本发明公开了一种锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料及其制备方法。本发明的技术方案要点为:一种锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料,是由稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi2MO3?(1-x)LiN1-yRyO2(其中M=Mn、Ti、Sn,N=Mn、Ni、Co、Fe、Cr、V、Mo,R=Sc、Y、Pr、Nd、La、Ce、Sm、Yb、Eu、Gd中的一种或多种,其中0<x<1,0<y<0.2)和锂快离子导体形成的复合材料,其中锂快离子导体和稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的摩尔比为n:1,n的范围为:0
本发明提供了一种成本较低、环境友好的用于钛酸锂电池的改性阴极材料及钛酸锂电池。本发明的用于钛酸锂电池的改性阴极材料,包括基材和包覆在基材外表面的包覆层,所述基材为镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或尖晶石镍锰材料中的一种或几种;所述包覆层为LiCoO2、Al2O3、ZrO2、ZnO、TiO2、CoO或Co2O3中的一种。本发明的用于钛酸锂电池的改性阴极材料及钛酸锂电池,通过包覆层材料与基材材料结合,再与钛酸锂阳极材料组成电池后,可大大改善电池循环性能及高温性能,抑制电池内部胀气现象。
本发明公开了一种含功能型添加剂的锂硫电池电解液及其锂硫电池,所述的电解液含有锂盐、溶剂和添加剂;所述的添加剂为具有式(一)所示含硫化合物的一种或几种;(一)R1,R2选自H,C1~C15的烷基、氨基;R3选自氰基、氟代烷基、硫代酰胺基或硫醇基。所述的锂硫电池电解液配方简单,通过在电解液中加入此类添加剂有助于与短链多硫化锂(Li2S、Li2S2)之间形成稳定的分子间化学键,以实现更多微溶性短链多硫化锂的溶解,通过液相反应降低锂硫电池在放电过程中的还原反应壁垒,减少多硫化锂的穿梭,显著提升锂硫电池的循环稳定性。
一种制备锂离子电池正极材料锂镍钴锰氧的方法,涉及一种锂电池正极材料,本发明的目的是提供一种制备锂离子电池正极材料锂镍钴锰氧的方法,此方法不用溶剂,工艺简单且条件温和,所制备的正极材料振实密度高,电化学性能优良,能耗低和友好环境。本发明的技术方案有以下步骤:(1)将LiOH和LiNO3以一定比例混合后加热至500℃,使之完全融化,然后冷却至室温备用;(2)将上述混合锂盐与Ni1-x-yCoxMny(OH)2混合后置于高温炉内,先在180-300℃低温保持2-10小时,然后升温至800-1000℃下保持10小时,即制得本发明的锂离子电池正极材料锂镍钴锰氧化物产品,混合锂盐:Ni1-x-yCoxMny(OH)2的摩尔比值为1-1.15。本发明用于制备锂电池正极材料。
本实用新型涉及电解液技术领域,具体为一种关于锂离子电解液反应釜添加锂盐时置换气体的装置,包括反应釜、锂盐桶、氮气管道和放空管道,所述锂盐桶的下部通过法兰连接件卡接在反应釜的上部,所述法兰连接件包括第一法兰浮动球阀、三通不锈钢法兰盘、第二法兰浮动球阀和反应釜法兰盘,所述三通不锈钢法兰盘的一侧焊接有接口管,所述接口管的一侧通过第一不锈钢4P头与钢丝软管螺纹连接,所述钢丝软管的另一端通过第二不锈钢4P头与二片式球阀螺纹连接。本实用型锂离子电解液反应釜添加锂盐时置换气体的装置,通过气体置换,使锂盐管道和锂盐保持干燥,实现解决锂盐添加过程堆积结块的问题,提高锂盐的添加速度,提高工作效率,适合推广。
