本发明提供一种中间液相方法制备碳复合磷酸钒钠无粘结剂锂离子电池正极,具体步骤是称取钠源、钒源于小烧杯中,添加去离子水,搅拌30min至其完全溶解,将其转移至水热内胆中,添加去离子水至内胆体积的80%,在100~180℃的鼓风烘箱中水热12~48h。称取磷源及有机碳源于烧杯中,加入去离子水,搅拌20min至其完全溶解,之后将自然冷却后的中间相液体缓慢滴加到溶有磷源和有机碳源的烧杯中,搅拌20min至溶液变成橙黄色,加热浓缩至一定体积。之后将碳基体浸泡在液相前驱体中1‑4小时,并在80℃的鼓风烘箱中于24h烘干。将烘干后的碳基体在氮气气氛下350℃预烧2~6h,在650~850℃下煅烧6~12h,自然冷却后得到无粘结剂Na3V2(PO4)3/C电极,以其作为锂离子电池正极显示出较好的电化学性能。
本发明公开了一种锂离子电池预锂量估计方法、装置、设备及存储介质。锂离子电池预锂量估计方法包括:获取预锂锂离子电芯的第一充电曲线,获取锂离子电芯的第二充电曲线;沿坐标轴平移第一充电曲线,直至与第二充电曲线的重合度达到设定重合度;获取第一充电曲线的平移量,根据平移量确定预锂锂离子电池的实际预锂量。利用本发明提出的方法确定平移量,并通过平移量确定实际预锂量时,实际预锂量的估计准确性高,此外,预锂量估计方法的执行时间短、执行效率高。
一种锂离子电池正极浆料及其制备的锂离子电池正极片,所述锂离子电池正极浆料包括:正极活性物质磷酸铁锂,90~97%;导电剂为导电炭黑、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种,1~5%;粘接剂聚偏氟乙烯,1~3%;添加剂聚四氟乙烯树脂添加剂VT‑475,为粘接剂量的5%~30%;集流体为铝箔。本发明锂离子电池正极浆料稳定性好、浆料细度低;所得正极片粘接性好,制备过程及充放电过程中正极片膨胀率小;所得的电池内阻较小,倍率性能及循环寿命显著提高,可释放部分极片冷压过程中产生的应力且反应过程中颗粒之间接触更紧密,降低了电芯内阻及自放电率(压降),提高了电池的循环寿命。
本发明涉及一种具有等级结构的硅酸亚铁锂锂离子电池正极材料及制备方法。该硅酸亚铁锂正极材料是一种单个的晶粒由更微小的相同或相近尺寸的晶粒构成,所述的晶粒具有0-3维的晶形。本发明是采用乙醇、乙二醇或多元醇辅助水热反应在低温条件制备具有等级结构的硅酸亚铁锂,本发明也包括具有等级结构的硅酸亚铁锂与碳复合的高性能锂离子二次电池正极材料。利用本发明制备的材料可具有微米或纳米级别的等级结构,其优点是分散性能好,振实密度密度高,且电解液能够很好地渗入特殊形貌的等级结构中,具有良好的电子导电性和锂离子扩散性能;而且,还具有较高的放电比容量,较好的倍率性能,特别适合于用作锂离子动力电池的正极材料。
本发明公开一种锂电池负极片及其制备方法和相应的锂电池制备方法,其中锂电池负极片包括采用金属箔材或金属网制作的负极集流体、设置于所述负极集流体表面的锂层以及连接在所述负极集流体的负极极耳;负极利用电镀的方式在负极集流体表面镀上金属锂层,与常规锂离子电池相比,大大的节省了电池空间,提高了电池的能量密度,且通过在金属箔或金属网上电镀的方式同时能够薄化负极锂层和增加锂层的抗拉强度,与一次锂电池相比,本发明实现了锂电池的大电流放电,提高了电池的功率密度,且避免了一次锂电池必须在干燥或惰性气氛中制作的难点,降低了电池的制作成本。
