本发明提供了一种多孔含氮碳丝内嵌入合金化机制储锂颗粒负极复合材料以及包含该材料的锂离子二次电池,该复合材料包括合金化机制储锂颗粒主体与多孔含氮碳丝,所述合金化机制储锂颗粒均匀的分散并嵌入、固定在多孔含氮碳丝内部。本发明中多孔含氮碳丝可以全面包覆住合金化机制储锂颗粒主体,多孔含氮碳丝可以交织在一起形成三维导电网络,多孔含氮碳丝上的孔洞可以方便锂离子快速传输,而多孔含氮碳丝上的氮功能区域可以快速储锂提供额外容量。
本发明公开了一种Ni离子改性锂离子电池正极磷酸钒锂/碳材料的制备方法,该方法包括:以锂源、钒源、磷源、碳源为主要合成原料,少量Ni掺杂,制备出材料的化学式为Li3V2-2/3xNix(PO4)3/C,并按照锂、钒、Ni、磷酸的摩尔比3∶2-2/3x∶x∶3(x=0~0.12)的比例进行混合,同时加入适量的碳源及去离子水,水浴加热,持续搅拌,形成蓝色凝胶。真空干燥后,研磨,在马弗炉中预热,取出继续研磨。后在充满惰性气体的管式炉中高温煅烧,得到Ni掺杂磷酸钒锂/碳复合材料。本方法采用溶胶凝胶法,以液态混溶的形式制备的Ni掺杂磷酸钒锂/碳稳定性好,溶解均匀,颗粒粒径小。该方法制备的复合材料充放电性能优良,循环性能良好,同时具有较高的实际容量。
本发明涉及锂离子二次电池制造过程中产生的边角料及残片中正极活性材料的回收再利用。将锂离子二次电池正极边角料及残片采用机械方法破碎后,在水中或特定的有机溶剂中,于一定温度的下利用超声波震荡或机械搅拌等方法将附着在铝箔基体上的正极活性物质、添加剂(导电剂)、黏结剂与基片脱离,再将正极活性物质分离出来,经洗涤、干燥、高温处理后得到可直接使用的性能优良的正极材料。本发明解决了电池生产厂家在制造锂离子二次电池过程中产生的边角料残片的处理问题,使正极活性物质得到重新利用,这对于降低电池成本,防止环境污染都具有十分重要的意义。
本发明涉及一种在稀硫酸溶液中电解还原浸取废旧三元锂离子电池正极材料中的金属元素,同时电解氧化回收二氧化锰制备锰系锂离子筛的方法,选用钛蓝阴极,钛蓝用涤纶滤布袋包覆,内部装填从废旧三元锂离子电池中分离出的钴镍锰酸锂正极材料;选用钛板阳极,电解液温度90‑100℃,阳极电流密度40‑80A/m2。本发明中将三元锂离子电池正极材料的电解还原浸取和电解氧化二氧化锰回收联合应用,使电流效率成倍提高,提高了工艺的技术经济性。本发明中将锰系锂离子筛中不稳定的三价锰电解氧化转化为四价锰,使其在稀酸溶液中不发生锰溶损,大幅延长了锰系锂离子筛的循环使用寿命。
本发明提供了一种两步锂化制备富锂锰基材料的方法,其步骤是:(1)将低熔点锂盐与二氧化锰按摩尔比Li:Mn=(0.1~0.3):1混合、烧结,降至室温后取出,得到一步锂化的产物LiXMnO2;(2)将一步锂化的产物LiXMnO2与高熔点锂盐、铝盐、钛盐按混合物中元素摩尔比Li:Mn:Al:Ti=1.2:0.65:0.05:0.1混合,烧结,降至室温后取出,得到二步锂化的产物,即富锂锰基材料Li1.2Mn0.65Al0.05Ti0.1O2。本发明制备的富锂锰基材料放电平均电压高,循环性能好,并且本发明原材料成本低,烧结过程中不产生有毒气体,生产过程简单,生产成本低,适合工业化生产。