本发明公开了一种锂电池正极浸出液中分离回收锂与镍钴锰的工艺,包括以下步骤:废旧钴酸锂电池拆解、放电、破碎,将破碎后获取的锂电池正极片进行高温处理,去除锂电池正极片中的粘结剂;电池正极材料加入硫酸和双氧水浸出,反应过滤后得到酸化浸出液,将酸化浸出液进行搅拌,并进行加热和反应;本发明对锂电池正极进行分离回收,回收率大于95%以上,分离过程的催化剂可以回收重复利用,无固废产生,对环境无污染,整个工艺过程不引入杂质元素,钴和锂分离彻底,锂离子溶液中镍钴锰离子含量很低,同时不会大幅度降低浓度,满足直接回用的要求;得到的镍钴锰溶液中锂含量很低,达到应用标准,减少了后续浓缩的成本。
本发明提供一种锂矿石中碳酸锂的提取方法,包括如下步骤:将锂矿石和去离子水混合,浸出后过滤、洗涤,保留滤渣,得到浸出后的锂矿石。将其和去离子水混合,通入二氧化碳气体并维持反应,反应完全后过滤并保留滤液,得到含有碳酸氢锂的溶液。将其与第一选择性树脂混合,反应完全后除去杂质硼,得到除硼后的碳酸氢锂溶液。将其与第二选择性树脂混合,反应完全后除去杂质钙和镁,得到除去钙镁后的碳酸氢锂溶液。对除去钙镁后的碳酸氢锂溶液进行加热至沸腾,反应完全后析出沉淀,对沉淀进行洗涤并干燥,得到高纯碳酸锂。与利用传统的制备高纯碳酸锂的方法相比,本发明的锂矿石中碳酸锂的提取方法工艺简单,制得的碳酸锂中杂质含量较低。
本发明连续叠片结构的锂离子电池芯及锂离子电池涉及一种蓄电池。其目的是为了提供一种结构简单,活性物质不易脱落,生产成本低的锂离子电池。本发明连续叠片结构的锂离子电池芯包括正极片、负极片和隔膜,其中正极片包括带式正极片和单片正极片,负极片包括带式负极片和单片负极片,隔膜包括正极侧带式隔膜、中间带式隔膜和负极侧带式隔膜,正极侧带式隔膜、带式正极片、中间带式隔膜、带式负极片和负极侧带式隔膜沿着垂直于其表面的方向依次叠置连接构成主芯体,主芯体沿其长度方向连续Z型弯折,正极侧带式隔膜弯折相邻的部分插有单片负极片,负极侧带式隔膜弯折相邻的部分插有单片正极片,正极片和负极片与隔膜相接触的部分涂覆有活性物质。
本发明公开了一种锂硫电池正极材料、制备方法和锂硫电池,属于锂硫电池材料技术领域。本发明锂硫电池正极材料,包括表面包覆有微孔结构的碳包覆层的碳硫复合材料。本发明制备方法,在真空条件下,通过加热处理,一步实现硫与碳基体的均匀复合及碳前驱体碳化对碳硫复合材料的包覆。相比传统的低温包覆方法,本发明真空高温碳化的微孔结构碳包覆层与碳硫复合材料之间形成类似“化学键”的相互作用,使微孔碳包覆层与碳硫复合材料之间结合紧密,更好的抑制硫及放电产物溶于电解液,阻止“穿梭效应”,提高硫的利用率,同时更好的提高正极材料的导电性,进而提高锂硫电池的循环稳定性和容量保持率。
本发明涉及一种钛酸锂镧复合电解质材料及其制备方法、复合极片、固态锂离子电池,属于锂离子电池固态电解质技术领域。本发明的钛酸锂镧复合材料,包括钙钛矿结构的Li3xLa2/3‑xTiO3和石榴石结构的Li7La3Zr2O12,0<x≤1/6,所述Li7La3Zr2O12分布于Li3xLa2/3‑xTiO3的晶界处和部分固溶于晶粒内。本发明的钛酸锂镧复合材料,Li7La3Zr2O12分布于Li3xLa2/3‑xTiO3的晶界处和晶粒内,大大提高了钛酸锂镧晶粒离子电导率、晶界离子电导率和总电离子导率。
