
本发明涉及一种含有低极性醚类的混合锂盐的锂硫电池电解液,属于锂硫电池技术领域。该电解液含有混合锂盐、溶解混合锂盐的强极性溶剂和具有稀释作用的低极性溶剂。该电解液能够用于高性能锂硫电池,同时起到稳定锂金属负极和促进硫正极容量发挥的作用。该电解液通过加入不同的锂盐按一定比例混合达到兼顾锂金属负极保护和硫正极容量发挥的特点,并且引入具有稀释作用的低极性溶剂可降低电解液的黏度,提高电导率,降低成本,良好的浸润性,能够大规模应用,具有很高的商业价值。
本发明涉及一种抑制锂金属表面产生锂枝晶的方法,包括以下步骤:将锰盐晶体溶于含有锂盐以及有机溶剂的电解液,得到含锰离子的电解液,其中,锰盐晶体为硝酸锰、醋酸锰和硫酸锰中的一种或几种,锂盐选自六氟磷酸锂、高氯酸锂或双三氟甲烷磺酰亚胺锂;将光滑的锂金属表面与含锰离子的电解液接触,直至锂金属表面形成亮黑色膜。本发明的方法可显著抑制锂枝晶的产生,处理后的锂金属作为电极时,其循环性能和稳定性大大提高,并且制备工艺简单,成本低,有较强的应用价值。
本发明提供了一种锂离子电池柔性正极、其制备方法及超柔性锂离子全电池,本发明的锂离子电池柔性正极是由锂离子电池正极材料锰酸锂(650)和柔性骨架(150)形成的一体化独石电极。柔性正极的制备方法包括如下两步:1)选择一种柔性骨架,采用电镀方式在柔性骨架上沉积氢氧化氧锰材料;2)将电沉积的氢氧化氧锰材料在低熔点的含有锂离子的熔盐中锂化处理,形成了共形(conformal)生长在柔性骨架上的锂离子电池正极材料锰酸锂。本发明具有如下技术效果:本发明使用了三维柔性网络或者支架作为基体,柔性基体在弯曲过程中能够接受大幅度形变。
本发明提供一种从高镁锂比盐湖卤水中提锂的方法及装置,包括以下工艺步骤:(1)将自然蒸发浓缩的卤水脱硼;(2)脱硼卤水经过选择性电渗析处理得到低镁锂比的卤水;(3)低镁锂比的卤水经纳滤膜过滤得到低锂镁比的卤水;(4)低锂镁比的卤水经过离子交换树脂深度除杂后得到锂卤水;(5)锂卤水经过反渗透膜浓缩得到锂初级浓缩液;(6)锂一次浓缩液经过高压反渗透膜得到最终锂浓缩液。本发明具有良好的可操作性,降低了整体能耗,提高了提锂的效率。
本发明涉及一种锂离子电池正极材料硅酸锰锂/碳复合材料的制备方法。该方法首先在二氧化硅表面包覆一层无定形碳层,然后再通过化学刻蚀反应,刻蚀掉一部分SiO2使其生成具有蛋黄?蛋壳结构的复合材料, 该结构的SiO2复合材料一方面可以减小硅酸锰锂颗粒的尺寸,另一方面锂源、锰源可以通过碳层扩散到SiO2主体,SiO2表面的碳层可以阻止生成的硅酸锰锂团聚,再将SiO2@void@C复合材料、锰盐和锂盐按一定比例加入到水溶液中,使其混合均匀。然后将所得溶液加热挥发得到固体,并在惰性气氛保护下,进行高温处理得到硅酸锰锂/碳复合材料。本发明制备的硅酸锰锂颗粒分散均匀,无明显团聚,颗粒较小,表面包覆一层均匀的无定形碳层。