本发明属于锂离子电池技术领域,尤其涉及一种新型锂电池隔离膜及含该隔离膜的锂离子电池,包括基膜以及涂覆于所述基膜的至少一面的功能涂层,所述功能涂层包括纳米补锂层和耐热涂层,所述纳米补锂层位于所述基膜与所述耐热涂层之间,靠近电池负极极片侧,且呈网状分布于基膜表面,所述纳米补锂层含正负极成膜添加剂,能够稳定固体电解质界面膜(SEI),所述耐热涂层覆盖于纳米补锂层上,电解液浸润性好。所述的含该隔离膜的锂离子电池为与负极极片、正极极片组成的卷绕式或者叠片式电池,所述电池结构稳定,首次库伦效率高、循环寿命稳定。
本发明属于锂离子电池领域,具体涉及一种锂离子电池安全电解液及其制备方法、应用和锂离子电池。该锂离子电池安全电解液包括电解质、电解质添加剂、溶剂、助溶剂和溶剂添加剂。其制备方法包括:1)在真空或保护气氛的条件下,将溶剂助溶剂、溶剂添加剂和干燥剂混合,搅拌均匀后滤去沉淀或固体;2)在真空或保护气氛的条件下、60~85℃条件下,将干燥至恒重的电解质和电解质添加剂加入到所述混合溶剂中,在真空或保护气氛的条件下搅拌均匀,得到锂离子电池安全电解液。本发明的电解液制作的电池在高达‑50~80℃的较宽的温度范围下能正常工作,锂离子电池充放电效率、大电流放电效果、放电容量明显提高、充放电循环使用寿命显著延长。
本实用新型涉及锂离子电池领域,提供了一种锂电池隔膜,包括第一层、第二层以及第三层,第二层位于所述第一层以及第三层之间,第一层以及第三层均具有若干透气孔,各透气孔均沿隔膜的厚度方向曲折延伸,第二层具有若干指状孔,各指状孔均沿隔膜的厚度方向曲折延伸。本实用新型的一种锂电池隔膜,透气孔提高了隔膜的透气性,指状孔中可以储存大量的电解液,提高了电池的容量。提供了一种锂离子电池,包括壳体、正极、负极以及上述任一所述的锂电池隔膜,锂电池隔膜位于壳体内,且隔开所述正极和负极;锂电池隔膜中填充有可自由穿过各指状孔的电解液。一种锂离子电池,用到上述的锂电池隔膜,电池循环性能更好、循环寿命更长。
本发明公开了一种锂离子电池电极材料及其制备方法,该电极材料为表面包覆纳米铜的磷酸铁锂,通过以下方法制备:按化学配比将磷酸亚铁和磷酸锂的水溶液配混合均匀,再加入稳定剂OP-10水溶液混合搅拌,控制温度使其沉淀,过滤、洗涤、晾干沉淀物。晾干后的前驱体进行高温热处理后即得磷酸铁锂半产品。通过控制工艺条件解决磷酸铁锂粒径难题。硝酸铜溶液混合磷酸铁锂半产品,加入维生素C还原得到铜,在磷酸铁锂颗粒表面均匀地包覆金属铜。本发明操作简单,制得的锂离子电池电极材料锂离子电池正极材料离子传导率和电子传导率高,1C首次比容量达≥162mAh/g,振实密度为≥1.5g/cm3。
本发明提供一种高温稳定的相变型氟硫酸铁锂电池材料的制备方法及电极片与锂离子电池的使用方法。该电池材料的制备包括如下步骤:1)按FeSO4计量比称取下述二种之一:①铁源和硫源,②铁硫源,研磨混合,在380~400℃惰性气体中煅烧1~2小时,得到FeSO4纯相粉末;2)LiFeSO4F粉末的制备:按LiFeSO4F计量比称取步骤1)所制的硫酸亚铁粉末和氟化锂粉末,研磨,得到Li‑Fe‑S‑O‑F前驱体粉末,其中氟化锂粉末的摩尔量是硫酸亚铁的摩尔量的1~1.05倍;3)将步骤2)得到的混合粉末再在450~500℃惰性气体中煅烧0.75~2.25小时,得到LiFeSO4F纯相粉末。本发明制备的电池材料在充放电过程中发生由Triplite结构LiFeSO4F转变成Tavorite结构LiFeSO4F1‑x(OH)x的相变,形成明显的~3.2V电压平台,在20~60℃充放电循环稳定性好。