本发明具体涉及一种锂离子电池锰酸锂正极材料及其制备方法。本发明采用低价态元素掺杂对尖晶石型锰酸锂进行改性,以改性后锰酸锂作为核体,同时在核体外以快离子导体和电子导体层叠包覆,有效地抑制了材料中Mn3+离子的Jahn‑Teller畸变效应、氧缺陷以及电解液中Mn的溶解等问题,显著地提高了材料的结构稳定性,并兼顾了材料锂离子扩散率和电子电导率的同时提升,双相壳层和低价态掺杂协同优化改性,利用二者产生的协同增效效应能够大幅增加材料的长循环寿命。实施例结果表明,本发明提供的锂离子电池核壳正极材料在55℃条件下循环200次后容量保持率高达98.8%。
本发明公开了一种从钴酸锂电池废旧正极片中回收钴酸锂的方法,包括以下步骤:(1)将钴酸锂电池废旧正极片投入到溶解有柠檬酸的1-2mol/L盐酸浸出液中,在60-80℃条件下反应4-6h;(2)将步骤(1)的浸出液进行过滤,分离出铝箔和固体颗粒;(3)将固体颗粒洗涤并干燥;(4)在固体颗粒中加入锂源调整固体颗粒中Co/Li质量比,混匀,煅烧,冷却,得到钴酸锂。本发明利用柠檬酸和盐酸的混酸作为浸出液,可以有效分离正极材料和铝箔,工艺简单,无有毒有害气体产生。本发明回收的钴酸锂首次放电容量仍可达到140mAh/g,40次充放电循环后放电容量不低于90%。
本发明公开了一种低温型锂离子电池电解液,由六氟磷酸锂LiPF6和混合溶剂组成,六氟磷酸锂LiPF6的浓度为0.8~1.5mol/l,所述混合溶剂由以下重量百分含量的组分组成:20%~40%的碳酸乙烯酯EC、5%~30%的碳酸甲乙烯酯EMC、30%~50%的乙酸甲酯MA、0.5%~5%的碳酸亚乙烯酯VC。本发明通过在基本溶剂碳酸乙烯酯EC中加入低熔点的有机溶剂碳酸甲乙烯酯EMC和乙酸甲酯MA以及成膜添加剂碳酸亚乙烯酯VC,使锂离子电池的低温性能得到了改善,提高了锂离子电池在低温条件下的电化学性能,大大拓宽了锂离子电池的应用范围。
本发明涉及电池材料技术领域,尤其涉及一种碳包覆磷酸铁锰锂的制备方法和锂离子电池。本发明的碳包覆磷酸铁锰锂的制备方法,包括如下步骤:用氯化法钛白粉生产过程中的酸性废水浸泡锂离子电池中分离的废固磷酸铁锂,浸泡后固液分离得到滤液;对滤液进行ICP测试;补加铁源和/或锰源、锂源、磷源后反应得到磷酸铁锰锂前驱体;将磷酸铁锰锂前驱体、碳源、水和分散剂混匀后得到磷酸铁锰锂浆料,磷酸铁锰锂浆料依次经过研磨、干燥和焙烧得到碳包覆磷酸铁锰锂。本发明提供的方法不仅有效解决了氯化法钛白粉生产过程中的酸性废水和锂离子电池中分离的废固磷酸铁锂的回收再利用问题,而且大幅度降低了碳包覆磷酸铁锰锂的生产成本。
本发明涉及一种预锂化负极极片及其制备方法、锂二次电池,属于负极极片技术领域。本发明的预锂化负极极片包括集流体和依次设置在集流体表面的负极材料层Ⅰ和负极材料层Ⅱ;所述负极材料层Ⅰ与负极材料层Ⅱ相邻的一侧均嵌有锂元素。该预锂化负极极片能够有效补偿负极首周及循环过程中的活性锂损耗,提高电池能量密度,延长电池循环寿命。本发明的预锂化负极极片的制备方法,只需要在集流体表面设置一层负极材料层Ⅰ,然后设置一层预锂化剂层,部分嵌锂后再设置一层负极材料层Ⅱ,再经嵌锂即得预锂化负极极片,该制备方法简单,易操作。预锂化剂可充分地嵌入负极材料层Ⅰ和负极材料层Ⅱ中,避免嵌锂反应不够均匀造成的锂沉积。
