本发明公开了基于动态规划的锂电池无析锂快速充电方法及系统,该方法包括:对SP+简化模型的工况参数进行辨识,得到辨识值;根据辨识值构建锂电池SP+模型并进行仿真实验,得到锂电池的最大安全无析锂充电电流;对锂电池进行充电,并通过扩展卡尔曼滤波模型矩阵对辨识值进行观测;对锂电池进行快速充电,对锂电池快速充电阶段进行优化处理;循环锂电池充电阶段步骤和快速充电阶段步骤,直至锂电池达到停止充电条件,停止充电。本发明应用了EKF对锂电池SOC的自适应调整方法,能够在不大幅度提升成本的情况下对锂电池进行无析锂快速充电。本发明作为基于动态规划的锂电池无析锂快速充电方法及系统,可广泛应用于锂电池荷电状态估算技术领域。
本发明提供一种锂硫二次电池中间层的制备方法,属于电化学储能技术领域。本发明在氧化石墨烯和黑磷烯复合的基础上继续引入多孔碳、氧化锌和氮掺杂,实现了中间层的离子选择性功能,克服了原有锂硫电池中多硫化物在正负极间扩散带来的充放电效率较低以及电池性能稳定性较差的缺点。通过本发明的抑制多硫化物迁移的新的解决方案,再配合高容量正极材料,本申请实现了高循环稳定性的锂硫二次电池。
本发明提供了一种含硒化铌@硒复合材料锂硫电池干法正极的制备方法,进一步提供了一种将油浴制备的硒化铌@硒与硫复合的干法锂硫正极片的制备方法,将获得的硒化铌@硒与硫球磨混合之后,进行熔融复合,获得复合活性材料,之后通过与导电剂、粘结剂混合进行热辊压涂覆在上,获得正极片。本发明通过球磨将硫与硒化铌@硒充分混合均匀,经热辊压干法制备正极,可以获得更高的载硫量,提升硫的催化反应效率。此外,作为硫的同族元素,硒相比于硫具有更优良的导电性,硒化铌与硒的复合相材料作为锂硫电池的正极主材料可以在少量牺牲进正极容量的前提下,提升硫正极的导电性。
本发明公开了一种多功能锂硫电池隔膜的制备方法和应用。该电池隔膜由一隔膜基底和功能性涂覆层组成,功能性涂覆层紧贴隔膜基底表面,通过改性壳聚糖、导电剂和粘结剂混合,结合流延成型法制备得到。本发明的多功能锂硫电池隔膜对多硫化物扩散具有物理阻挡作用,且具有良好的导电网络,可提高硫的利用率;同时,由于改性壳聚糖具有较多的极性基团和催化单元,可有效地对多硫化物进行化学吸附并促进其转化,抑制电池的穿梭效应,提高电池的容量和循环稳定性。另外,本发明工艺简单,原材料低廉,实用性强,有利于推进锂硫电池工业化,对促进高性能新型储能系统的发展具有重要经济意义。
本实用新型提出锂电芯夹取机构和锂电芯夹取设备,所述锂电芯夹取机构包括:气动装置、调整夹爪、压紧机构、固定结构;所述气动装置由所述固定结构固定;所述压紧机构连接并设置于所述气动装置的下端;所述气动装置内部设有多个气缸,所述气动装置的两侧通过所述气缸的传动轴连接所述调整夹爪,并通过气动装置内部气缸的传动轴伸出和缩回控制调整夹爪的张合;所述气动装置控制所述调整夹爪闭合时,所述调整夹爪的爪勾处于所述压紧机构下端。本实用新型提出的锂电芯夹取机构,通过安装到搬运机构的机械臂上,实现锂电芯的机械搬运,有效的解决了传统电池生产过程中人工搬运效率低的问题。
本实用新型公开了一种锂电池组防爆装置及其组成的锂电池装置,锂电池组防爆装置包括外壳和散热扇,外壳包括盖体和用于容纳电池组的壳体,壳体顶部设有开口,盖体盖设在开口;散热扇安装在外壳内,外壳上设有散热结构,散热结构包括多个散热通孔,散热扇的出风方向朝散热结构设置。通过将电池组放入外壳中,提高锂电池装置的密封性能以及抗爆能力;另外,当电池组充放电时,散热扇开启并将外壳内的热量疏导出外壳,避免外壳内因温度过高而引发电池组爆炸,提高了锂电池装置的安全性,尤其是防爆性。