本发明涉及富锂锰酸锂固溶体正极材料的制备方法。该方法是采用草酸盐共沉淀-高温固相法,在草酸或草酸盐水溶液中,加入镍盐、钴盐、锰盐的混合水溶液,搅拌反应生成草酸镍钴锰共沉淀;再经固液分离、洗涤、烘干得到草酸镍钴锰前驱体;将前驱体与锂盐混合研磨、烘干,在空气气氛中高温焙烧,制得富锂锰酸锂固溶体正极材料。调节前驱体制备时加入的镍盐、钴盐、锰盐的配比,可灵活调整富锂锰酸锂固溶体正极材料的组成。本制备方法适于富锂锰酸锂固溶体正极材料的规模、经济、稳定、可靠生产,具有明显的优势,很有实用价值。
本发明提供了一种负极补锂锂带及其制备方法和应用。所述负极补锂锂带的厚度为3~10μm,所述负极补锂锂带的表面设有至少一个区域。本发明通过在负极补锂锂带中设置区域,区域形成了纵横交错的的热扩散和电解液的浸润网络,且解决了锂带覆盖负极极片后出现的极片浸润性差或慢而导致的产气问题,提升了金属锂在负极中的溶解效率,有效地提升负极的补锂效果。同时,在相同补锂量下能使锂带厚度增加,提升了锂带‑极片覆合效率,另外还提升电池补锂精度。
本发明属于锂离子电池回收、锂离子电池正极材料合成领域,公开了一种用废旧锂离子电池合成高性能锂离子电池正极材料的方法,包括以下步骤:(1)处理得到废旧锂离子电池正极材料;(2)对各金属元素的含量进行检测;(3)根据预先设定的目标锂离子电池正极材料基体的组成,添加其他原料以补充元素;(4)将组分调控后的材料,浸泡在表面处理剂中,经过充分搅拌,然后加热蒸发、接着煅烧,从而得到同时实现组分调控及表面处理的锂离子电池正极材料产物。本发明通过对方法的整体流程工艺设计改进,基于组分调控及表面处理实现退役电池正极材料的再回收,简化了工艺流程、避免二次污染,合成的材料具有比退役前原始材料更优异的电化学性能。
本发明涉及四氟草酸磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的制备方法。包括,制备滴定液,将六氟磷酸锂溶于有机溶剂中,溶解,向该溶液中加入三甲基氯硅烷,制备底液,取草酸溶于有机溶剂中,用同样的方法配置有机碱溶液,将有机碱加入到草酸溶液中,搅拌。将配置好的滴定液缓慢的滴入反应底液中,当六氟磷酸锂与草酸的摩尔比为1:1.8~1:2.5,反应温度15~40℃时,反应生成四氟磷酸锂;当六氟磷酸锂与草酸的物质的量之比为1:1.8~1:2.5,反应温度15~40℃时,反应生成二氟双草酸磷酸锂;反应结束后,调节反应体系温度继续搅拌一段时间,过滤,重结晶,即得到所需产物。本方法反应条件温和,易于控制,溶剂可以重复使用,节省了成本,进一步的提高了产率。
本发明属于锂离子电池正极材料综合利用技术领域,具体涉及一种锂离子电池正极材料的全干法提纯方法及提纯得到的锂离子电池正极材料。该方法包括如下步骤:1)将锂电池正极回收材料的碎料低温加热至粘接剂失效,得到集流体和锂电池正极待提纯材料分离开来的混合料;2)对集流体和锂电池正极待提纯材料分离开来的混合料进行震动筛分,得到分离掉集流体的锂电池正极待提纯材料;3)将分离掉集流体的锂电池正极待提纯材料进行烧结,得到锂电池正极提纯材料。本发明实现了锂离子电池正极材料的全干法提纯,提纯得到的锂电池正极提纯材料纯度高。