本发明属于一种负极锂保护的锂硫电解液及其制备方法;包括醚类溶剂、锂盐以及过渡金属硝酸盐,所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物,第一种溶剂为1, 3‑二氧五环或1, 4‑二氧六环中的任意一种,第二溶剂为乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的任意一种;锂盐为LiPF6、LiBF4, LiTFSi、LiFSi或LiBOB中的任意一种;过渡金属硝酸盐为La(NO3)3·9H2O、Zr(NO3)4·5H2O或Ce(NO3)3·6H2O中的任意一种;具有配置过程简单、成本低廉、用料省、能够起到保护负极锂的效果、并且使电池的容量保持率和循环稳定性明显提高和电池安全系数大大提高的优点。
本发明提供了一种锂离子电池负极预锂的方法,步骤如下:(1)室温下,将惰性锂粉加入非极性溶液中,震荡搅拌后形成悬浊液;(2)将负极活性物质、导电剂进行低速搅拌,待混合均匀后,加入少量的NMP溶剂;搅拌均匀后加入悬浊液,进行低速搅拌捏合工艺;(3)向溶液中加入导电悬浊液,进行低速搅拌;加入PVDF的NMP胶液进行高速搅拌,制成负极浆料;(4)利用步骤(3)的负极浆料进行涂布,制作极卷;将极卷进行碾压;按照常规流程进行叠片、焊接、封装、注液,最后进行化成分容。本发明将高效干混工艺改进后引用到预锂技术中,能够高效提升预锂化效率和锂粉在电极浆料中的分散均匀性,形成致密的SEI膜,有效提升首次库伦效率。
本发明公开了一种三维蜂窝状纳米结构MnO2锂离子电池阳极材料的制备方法,属于锂离子电池阳极材料的制备技术领域。本发明的技术方案要点为:将0.15g分析纯高锰酸钾溶解于50mL去离子水中,再加入0.05g活化处理后的三维凝聚碳球模板,搅拌使其分散于高锰酸钾溶液中,将混合溶液转移至反应容器中于70℃的油浴中回流反应36h,然后自然冷却至室温,离心收集沉淀,用去离子水、乙醇洗涤,再于50℃烘干得到三维蜂窝状纳米结构MnO2锂离子电池阳极材料。本发明采用水热法制备三维凝聚碳球模板用于制备三维蜂窝状纳米结构MnO2与其它方法相比容易操作,而且成本较低;制得的三维蜂窝状纳米结构MnO2应用于锂离子电池阳极材料时表现出较好的倍率性能和循环稳定性能。
本发明涉及一种锂离子电池极片及其制备方法,锂离子电池。该锂离子电池极片,包括集流体和活性物质层,在垂直于辊压前进方向上,极片两端部分的面密度小于中间部分的面密度。本发明的提供的锂离子电池极片,通过极片两端和中间部分面密度的差异化设计,使极片两端和中间部分在辊压时压实差异减至最小,提升压实密度的一致性,将极片整体的压实密度提升到极限,进而提高电池能量密度与一致性,同时避免因极片两端压实过大导致的褶皱、压坏等现象。
本发明涉及锂电池封装壳体及使用该封装壳体的锂电池和封装工艺,锂电池封装壳体,包括筒体,筒体具有用于供电芯极柱由外至内装入的开口,筒底上设有供电芯极柱穿出的极柱穿孔,封装壳体还包括用于封堵开口的电池盖板,安装时电芯极柱装入筒体并从筒底上的极柱穿孔中穿出,封装过程中只是电池盖板与筒体的开口连接即可实现电芯的封装,该过程中极柱穿孔与电芯极柱之间没有相互碰撞,因此,避免了现有技术中由于电池盖板上的极柱穿孔与电芯正、负极柱之间的碰撞导致电芯正、负极耳的撕裂及极柱穿出孔处损伤等问题,进一步避免了装配后的锂电池易发生短路、低容、漏气或者漏液等问题。