本发明属于锂离子电池技术领域,具体公开了一种高倍率锂离子电池极片干燥方法及高倍率锂离子电池。所述高倍率锂离子电池分别经过极片烘烤和卷芯烘烤去除水分,极片和卷芯烘烤步骤均包括:常压高温状态烘烤3H;真空高温状态烘烤5H;注入干燥气破除真空,再将干燥气抽出,至烤箱真空度为‑95Kpa。该技术能够在短时间内有效的去除极片及卷芯内部水分,避免因长时间高温烘烤,造成隔膜收缩、极片掉粉等问题,提升电池安全性能,有利于电池化成后极片表面生成稳定的SEI膜,电化学阻抗更小,所制备的锂离子电池在高倍率放电条件下的工作电压平台更高,明显提升了电池的放电性能、内阻一致性和循环性能。
本发明涉及一种锂离子电池正极材料磷酸钒锂的高压制备方法,该方法是:将锂盐、钒盐、磷酸盐按化学计量比均匀混合,球磨7~24h后在空气中200~500℃下预处理2~12h,加入碳材料再次球磨后,在惰性气氛中,压力为1~10MPa,温度在500~900℃下处理2~12h得到磷酸钒锂。本发明方法工艺简单,原料来源丰富,原料的预处理过程不需采用昂贵的还原性气体进行保护。本发明方法采用高压气氛可缩短反应时间,降低反应温度,得到的材料实际容量高,循环性能优异。本发明适用于工业化生产锂离子电池正极材料磷酸钒锂。
一种合成尖晶石锰酸锂原料二氧化锰锰含量及原料碳酸锂和二氧化锰配比的确定方法,通过化学反应方程式推出产物锂/锰摩尔比与原料二氧化锰锰含量间关系式;设定二氧化锰的基准锰含量及合成产物的锂/锰基准摩尔比,推出理论上所需碳酸锂和二氧化锰的基准用量;按碳酸锂和二氧化锰基准用量,在拟合工艺条件下合成尖晶石锰酸锂,采用ICP法测锰酸锂锂/锰实际摩尔比,得二氧化锰实际锰含量;采用碳酸锂为基准用量,二氧化锰锰含量为其实际锰含量,锰酸锂锂/锰比为基准摩尔比,合成尖晶石锰酸锂,算出实际需要二氧化锰的用量;该方法能避免工艺过程带来的过程系统误差及常规化学方法测量带来的测量系统误差,具有简单、方便、精度高、实用性强和可连续操作的优点。
一种锂离子电池负极碳材料,由天然石墨粉表面包覆一层环氧树脂热解碳构成;其制备方法包括(1)将液态环氧树脂溶于无水乙醇或丙酮溶剂中,加入天然石墨粉,形成膏状混合物;加入乙二胺的乙醇溶液,加热固化;热解处理得锂离子电池负极碳材料;该锂离子电池负极碳材料质优价廉,具有高比容量和优良循环可逆性能;其制备方法简单易行、成本低、易于进行大规模工业化生产。
本发明属于能源新材料技术领域,具体涉及一种锂离子电池多元富锂正极材料及其制备方法与应用。本发明将分散剂聚乙烯比咯烷酮、硅烷偶联剂和溶剂混合均匀,得到混合体系;在搅拌条件下,在混合体系中同时滴加混合单体、金属盐溶液和碳酸钠溶液;滴加后继续搅拌2~5h;然后加入引发剂过氧化苯甲酰,在N2保护下,50~100℃聚合反应5~24h,分离产物、洗涤、干燥,得到前驱体;前驱体与锂盐在高温下煅烧,得到锂离子电池多元富锂正极材料;本发明采用原位聚合和共沉淀法为一体,工艺简单、操作方便,产物结晶良好,一次颗粒粒径较小,表现出电化学性能优秀、比容量高、循环稳定性好的优点。
本发明涉及一种具有曲面锂片负极的锂金属电池,包括电池壳体,电池壳体内设有隔膜,隔膜两端分别连接于电池壳体中部,隔膜与电池壳体一端之间设有第一容腔,隔膜与电池壳体另一端之间设有第二容腔,第一容腔内设有电极片,电极片抵接于电池壳体一端,第二容腔内设有电池负极,电池负极两端分别抵接于隔膜与电池壳体另一端,电池负极由曲面锂片制成,第一容腔和第二容腔内均填充有电解液,电极片和电池负极分别浸润于电解液。曲面锂片延展了电池负极SEI膜的面积,有效减少了枝晶生长,SEI膜不易破裂。能够始终保持电解液浸润,增强了电化学反应动力学,增加了锂离子迁移路径,有利于维持锂金属电池的电池容量和循环效率,延长了使用寿命。