本实用新型提供了一种纽扣锂电池卷芯,包括卷芯、正极耳和负极耳,所述卷芯为由隔膜绕卷后经热压形成的扁平的四方形,所述正极耳和所述负极耳插接于所述卷芯的两端且二者间隔至少一层隔膜;本实用新型还提供了一种纽扣锂电池,包括负极盖、正极壳、负极盖外缘与正极壳上收口之间设置绝缘密封环,正极壳内填充电解液,所述正极壳内通过固定组件固定设置所述纽扣锂电池卷芯,负极耳与负极盖焊接;本实用新型通过改进纽扣锂电池的卷芯结构和成型方式,使得传统纽扣电池能够多次充电重复使用,实现了纽扣电池的二次充电使用,避免了一次电池频繁丢弃造成的环境污染。
本发明涉及一种锂离子导体包覆钴酸锂正极材料的制备方法,所述方法简单易操作,成本低,耗时短,所述方法在正极材料中掺杂Nb离子,对正极材料晶格中的Co离子位点进行同晶取代,改变晶格参数,电化学性能优良;本发明将无机快锂离子导体前驱体溶液与锂离子电池正极材料在一定温度下混合均匀后,得到表面包覆快锂离子导体胶体的锂离子电池正极材料,将所述表面包覆快锂离子导体胶体的锂离子电池正极材料经热处理后,在正极颗粒表面形成一层均匀的包覆层,可以提升电极材料内部锂离子的传输活性,改善电解质与正极间的界面,提升电池的性能。 1
本发明公开了一种锂离子导体包覆含磷酸锆钛硫锂正极材料的制备方法,本发明将无机快锂离子导体前驱体溶液与锂离子电池正极材料在一定温度下混合均匀后,得到表面包覆快锂离子导体胶体的锂离子电池正极材料,将所述表面包覆快锂离子导体胶体的锂离子电池正极材料经热处理后,在正极颗粒表面形成一层均匀的包覆层,可以提升电极材料内部锂离子的传输活性,改善电解质与正极间的界面,提升电池的性能;本发明的正极在充放电电位方面互相兼容,且都具有过充放功能,以该复合正极材料为正极,有助于循环性能的提高。
本发明涉及废弃磷酸铁锂正极材料回收利用技术领域,公开了一种利用废弃磷酸铁锂极片制备磷酸铁锂正极材料的方法。该方法包括:(1)将废弃磷酸铁锂极片进行前处理,置于匣钵中;(2)将装有废弃磷酸铁锂极片的匣钵置于烧结炉中,在惰性气体气氛下进行第一次烧结,第一次烧结温度为200‑700℃,第一次烧结时间为1‑6小时;(3)将磷酸铁锂极片取出,过筛分离磷酸铁锂正极材料与箔材;(4)将磷酸铁锂正极材料粉碎,然后置于匣钵中,在惰性气体气氛下进行第二次烧结,第二次烧结温度为400‑900℃,第二次烧结时间为4‑12小时;(5)将磷酸铁锂正极材料粉碎,得到成品。该方法流程简单、原材料种类少、生产成本低、节能环保。
本发明涉及新能源材料资源化利用与环境保护技术领域,公开了一种回收磷酸铁锂材料制备磷酸亚铁和磷酸锂的方法。该方法包括:(1)将废旧磷酸铁锂正极片破碎,震荡过筛后得到磷酸铁锂原料;(2)将磷酸铁锂原料于酸性溶液中溶解,过滤后收集滤液;向滤液中加入铁源溶液,将Fe/P比调节至1.45~1.5;加入碱性溶液将pH值调节至1.5~6.5,反应后多次过滤洗涤,得到滤液和滤饼;将滤饼多次洗涤烘干,得到磷酸亚铁;将滤液加热至75~85℃,加入磷源溶液将滤液中的Li/P比调节至3~3.2,再加入碱性溶液将pH值调节至10~13,反应后过滤洗涤,得到磷酸锂。该方法能有效回收铁、磷和锂元素,铁、磷和锂的回收率较高。