本发明公开了一种固体锂离子电池用石墨类负极,包含有石墨类负极材料、聚氧化乙烯、锂盐、导电剂、水性粘结剂和含表面氧化的金属粉末。本发明的固体锂离子电池用石墨类负极中包含有表面氧化的金属粉末,金属粉末表面的氧化层使得在制备负极时不与水发生反应,保持制浆前后负极的性能一致和稳定,便于控制负极的质量。本发明的包含有表面氧化的金属粉末的固体锂离子电池用石墨类负极中,石墨片层颗粒之间搭建含有金属粉末的通道,改善固体锂离子电池中电解质层与石墨类负极的界面接触,改善锂离子电池的倍率性能,并且可使原本不参与电极反应的石墨颗粒也参与到电极反应中去,提高锂离子电池容量。
本发明公开了一种磷酸铁锂前驱体制备磷酸铁锂的方法和设备,方法包括磷酸铁锂前驱体材料的预处理、预烧结、烧结三个工艺流程步骤,在非氧化氛围环境下,使用一定数量的微波加热器对前驱体材料进行加热处理,通过控制处理温度和处理时间,完成三个工艺流程步骤,最终制备获得磷酸铁锂产品。设备包括进料口、进料换气室、预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉、出料换气室、冷却降温出料机构、出料口、抽真空装置、保护气体输入装置和设备控制电路。本发明优化了磷酸铁锂微波烧结工艺,增加预处理和预烧结工艺步骤,解决了产品品质控制的关键问题。本发明的设备,多单元炉连续微波烧结,提高烧结效率,实现了规模化、产业化生产。
本发明公开了一种锂离子电池正极补锂材料Li5FeO4的制备方法及应用,属于锂离子电池领域。具体的,首先以含锂材料为锂源,含铁材料为铁源,络合剂和溶剂为原料合成稳定的溶胶,溶胶经干燥后获得干凝胶,干凝胶在惰性气氛的保护下,经过烧结得到正极补锂材料Li5FeO4。本发明提出的锂离子电池正极补锂材料Li5FeO4的制备方法,具有成本低、设备、工艺简单,获得的Li5FeO4正极补锂材料颗粒均匀、结构完整、纯度高,用作锂离子电池正极补锂材料充电容量大,放电容量微小,从而补充锂电池首次充放电过程中的Li+的损失。
本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种锂离子电池负极材料钛酸锂锌的制备方法。所述制备方法包括以下步骤:(1)将EDTA溶解于氨水中,得到EDTA四铵盐溶液;(2)将锂源、锌源、钛源加入步骤(1)EDTA四铵盐溶液中,得到糊状混合物,然后湿法球磨;(3)将步骤(2)得到的混合物干燥;(4)将步骤(3)得到的干燥物研磨,然后煅烧;(5)将步骤(4)煅烧产物研磨,即得。本发明锂离子电池负极材料钛酸锂锌的制备方法步骤简单、快速,能耗低,成本低,环境友好,具有较好的应用前景。
本发明公开了一种锂离子电池用块状石墨负极材料、制备方法及锂离子电池,该负极材料包括块状石墨基体,所述块状石墨基体表面包覆有石墨包覆层。本发明的锂离子电池用块状石墨负极材料,块状石墨基体表面存在大量微孔,经包覆后石墨包覆层与块状石墨基体的结合性好,使块状石墨负极材料具有分子间结合力强、振实密度高、可逆比容量高、倍率性能好的优点,采用该块状石墨负极材料制备的负极片反弹、膨胀小,制备的锂离子电池具有良好的电化学性能;该块状石墨负极材料拓展了块状石墨的用途,提升了天然石墨产品附加值,扩大了锂离子电池负极材料来源的发展空间;该负极材料可用作铝壳、软包及圆柱等锂离子电池的负极材料,具有广阔的应用前景。