本发明涉及一种基于柔性衬底的电极组件、锂氧薄膜电池及制备方法,电极组件包括柔性衬底、正极薄膜层、负极薄膜层和保护层,正极薄膜层和负极薄膜层位于柔性衬底的同一表面,且正极薄膜层和负极薄膜层之间具有间距,保护层位于负极薄膜层的上表面。该电极组件可进行折叠等柔性处理,且制备方法简单快速,采用该电极组件制成的锂氧薄膜电池可实现集成化设计,便于制备大容量、高体积比能量的锂氧电池,具有较高的实用价值。
本发明提供了一种锂铁电池隔膜及锂铁电池,涉及隔膜技术领域,所述隔膜的厚度为25‑35μm,所述隔膜的孔隙率为40‑50%,所述隔膜的穿刺强度为700‑1200Mpa,缓解了现有的隔膜在用于锂铁电池时,极易被刺穿,造成电池内部微短路,引发电池自放电,同时还易于诱发安全事故的技术问题,本发明提供的锂铁电池隔膜既能够保证电解液离子的传输效率,同时又能够避免锂铁电池正极片上的粉尘和毛刺刺穿,为锂铁电池的安全性提供了保证,同时本发明提供的锂铁电池隔膜厚度适中,以保证锂铁电池使用时的稳定性。
本发明属于锂离子电池正极材料技术领域,公开了一种包覆聚酰胺有机物层的锂离子电池高压富锂锰基正极材料及其包覆改性方法和在锂离子电池高压正极材料中的应用。本发明正极材料具体为锂离子电池高压富锂锰基正极材料包覆有聚酰胺有机物层,所述聚酰胺有机物由包括1,3,5‑苯三甲酰氯和对苯二胺通过球磨得到。本发明还提供一种上述材料的包覆改性方法,具体为溶液包覆,工艺简单,可实现产业化生产,可实现聚酰胺有机物在富锂锰基正极材料上的均匀包覆,有效提高电极材料/电解液的界面稳定性,有效抑制电解液的氧化分解,及过渡金属离子的溶解,提高正极材料在高电压4.8V下的循环稳定性以及存储性能,可应用于锂离子电池高压正极材料中。
本发明公开了锂离子电池健康状态估算系统和使用该系统对锂离子电池健康状态估算的方法,其中锂离子电池健康状态估算系统包括单片机中央控制模块、输出交流脉冲的交流脉冲输出模块、电池模块和显示模块,所述单片机中央控制模块分别与交流脉冲输出模块、电池模块和显示模块连接,所述交流脉冲输出模块和所述电池模块连接,所述电池模块为锂离子动力电池。本发明的锂离子电池健康状态估算系统结构简单、专门针对锂离子电池、可以准确地在线快速测定锂离子动力电池实际内部阻值和内部各化学组分的阻抗并确定锂离子电池实际状况。
本发明提供了锂离子电池正极材料浆料及其制备方法、制备的正极和锂离子电池,涉及锂离子电池技术领域。该锂离子电池正极材料浆料,包括活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂。其中,溶剂为环保无毒的脱芳烃溶剂油,粘结剂为可溶解在脱芳烃溶剂油中的橡胶粘结剂。相比于传统的锂离子正极浆料的N‑甲基吡咯烷酮和聚偏二氟乙烯体系,本发明的脱芳烃溶剂油和橡胶粘结剂体系更环保无公害,对粘结剂的选择更有多样性,制备出来的电池性能也得到提升。
本发明提供了一种钼掺杂改性的锰酸锂复合材料,为表面包覆有碳的钼掺杂改性的锰酸锂,所述钼掺杂改性的锰酸锂具有式I所示化学式:LiMn2‑xMoxO4式I;其中,0.01≤x≤0.1;碳的质量分数为0.1~20%;LiMn2‑xMoxO4的质量分数为80~99.9%。本发明采用钼对锰酸锂进行掺杂,能够有效抑制尖晶石结构LiMn2O4的Jahn‑Teller效应和锰的溶解,从而提高循环稳定性和高温性能。本发明还提供了一种钼掺杂改性的锰酸锂复合材料的制备方法,该方法工艺简单,成本低,环境友好,适用于大规模工业生产。