本发明属于锂离子电池用负极材料技术领域,具体涉及一种锂离子电池用ZnFe2O4多孔纳米管负极材料及其静电纺丝制备方法。该方法以Zn2+盐、Fe3+盐、高分子量聚乙烯吡咯烷酮和有机溶剂组成的均匀溶液为纺丝液,采用简单的静电纺丝法制备Zn2+盐/Fe3+盐/PVP复合纤维膜,然后,通过简单的空气气氛煅烧工艺直接制备锂离子电池用ZnFe2O4多孔纳米管负极材料。该工艺简单、成本低,制备的材料具有较好的一维多孔纳米管结构,使得材料具有较大的比表面积,独特的多孔中空结构及交联网络状结构,有效地促进离子/电子的转移和电解液的渗透,缩短锂离子在材料中的扩散路径,有利于锂离子的嵌入和脱嵌,具有较高的初始放电容量。
本发明公开了一种金属锂二次电池负极用非锂基底ASEI及其制备方法,ASEI厚度适中,为双层结构,外层主要是有机成分,内层则含有更多的无机组分,且自身阻抗小、具有极好的循环稳定性和高Li+离子传导性,能显著改善金属锂沉积物的形态,可使锂沉积物均匀、紧凑、致密,有效抑制锂枝晶的生长。本发明通过电化学还原法用锂盐电解质在非锂基底上可控形成了ASEI,使得ASEI的组成、成分分布得到优化,该方法简单、易于调控,可实现大规模生产应用。本发明通过在非锂基底ASEI表面沉积金属锂的方法,可制备具有优异电化学性能的金属锂负极,运用到二次电池中,可以提高电池的安全性能和循环性能。
本发明属于无锂负极全电池相关技术领域,其公开了一种无锂负极‑锂二次电池及其制备方法,所述电池采用改性电解液,所述改性电解液内添加有微量物质,所述微量物质能够产生穿梭效应,该微量物质在该电池的正负极之间来回穿梭并发生电化学及化学反应来消除锂枝晶以及活化死锂;所述微量物质及其中间产物能溶解于所述电解液中,并能在电池工作电压区间分别与负极及正极发生还原反应及氧化反应,最终回到初始状态。本发明能有效消除锂枝晶与活化死锂,减小界面阻抗,很大程度上避免了活性物质锂的损失,因此能有效提升无锂负极‑锂二次电池的综合性能。
本实用新型提供了一种退役锂电池负极锂元素的回收系统,包括沿物料的流动方向顺次设置的用于对失效负极粉体进行煅烧的辊道炉、第一反应罐、第一离心甩干机、第二反应罐、第二离心甩干机以及烘箱;所述回收系统还包括为所述辊道炉提供保护气的制氮系统、为所述第一反应罐提供液态二氧化碳的液态二氧化碳储罐和提供浸锂母液的母液罐以及用于回送二氧化碳的第一回送系统、第二回送系统。该回收系统,通过二氧化碳气体回送系统、浸锂母液循环系统,基本实现了提锂工艺零辅材消耗,节约了大量成本;在实现高纯度的粉体回收的同时,避免了酸碱等环境污染,提高资源的回收利用率,具有工业价值。
本发明涉及废旧锂电池回收技术领域,公开了一种废旧锂电池回收锂元素的方法,包括以下步骤:将废旧锂电池放入氯化盐溶液中浸泡,使放电完全,同时使废旧锂电池的内容物溶出,得到浸泡液和电池外壳;对所述浸泡液进行除杂;往除杂后的浸泡液加入碳酸盐,生成碳酸锂沉淀。该回收方法具有提取内容物设备结构简单、设备成本低、占地面积小、节能降耗、操作简单、条件温和、安全性高、废液循环利用、环保性高、回收率高且产物纯度高的特点。