本发明提供一种采用磷酸铁锂微量混掺三元正极材料正极片及其制备方法、动力锂离子电池,采用磷酸铁锂微量混掺三元正极材料正极片包括正极材料及集流体,所述正极材料包括正极活性材料、正极导电剂、正极粘结剂,所述三元正极材料和磷酸铁锂与正极导电剂、正极粘结剂和正极溶剂均匀分散搅拌混合形成正极浆料,其中磷酸铁锂占整个正极活性材料的质量比为0.1%‑15%。还提供了一种上述正极片的制备方法和采用所述正极片的动力锂离子电池。本发明中在电池进行滥用测试而局部短路时,热稳定性提高,正极片中微量混掺磷酸铁锂后,极片的电导率显著提升,正极极片电阻迅速减小,短路过程中极片产热急剧减少,因而显著提升了电池的安全性能。
一种锂离子电池浆料的制备方法,包括如下步骤:步骤一、使用粘接剂制备浓度为3%~7%的胶液;步骤二、将活性物质和导电剂在三臂行星搅拌机中,在低速下均匀混合形成粉体;步骤三、在步骤二中的粉体中加入溶剂的总量的1%~15%,在低速下均匀混合形成湿粉体,其中,溶剂的总量与所述粉体的质量比为55∶4~50∶50;步骤四、在步骤三中的湿粉体中加入胶液的20%~50%和剩余的溶剂,在高速下均匀混合;及步骤五、加入剩余的胶液,先在低速下均匀搅拌5~10分钟,然后在高速下搅拌2~5小时,形成锂离子电池浆料。本发明还提供由上述制备方法制成的锂离子电池浆料、电池极片,及锂离子电池。
本发明公开了一种Ce1?xZrxO2纳米固溶体均质修饰锂离子电池正极材料及其制备方法,属于锂离子电池材料制造工艺技术领域,在LiNixCoyM(1?x?y)O2材料制备过程中,通过均相沉淀法包覆一层纳米级金属氧化物,该氧化物为:Ce1?xZrxO2纳米固溶体,包覆后,将上述包覆物烘干后,以1℃?5℃/min升温速度升温至200℃?1000℃的,恒温2h?20h然后自然降温,得到Ce1?xZrxO2纳米固溶体均质修饰的LiNixCoyM(1?x?y)O2材料。制备的LiNixCoyM(1?x?y)O2材料具有更优异的高温循环性能和电化学界面稳定性能,本发明的修饰方法比传统固相法更加均匀可靠。
本发明公开了一种锂离子电池负极材料的预锂化方法,通过在金属锂表面包覆或包裹上锂离子阻隔层和/或对连接导体进行电阻值控制的方法,限制预锂化的电流大小,调节金属锂与负极材料之间的原电池反应速度,并以此来调控负极材料的嵌锂速度及表面SEI膜形成速度,从而在提高负极材料的首次库伦效率的基础上,改善负极材料的循环性能;并且本发明所采用的工艺简单、易于操作,适合于商业化锂离子电池负极材料的预锂化,补充因不可逆反应消耗的锂,从而提高电池的首次库伦效率、容量,并且改善其循环性能。
本发明涉及锂离子二次电池正极材料氟化磷酸 钒锂的制备方法。采用低温固相反应,过氧化氢水溶液与五氧 化二钒混合反应得到五氧化二钒水凝,以五氧化二钒水凝胶、 磷酸二氢铵、氟化锂和乙炔黑为原料一步合成了锂离子电池正 极材料LiVPO4F的前驱体。将前 驱体在惰性气体的保护下,焙烧,使 V5+完全还原成 V3+并且同时生成产物 LiVPO4F。本发明可以降低两步 高温固相反应合成LiVPO4F所 需的繁琐的操作,而且可以降低反应温度及时间,降低生产的 成本。LiVPO4F具有良好的电化 学性能,有望成为新一代的锂离子电池正极材料。