本发明公开一种用于锂离子电池的阻燃型电解液,属于锂离子电池技术领域,所述阻燃型电解液按质量百分比计,包括锂盐1%‑15%、有机溶剂75%‑90%和磷酸酯阻燃剂3%‑10%,所述磷酸酯阻燃剂具有如摘要附图所示的结构式;本发明所述磷酸酯阻燃剂能够在不影响电解液电导率、相容性、粘度、电池循环性能等情况下,改善了电解液的热稳定性,有利于提高锂离子电池的循环性能和安全性。
本发明属于锂二次电池技术领域,具体涉及本发明公开了一种耐高压锂二次电池电解液,包含非水溶剂、锂盐和添加剂;所述添加剂具有如下式1所示结构:其中R为H、含1~5个碳的烷基、1~5个碳的烷氧基、氟、含有1~5个碳的氟代烷基、苯基及苯环衍生物基团之一。其在高电压下具有良好的循环性能以及高温存储性能。此外,本发明还提供一种含有上述电解液的锂二次电池。
本发明公开了一种锂离子电池钴酸锂正极材料的回收方法,包括以下步骤:将废旧钴酸锂电池放电,得到电池的正极材料;将上述正极材料用N‑甲基吡咯烷酮浸泡处理后得到沉淀,再烧结得到LiCoO2粉末;将上述粉末与天然有机酸溶液反应,得到含有Li+和Co2+浸出液;在浸出液中加入硫脲进行水热反应;将上述水热反应的产物进行离心分离并洗涤沉淀,干燥后得到CoS晶体,并对上清液收集并过滤,得到滤液,在滤液中加入饱和Na2CO3进行反应,得到Li2CO3材料。通过该回收方法,可以采用较少的化学制剂,且操作步骤简洁,钴酸锂的回收率高,可以实现废旧电池正极材料的电化学性能循环再生,效果明显且简单易行。
一种碳纳米管-石墨复合储锂材料的制备方法包括:在环氧树脂中加入碳纳米管;上述物料包覆微米级石墨颗粒;受控碳化;石墨化;本发明方法制备的材料在保持环氧树脂包覆工艺制备材料的各项性能的同时,使材料的插锂容量大幅度提高。
本发明一种尖晶石锰镍酸锂作正极的高电压高功率动力锂离子电池,属于锂电池领域。本发明以高电位的尖晶石锰镍酸锂为正极材料,配对合适的负极材料、电解液、隔膜等其它组份,并采取适当的加工工艺,制成高电压高功率的锂离子电池,满电状态下的静止电压超过4.7V;容量型电池0.1C放电的平均电压超过4.5V;而特别设计的倍率型电池10C大电流放电的平均电压超过4.4V,皆高于目前已公布的锂离子电池体系。
本发明公开了一种锂离子正极材料金属银掺杂覆碳磷酸铁锂的制备方法。其 步骤是:A.将锂化合物、磷酸盐和银化合物按Li∶P∶Ag摩尔比混合,用水溶解, 依次加入柠檬酸和乙二醇,搅拌,制成溶胶;B.在溶胶中,加入摩尔量为银盐 摩尔量1~2倍的有机糖,加入摩尔数与锂盐摩尔数相等的铁化合物和按纯碳计、 等摩尔量的碳还原剂,混合均匀,真空干燥,球磨,将球磨好的混合物粉末压制 成型,制成合成磷酸铁锂的前驱物;C.将前驱物置于真空反应炉中,在真空度 一定条件下,反应,球磨得到金属银掺杂的覆碳磷酸铁锂LiFePO4/Ag/C正极材料; 本发明工艺简单,易于放大,具有导电性能好、高倍率放电性能优越、比容量 高、电化学效率高,颗粒粒径分布范围小、振实密度高。