本发明公开了一种锂位掺杂与金属氧化物包覆的锂离子电池正极材料及其制备方法,该锂离子电池正极材料的化学式为:Lim-xMexMaNbCcO2·yTO2,其中,Me代表掺杂的碱金属或碱土金属元素;TO2为包覆的金属氧化物。优点为包覆金属氧化物能阻隔锂离子电池正极材料与电解液的大面积接触,抑制高反应性的电池正极材料与电解液之间的反应,使电池材料的循环稳定性大幅度提高;包覆还能使锂离子电池正极材料的层状结构得到完善,因而其电化学性能也得到提高。掺杂使电池正极材料中部分锂原子被碱金属或碱土金属离子取代,使其金属氧化物层撑开,有利于锂离子的嵌入与脱嵌,显著提高材料的大电流放电性能,减少稀有元素锂的使用。
本发明涉及三价钴化合物制取及用该三价钴化合物生产钴酸锂方法。三价钴化合物制取包括以下步骤,(1)酸溶;(2)氨化分离;(3)氧化;(4)脱镍去杂;(5)加碱热沉;(6)洗涤分离。用三价钴化合物直接合成钴酸锂的方法包括以下步骤,即,将三价钴化合物直接与锂混合;烘干煅烧;粉碎包装。采用本发明方法所获得的三价钴化合物,性能稳定、纯度高,便于存贮运输;所获得钴酸锂纯度高;电化活性高。本发明方法免除了传统高温氧化的步骤,故煅烧时间短,能耗低,产量高;制造过程中没有形成有毒污染,生产中形成的硫酸钠可以排放,氨可以循环使用。
本发明公开了一种柔性提锂装置,所述柔性提锂装置包括由柔性封装膜制成的具有密封腔体的壳体,所述密封腔体中填充有缓冲层;所述壳体上开设有窗口,所述窗口被一固定于壳体上的无机/聚合物复合锂离子筛膜完全覆盖;所述壳体的内表面上固定有一锂沉积电极,所述锂沉积电极上连接一极耳,所述极耳从所述密封腔体中伸出;所述壳体上相对于所述锂沉积电极的另一侧固定有阳极催化层。本发明还提供了所述柔性提锂装置的制备方法以及提锂方法。本发明的柔性提锂装置,解决了现有的利用固态电解质从含锂离子的液体中回收锂的方法中,提锂器件质脆、不可弯折等问题。
本发明涉及一种晶态金属硫化物K1.92Sn3.04S7.04作为负极材料在锂离子电池中的应用,属于二次锂离子电池技术领域。本发明将晶态化合物K1.92Sn3.04S7.04作为二次锂电池的负极材料。由于化合物K1.92Sn3.04S7.04具有阴离子的二维层状骨架且K+阳离子穿插在层间,使其骨架在充放电过程中相对稳定,从而使组装的锂离子电池具有良好的循环稳定性能。该化合物的合成过程相对简单、安全且成本低廉。利用其作为负极材料制备的二次锂离子电池,充放电过程中循环性能好,并且在使用不同的导电剂时,电池仍表现出良好的循环稳定性。该发明拓展了晶态金属硫属化合物在锂离子电池中的应用。
锂离子电池复合正极材料碳包覆的磷酸铁锂的 微波合成方法,将含Li盐的原料、含亚铁盐的原料、含磷酸 根的原料以及有机碳源按化学计量比Li∶Fe∶P∶C=1∶1∶ 1∶0.2-2的配比,用乙醇或丙酮作为分散剂球磨3-6小时, 混合好的料干燥,压片,装入盛有活性炭的氧化铝坩埚中,然 后将坩埚置于微波炉中,调节微波炉功率至中高档,加热5- 12分钟。含Li的原料可采用无机原料 Li2CO3、LiOH,或者有机原料乙酸锂、乳酸锂、草酸锂、柠檬 酸锂或甲酸锂;含Fe(II)的原料选择有机亚铁盐;含磷酸根的 原料采用(NH4) 2HPO4或 (NH4)H2PO4;做包覆用的碳,采 用有机碳源。