本发明涉及一种从磷酸铁锂正极材料中回收锂和磷酸亚铁的方法,包括:将磷酸铁锂正极材料采用酸溶液,在40‑100℃溶解;在滤液一中加入硫酸亚铁,持续通二氧化碳并使滤液一的温度为40‑100℃,加入碱性镁化合物调节溶液的pH为3‑5,得到磷酸亚铁水合物和滤液二,滤液一上方二氧化碳的压力为0.01‑1Mpa;向滤液二中继续加入碱性镁化合物,直至溶液pH值大于6,固液分离得到滤渣三和滤液三,滤渣代步骤二或者步骤三;向滤液三中加入镁沉淀剂使镁离子充分沉淀,固液分离得到滤渣四和净化锂液,滤渣四用于步骤二中或者用于步骤三中,净化锂液用于制备锂产品。本发明以碱性镁化合物为沉淀剂,易过滤、洗涤的片状磷酸亚铁盐为产品,整个过程水消耗少且得到的产品纯度高。
本发明涉及锂离子电池正极材料制备技术领域,公开了一种高压实磷酸铁锂材料的制备方法以及由该方法制备的磷酸铁锂材料。该方法包括以下步骤:(1)将铁源、锂源、磷源、碳源和添加剂加入分散剂中,保持锂元素与铁元素的摩尔比为1‑1.1:1,于研磨机中研磨,得到第一浆料;(2)向第一浆料中再次加入铁源、锂源、磷源、碳源和添加剂,保持步骤(2)与步骤(1)中加入的铁源、锂源、磷源、碳源和添加剂的质量比均为0.05‑2:1,研磨,得到第二浆料;(3)对第二浆料进行喷雾干燥,得到磷酸铁锂前驱体;(4)在惰性气氛下对磷酸铁锂前驱体烧结,粉碎后得到磷酸铁锂材料。本发明制得的磷酸铁锂材料具备较高的压实密度和充放电性能。
本发明公开了一种锂离子正极及材料再利用的方法,所述方法拆解放电态的锂离子电池得到正极极片或者在拆解后将正极极片上的活性物质分离下来、使用锂化试剂喷涂到正极极片或对正极极片或活性物质用以上溶液进行浸泡从而进行锂补充。经过处理的正极极片或正极活性物质可再次应用于锂离子电池中。本方法通过简单的化学方法实现了对废旧锂离子电池正极活性物质进行补锂,能够使废旧锂离子电池正极材料电化学性恢复到初始材料的水平。该方法相对于常见的废旧锂离子电池回收工艺而言,不涉及使用强酸溶液溶解活性物质再提取有效组分等工序,且工艺简单、效率高,有效解决锂离子电池中正极材料回收时工艺复杂、产废多、流程较久等问题。
一种锂离子电池正极补锂材料Li5FeO4制备方法及应用,属于锂离子电池领域。本发明锂源材料和铁源材料按照锂原子与铁原子摩尔比为4‑10:1的比例混合均匀,在150‑500℃温度下低温预处理0.5‑20h后研磨均匀后,再以0.5‑20℃/min升温速率升至500‑1000℃高温,在此高温下烧结10‑40h,自然冷却至室温,得到Li5FeO4正极补锂材料;在正极制浆过程中,将正极补锂材料Li5FeO4与正极主材、导电剂、粘结剂和溶剂混合均匀,经涂布、碾压、装配、注液、化成、分容工序制成锂离子电池。锂离子电池通过补锂后,可提高其首次效率及电池容量,改善循环性能,增加电池能量密度,该方法工艺简单,成本低,无危险、易于工业化生产。
本发明涉及一种含锂离子传导多孔无机氧化物的锂电池隔膜及其制备方法。所述的锂电池隔膜表面涂覆有涂层,该涂层包含粘结剂、稳定剂和可传导锂离子的多孔无机氧化物,该多孔无机氧化物由可传导锂离子的聚合物与无机氧化物前驱体复合后晶化而成;所述制备方法的特点在于利用锂离子传导聚合物与无机氧化物前驱体在表面活性剂作用下形成先复合,然后在水热条件下晶化,形成可传导锂离子的多孔无机氧化物,然后与粘结剂、稳定剂、烷基链紫外交联剂混合制备浆料、最后涂布于锂离子电池隔膜表面、紫外照射并干燥。本发明的有益效果为,锂电池隔膜上的涂层可以提高隔膜的热尺寸稳定性和热安全性,且该隔膜涂层比传统涂层具有更高的传导锂离子的能力。
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