本发明涉及一种三维碳包覆纳米磷酸铁锂锂离子电池正极材料的制备方法,包括:1)将可溶性钠盐或钾盐或镁盐溶于去离子水中,得到溶液A;2)将锂源、铁源、磷源按照一定比例加入到溶液A中并搅拌均匀,得到溶液B;3)向溶液B中加入碳源并搅拌均匀,得到反应溶液C;4)将溶液C在保护性气氛和一定温度条件下,进行喷雾干燥得到前驱体粉末;5)将前驱体粉末在保护性气氛下热处理并保温一定时间得到黑色粉末;6)将黑色粉末用去离子水反复洗涤数次并过滤烘干得到三维碳包覆纳米磷酸铁锂锂离子电池正极材料。
本发明涉及一种碳包覆磷酸钴锂‑磷酸铁锂复合正极材料及其制备方法及应用。首先,将锂源、钴源、铁源和磷源混合、研磨、加入溶剂调制形成流变相并且一定温度下保温、烘干、煅烧得到aLiCoPO4‑bLi3Fe2PO4前驱体;然后将得到的前驱体在保护性气氛下煅烧到合成的新材料;最后将碳源、无水乙醇和合成的新材料混合均匀、研磨和烘干,在保护性气氛下热处理得到所述的锂离子电池复合正极材料,即aLiCoPO4‑bLi3Fe2(PO4)3/C,其中0.1≤a/b(或b/a≤1),并且C包覆于复合材料aLiCoPO4‑bLi3Fe2(PO4)3表面。所述的正极材料粒径分布均匀、碳分布均匀、结晶度良好,放电比容量高。本发明合成方法简单、重现性好,制备的高性能正极材料适用于锂离子动力电池应用领域。
本发明涉及一种锂离子电池用磷酸锰铁锂/炭复合正极材料及合成方法。该复合正极材料由炭包覆磷酸锰铁锂构成,其中,炭的质量含量为4.7%~7.8%,其制备过程包括:分别合成出含结晶水的磷酸锰微小晶体、无水磷酸铁粉末和两亲性改质沥青;再利用合成的磷酸锰、磷酸铁、改质沥青与锂源等均匀混合,经高温固相反应合成出磷酸锰铁锂/炭复合材料。本发明过程易于控制锰铁比例,以两亲性改质沥青作为炭前驱体,形成包裹磷酸锰铁锂晶体颗粒的三维导电炭网络。本方法合成出的磷酸锰铁锂/炭复合正极材料具有良好的电化学性能,其中磷酸锰铁锂固溶体在充放电过程中不存在两相界面,具有很好稳定性。
本发明提供了一种具有补锂效果的复合隔膜,包括基膜、分别位于基膜上表面和下表面的第一陶瓷涂层和第二陶瓷涂层、以及位于所述第一陶瓷涂层上表面的补锂凝胶涂层和位于所述第二陶瓷涂层下表面的凝胶涂层。本发明的隔膜中的陶瓷涂层提高隔膜的耐温性能,改善隔膜的热收缩性,避免隔膜高温下出现热收缩导致隔膜发生变形而使正负极直接接触从而引发短路产生爆炸,补锂凝胶涂层可以实现对硅碳负极极片的均匀精准补锂,防止硅碳负极发生过度锂化出现析锂,补锂结束后,凝胶涂层与极片在热压整形的作用下具有更高的粘结力,同时残留在补锂涂层中的锂离子良导体粉体具有良好的离子电导率,促进锂离子的传导。
本发明公开了一种新型锂离子聚合物电池切边尺寸测量装置,包括测量平台(10),所述测量平台(10)的顶部纵向平行间隔放置有多个顶板结构组件(1);任意两个相邻的顶板结构组件(1)之间放置有需要进行切边尺寸测量的电池主体(2),所述电池主体(2)的左右两侧壁分别具有一个切边(20);所述顶板结构组件(1)的左右两侧分别固定设置一个压板(17),每个所述压板(17)的外侧等间隔开有多个观测孔(18),所述压板(17)的上方设置有视频测量仪。本发明可以快速、可靠地对锂离子聚合物电池的切边尺寸进行准确的测量,工作效率和准确性高,能够减低电池的整体生产成本,保证电池的外观和安全性。