本发明公开一种锂离子电池及其补锂方法,包括:正极片和负极片以及至少一个锂源,锂源和正极片、负极片相互隔离;壳体,壳体用于容纳正极片、负极片、锂源;其中,壳体为电导体,且壳体内填充有电解液;锂源连接于壳体的内壁,当壳体与正极片或负极片同时接通外接电源时,锂源往电解液析放锂离子。该锂离子电池的锂源固定于壳体的内壁,且与正极片、负极片无接触,安全性较高,有效避免因锂源与极片直接接触而带来的补锂效果差、反应速度快不可控的问题,而且本锂离子电池结构简单,可直接应用于现有的锂离子电池上;再者,在补锂的过程中,对外接电源的电流进行相应的调整,即可控制锂离子的补充量,提高了补锂操作的可控性、精确度以及效率。
本发明涉及一种支撑液膜提锂装置及膜法卤水提锂工艺。支撑液膜提锂装置由提锂液槽(A1)、萃取剂液槽(A2)、反萃取剂液槽(A3)、“三明治”膜组件(B)、第一计量泵(C1)、第二计量泵(C2)和第三计量泵(C3)组成;膜法卤水提锂工艺由卤水的预处理、支撑液膜提锂和锂盐精制三个单元组成,卤水进入预处理室进行沉降、超滤、真空膜蒸馏后,进入支撑液膜提锂装置进行提锂得到反萃取剂锂液,再进入锂盐精制室进行浓缩、沉淀、干燥得到锂盐。本发明采用支撑液膜提锂技术对高镁锂比卤水进行提锂,该方法打破了传统的溶剂萃取化学平衡、强化了传质,实现了提锂过程中萃取与反萃取的耦合,使提锂过程能够连续进行,减少萃取剂的用量,是一种环保且高效的分离方法。
本发明提出了一种模拟锂电池测试锂电池充电芯片的方法,设置被测锂电池充电芯片以及第一、第二两个电压源和一个电流源构成的测试系统,第一电压源和电流源共同连接在被测锂电池充电芯片的输出端,用于模拟替代锂电池并模拟锂电池先恒流再恒压的充电特性,第二电压源连接在被测锂电池充电芯片的输入端,用于给被测锂电池充电芯片供电,提供充电电流。
本发明公开一种硅酸钙锂包覆的硅锂合金负极材料的制备方法,属于锂电池技术领域。具体包括以下步骤:前驱体的球磨:将N‑甲基吡咯烷酮、硅粉、氧化钙和锂源化合物粉末的混合物经搅拌0.5h;锂合金复合粉末的制备:取步骤一得到的研磨粉体,置于氩气保护的反应釜内,加热反应釜至350~800℃,真空反应5~10小时之后;负极材料的涂片:取偏硅酸钙锂包覆的锂合金复合材料粉末、导电剂和聚偏氟乙烯混合后,加入溶剂N‑甲基吡咯烷酮后研磨5‑10h,涂敷到铜膜上并于60‑150℃真空烘干24h,然后压制成型,即制得负极。本发明制备的锂硫电池,硅锂放电过程发生锂脱嵌,形成硅,但形成的硅被约束在硅酸钙锂壳内,无法自由移动,从而稳定了负极材料的结构。
本发明提出了一种粉末状锂吸附剂耦合中空纤维膜的提锂工艺,步骤为:(1)用碱性溶液对含锂卤水进行pH值调节,得到碱性含锂卤水;(2)将碱性含锂卤水用粉末状锂吸附剂进行循环动态吸附,获得吸附固液混合物,进行第一固液膜分离,得到含锂吸附剂Ⅰ和脱锂卤水;(3)对含锂吸附剂Ⅰ用纯水进行循环动态冲洗,获得包括含锂吸附剂在内的冲洗固液混合物,进行第二固液膜分离,获得含锂吸附剂Ⅱ和冲洗废水;(4)对含锂吸附剂Ⅱ用脱附液进行循环动态脱附,获得脱附固液混合物,进行第三固液膜分离,获得再生粉末状锂吸附剂和富锂液。本申请具有新型、高效、低成本的特点,大大提高了卤水提锂效率和锂离子收率,具有显著的经济和社会效益。