本发明公开了锂离子电池负极材料偏硅酸锂的高温固相制备方法。该方法将硅源与锂源按照锂和硅的摩尔比2∶1混合均匀,球磨6~24h后得到前驱体;将混合均匀的前驱体分别在空气、惰性气体及还原气氛下200-450℃烧结2-12h,自然冷却后,研磨得到粉末状材料;将粉末状材料再次球磨6-24h,放入管式炉中,分别在空气、惰性气体及还原气氛下550-1000℃烧结处理4-24h,自然冷却后得到偏硅酸锂负极材料。本发明还涉及在制备过程加入碳材料,得到碳包覆的偏硅酸锂负极材料。本发明工艺简单,操作容易。通过该方法合成的偏硅酸锂材料,嵌锂电位低(0.1~1V),结构稳定,循环性能优异。
为克服现有多孔骨架存在锂亲和性低的问题,本发明提供了一种多孔集流体,包括导电多孔骨架,所述导电多孔骨架内部形成有多个微孔,所述导电多孔骨架的表面和微孔的内壁形成有氧化铜层。同时,本发明还公开了上述多孔集流体的制备方法、锂负极和锂离子电池。本发明提供的多孔集流体提高了导电多孔骨架的比表面积,同时有效降低了锂沉积的形核过电势,使锂在嵌入的过程中均匀地沉积在导电多孔骨架的微孔表面,从而减少锂枝晶的产生概率。
本发明公开了一种锂离子电池负极材料钛酸锂的制备方法,在制备过程中引入了钽元素。将锂源和钛源分别加入到分散剂中,在搅拌的条件下混合两种溶液并加入乙酸,加入钽源;将混合溶液加热至40~100℃,恒温4~10H得凝胶;随后在80~120℃下烘干得到前驱体;将前驱体分散在去离子水中形成悬浮液,对悬浮液进行喷雾干燥。在700~1000℃下煅烧6~18小时制得掺钽钛酸锂。本发明合成的这种钛酸锂材料,以金属锂为负极制备成电池,首次比容量高达172MAH/G(0.2C VS.LI/LI+),循环性能良好。合成的钛酸锂产品,性能稳定、一致性好,成本低廉,可以适用于工业化大规模的工业生产。
本发明涉及一种锂二次电池电解液及其锂二次电池,包括有机溶剂、导电锂盐、喹唑啉衍生物和添加剂;所述喹唑啉衍生物具有下式I结构,其中,R1为氢或氨基,R2和R4分别独立选自O、S,R3为取代或未取代的苯基或C1~6烷基。上述锂二次电池电解液通过在电解液中添加喹唑啉衍生物,能络合电解液中的过渡金属,降低电解液氧化分解,抑制电池胀气。用该电解液的锂二次电池具有良好的高温和循环性能。
本发明属于锂离子电池技术领域,公开了一种具有均匀磷酸锂包覆层的锰基层状富锂材料及其制法。该制法包括以下步骤:配制pH值范围为8~9的三羟甲基氨基甲烷的盐酸盐缓冲溶液,然后在搅拌条件下加入锰基层状富锂材料,搅拌1~2h后,再加入多巴胺盐酸盐,搅拌24~48h,得到前驱物C;在搅拌条件下将磷酸锂加入到前驱物C中,边加热边搅拌,直至只有固体剩下,得到前驱物D;将前驱物D置于700~800℃马弗炉中燃烧10~24h,即得到具有均匀磷酸锂包覆层的锰基层状富锂材料。本发明制备方法得到的具有均匀磷酸锂包覆层的高容量和高倍率性能锰基层状富锂材料具有高的比容量,高的倍率性能,以及好的循环性能。
本发明公开了一种用于高容量锂离子电池的电解液,所述的电解液包括非水溶剂和六氟磷酸锂,所述的电解液含有负极成膜添加剂、抑制正极表面活性添加剂和过渡金属离子络合剂;负极成膜添加剂由占电解液总量1~10wt%的有机酯类负极成膜添加剂和占电解液总量0.5~2wt%的无机锂盐负极成膜添加剂组成;抑制正极表面活性添加剂由占电解液总量1~5wt%的氟醚类添加剂和占电解液总量0.1~5wt%的腈类添加剂组成;所述的过渡金属离子络合剂占电解液总量的0.1~1.0wt%。本发明的目的在于提供一种适用于高容量锂离子电池的电解液,该电解液能够改善该锂离子电池的循环性能,高温存储性能。本发明还提供该电解液的制备方法及采用该电解液的高容量锂离子电池。
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