本发明公开了一种锂离子动力电池用磷酸铁锂材料及其制备方法。该磷酸铁锂材料具有不大于5nm厚的碳包覆层为壳,以氟掺杂的磷酸铁锂为核的核壳结构,其化学式为LiFe(PO4)(3-x)/3Fx/C,其中0< x≤0.1。本发明采用溶胶法成功将氟离子引入磷酸铁锂晶格中,氟的掺杂削弱Li-O键合作用,提高材料的充放电性能。本发明采用溶胶法在氟掺杂磷酸铁锂表面均匀包覆一层纳米级厚度的碳层,形成完整的导电层,并控制磷酸铁锂颗粒的生长,避免磷酸铁锂一级颗粒的团聚,提高材料的利用率。本发明制备方法制备的电极材料具有优异的电化学性能和倍率放电性能,尤其具有很好的高倍率放电性能,工艺简单,原材料和设备成本投入低,便于工业化生产。
本发明公开了一种锂离子电池的富锂锰基正极材料的制备方法,包括制备富锂锰基层状氧化物xLi2MnO3·(1−x)LiMO2,然后进行离子交换、原位沉淀包覆,再经200‑500℃煅烧固体粉末D 2‑15h即得到锂离子电池的富锂锰基正极材料。本发明的方法通过使用过硫酸铵进行离子交换将富锂锰基层状氧化物表层的锂离子交换出来,并在其表面形成微量的尖晶石相,这为电池反应中锂离子的嵌入预留了脱嵌的空位与通道,这些通道与富锂锰基正极材料的内部紧密相通,有效提高了富锂锰基正极材料首次充放电的库伦效率及放电容量;原位沉淀形成的包覆层可抑制与电解液发生副反应,从而提高了电池的循环性能。
本发明涉及一种镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法,锂离子电池。该镍钴锰酸锂正极材料包括单晶镍钴锰酸锂和包覆在单晶镍钴锰酸锂表面的包覆层,所述包覆层由磷酸钒锂和碳材料组成。与现有技术相比,本发明通过在单晶镍钴锰酸锂表面包覆磷酸钒锂与碳组成复合材料,将磷酸钒锂良好的离子传输性能与碳较好的电子传输性能相结合,提高单晶材料的电化学活性,极大程度改善单晶镍钴锰酸锂正极材料的克容量及倍率性能。
本发明公开了一种锂离子电池用低温电解液及低温锂离子电池。该低温电解液由有机溶剂、电解质盐和添加剂组成,电解质盐在低温电解液中的浓度为1.0~1.2mol/L,添加剂在低温电解液中的质量百分比为0.5%~20%,余量为有机溶剂;有机溶剂由以下体积百分比的组分组成:线性羧酸酯类溶剂55%~90%、碳酸酯类溶剂10%~45%;电解质盐为Li2B12F12、LiBF3(C2F5)中的任意一种或组合。本发明的锂离子电池用低温电解液,可显著提高锂离子电池低温下的充放电容量保持率,以及充放电电压平台,大大的拓宽了锂离子电池在低温下的应用。
本申请提供一种锂金属电池负极及其制备方法、锂金属电池和涉电设备。锂金属电池负极,其材料为铝锂合金,所述铝锂合金中铝的质量占所述铝锂合金总质量的0.15%‑5%。锂金属电池负极的制备方法,包括:将所述铝锂合金挤压成型得到铝锂合金带,后处理得到所述锂金属电池负极。锂金属电池,包括所述的锂金属电池负极。涉电设备,包括所述的锂金属电池。本申请提供的锂金属电池负极,通过增加铝金属在铝锂合金中的含量,使得铝金属以立体网状包裹住锂金属,立体网状的铝金属既能起到导电作用,同时又能链接碎片化的锂金属,防止锂带在电池放电末期出现断裂现象。
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