本发明公开了一种绿色高性能陶瓷涂层锂离子电池隔膜及其制备方法。绿色高性能陶瓷涂层锂电池隔膜,包括聚烯烃基质微孔膜和复合在聚烯烃基质微孔膜上表面或上表面和下表面的陶瓷涂层;绿色高性能陶瓷涂层锂电池隔膜的总厚度为8~40μm;陶瓷涂层的厚度为2-5μm;聚烯烃基质微孔膜的孔隙率为42~52%,孔径为0.15~1.5μm,聚烯烃基质微孔膜上孔的轴截面为波浪状。采用本发明绿色高性能陶瓷涂层锂离子电池隔膜制造的锂离子电池具有较好的安全性,有效地解决了现有锂电池隔膜陶瓷涂层脱落、不耐温以及锂离子电池因隔膜造成的安全问题;该锂离子电池隔膜孔隙率高,具有很好的电解液润湿性、力学性能和耐温性能,同时还具有高温关断性能。
本实用新型提供的一种锂电池顶盖板、锂电池多级防爆装置和防爆安全锂电池,锂电池顶盖板包括基板、顶板、负极上塑料、正极上塑料、负极密封圈、正极密封圈、负极极柱、正极极柱、负极绝缘板、正极绝缘板、负极引片、正极引片、自动断电装置、多级防爆装置。该锂电池顶盖板成本低廉、使用方便,安全性高。
本实用新型公开了一种除锂屑装置和锂离子电池补锂系统,涉及锂离子电池技术领域;该除锂屑装置包括第一固定座和第一刮屑机构;第一固定座用于与锂膜卷料辊相对且间隔设置;第一刮屑机构沿靠近或远离锂膜卷料辊的方向活动地设置于第一固定座,且第一刮屑机构具有配合位置和分离位置,当第一刮屑机构位于配合位置时,第一刮屑机构与卷绕于锂膜卷料辊的锂膜带的背面接触,以在锂膜带向下游运动时将锂膜带的背面的锂屑刮下,当第一刮屑机构位于分离位置时,第一刮屑机构与锂膜带分离。该除锂屑装置通过邻近锂膜卷料辊设置的第一刮屑机构的设置,可有效地去除补锂工艺生产过程中粘附在锂膜卷料辊处的锂膜带背面的锂屑,从而保证极片经过补锂后的优率。
本发明公开了一种钇掺杂的富锂锰基锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池,所述钇掺杂的富锂锰基正极材料为层状材料,其化学通式为Li1.2Ni0.2Mn0.6‑xYxO2,其中0<x≤0.04;将锂源、镍源、锰源和钇源加入到醇类溶剂中,溶解混合得到金属盐溶液,后将金属盐溶液干燥得到中间体;将中间体进行加热烧结,得到烧结产物;冷却后得到钇掺杂的富锂锰基正极材料。本发明采用高温固相法制备,工艺简单方便,反应参数易控制,粉体颗粒无团聚,填充性好,产量大;制备得到的结构稳定,循环性能好,倍率性能较优,并能有效抑制循环过程中的容量和电压衰减。
本发明涉及一种锂离子选择性吸附剂、制备方法以及从卤水提锂的工艺,属于吸附提锂技术领域。提出了一种新型的锂锰氧化物的锂吸附剂,主要的技术构思是利用在溶胶凝胶法制备过程中,将凝胶同时负载于具有催化降解效果的氮化碳载体上,利用氮化碳的降解作用减缓锂离子吸附剂在循环吸附过程中导致的吸附量和寿命下降的问题,在上述的吸附剂中同时掺杂有Ni,用于延缓Mn的流失;同时,本发明还提供了基于上述锂离子选择性吸附剂的卤水提锂的方法和装置。
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