本发明公开了属于能源新材料技术领域的一种锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂LiNixCoyMn1-x-yO2的制备方法。该制备方法包括以下步骤:1.将锂源化合物、镍源化合物、钴源化合物、锰源化合物溶于去离子水中,加入络合剂聚丙烯酸(PAA)加热搅拌得到透明红色的溶胶;2.加热浓缩,蒸掉多余水分得到红色湿凝胶,然后在烘箱中干燥得到干凝胶;3.将研磨后的干凝胶置于马弗炉中焙烧热处理,即得镍钴锰酸锂LiNixCoyMn1-x-yO2粉体。本发明的方法具有工艺简单、环境友好、能耗低、效率高等优点。
本发明公开了一种锂离子电池正极材料磷酸锰锂的制备方法,以金属锰粉、磷酸锰、磷酸锂、导电前驱体按比例混合均匀,将上述混合物放入填充氩气或者氮气气氛下的球磨容器中,球磨8-12小时,球磨产物置于高温炉中,在氩气或者氮气气氛中,以5-20℃/min加热速率升温,于500-700℃恒温煅烧6-10小时,然后随炉温降温冷却至室温,制得磷酸锰锂粉末。工艺简单易行,清洁无污染,获得的磷酸锰锂材料比容量高,循环性能优良,适合工业化生产。
本实用新型属于锂原电池领域,特别是锂原电池负极片领域。一种锂原电池金属锂负极片,包括锂箔,其特征在于,还包括集流网和焊接在集流网一侧的极耳,锂箔对折中间夹集流网并紧密压合在一起。与现有技术相比,本实用新型的有益效果是,原来用0.9MM厚的锂电极(无集流网)制成的卷式锂电池放电至反极时,产生反极爆炸的概率达60%以上;采用本实用新型的结构,0.5MM锂片对折中间夹集流网后制备的金属锂负极电池,反极爆炸的概率达到0的水平。
本发明公开了一种锂离子导体包覆富锂锰基正极材料的制备方法,它是将碳酸盐前驱体和碳酸锂按1:1.02~1.5的摩尔比分散在无水乙醇中,搅拌混合均匀、干燥后得到粉末,将得到的粉末置于马弗炉中,经历两次保温得到富锂锰基正极材料;将硝酸氧锆和硝酸锂溶解在40~80mL的无水乙醇中,加入尿素后搅拌至完全溶解,再加入富锂锰基正极材料,继续搅拌至均匀,将得到的混合溶液密封在聚四氟乙烯中并于烘箱内加热120~150℃,保持15~20小时,降至室温后真空抽滤、洗涤,再80℃干燥12小时,收集材料粉末放入马弗炉中,加热至500℃,保温3~6小时,随炉冷却降至室温,得到锆酸锂包覆富锂锰正极材料。
本发明涉及一种球形层状氧化镍钴锰锂锂离子电池正极材料,包括LiZNixCoyMn1-X-YO2,其特点是:所述LiZNixCoyMn1-X-YO2为致密小颗粒球形和致密大颗粒球形的两种LiZNixCoyMn1-X-YO2复配而成。本发明由于将两种不同粒度分布和振实密度的LiZNixCoyMn1-X-YO2经过复配,优化了材料粒度分布,大小颗粒间配合紧密,解决了三元材料单独使用时压实密度和能量密度偏低问题,质量密度达600mAh/cm3以上;比表面积小于0.25m2/g,在保持材料电化学活性的前提下提高了材料的安全性能和循环性能,且工艺简单,成本低廉,非常适合产业化操作,具有广阔的开发前景。
本发明公开了一种钛系锂离子筛无机复合吸附提锂材料及其制备方法。该方法是将钛系锂离子筛或其前驱体与调节剂、固化剂和树脂单体混合,在一定温度下高分子单体发生聚合反应并逐渐固化。在该过程中,通过挤压或喷雾干燥制备成特定形状颗粒材料。然后在无氧条件下进行高温焙烧,经酸处理后获得碳支撑的钛系锂离子筛无机/无机复合提锂材料。本发明制备的无机复合材料,不仅解决了钛系锂离子筛粉体材料的应用问题,同时也解决了常规直接以高分子材料为粘结剂所制备有机/无机复合材料的吸附速率和容量双下降问题。此外,由于本发明所制备的材料具有稳定性好、耐酸碱和耐高温等特性,且制备工艺简单,从而有利于材料的规模化制备和在吸附提锂中的应用。
锂/聚吡咯二次扣式电池及其制备方法,属于用聚吡咯/二氧化硅或炭黑纳米复合材料的锂/聚合物二次扣式电池及其制备技术。本发明为了提高二次电池性能,满足社会的需求,提供一种新型二次扣式电池。它主要由涂覆含聚吡咯/二氧化硅或炭黑纳米复合材料的正极涂覆材料的正极片、负极锂片,三层微孔复合膜和电解质构成的二次扣式电池。其组装是在氩气手套箱中,将锂片放在负极壳内,铺放隔膜,滴入电解液;再将已制好的正极片置于隔膜上,压上垫片,放上弹簧片,扣上正极壳,在压机上将电池封口成型,制成扣式电池。该电池放电容量、库仑效率和循环寿命较高,且静置稳定性较好。本发明工艺简单、易于工业化生产,为锂/聚合物二次电池增加了新品种。
本实用新型公开了一种电池锂膜加工用切锂装置,包括可升降支架、三相驱动电机、锂膜导辊和主动滚刀胶轮,所述可升降支架上方安装有装置气缸,所述三相驱动电机上方设置有切刀轴,所述切刀轴上方安装有导辊驱动轴,所述导辊驱动轴上方安装有驱动轴轴承,所述驱动轴轴承上方连接有所述锂膜导辊,所述锂膜导辊下方安装有步进带动器,所述步进带动器下方安装有切割刀固定架,所述可升降支架外侧设置有液晶操作面板,所述切割刀固定架下方安装有所述主动滚刀胶轮,所述主动滚刀胶轮上方安装有主动滚刀。有益效果在于:采用滚切方式对锂膜进行加工,确保其不会在切割过程中损坏,同时采用自动化切割,节约了大量的人力资源。
本发明涉及一种锂离子电池电解液锂离子迁移数的测试方法,根据测试需求配制待测锂离子电池电解液;在手套箱内组装电解池,将待测锂离子电池电解液注入电解池中;对锂离子电池电解液进行固化处理;采用恒电位计时电流法和电化学阻抗的测试方法,测试电解池的计时电流曲线和电化学阻抗谱图,并获取相关参数。电解池包括工作电极结构件、对电极结构件和绝缘垫片,所述工作电极结构件通过绝缘垫片与对电极结构件螺纹连接后构成整体锂离子迁移数测试的电解池,有益效果:本发明可以对包括凝胶电解液和半固态电解液等进行锂离子迁移数的测试。锂离子电池电解液锂离子迁移数测试方法的测试对象覆盖范围广,测试方法简单,易于应用推广。
本发明提供了一种补锂负极极片,包括多孔集流体、分别位于多孔集流体上表面和下表面的补锂涂层、以及位于补锂涂层表面的活性物质层,其中,补锂涂层还填充到多孔集流体的通孔中,补锂涂层包括以下质量百分含量的组分:金属锂粉90%‑98%、电子良导体和锂离子良导体的混合物1%‑5%和粘结剂1%‑5%。本发明可以实现硅碳负极均匀且精准补锂,提高电池首次充放电效率和能量密度,同时改善硅碳负极极片的导电性。
一种新型锂离子电池注液机构,由导孔、注液管、弹簧和密封垫组成;导孔设置在锂离子电池的电池壳内,内注液腔与锂离子电池内部的电池芯相通,外注液腔与外界相通;注液管置于导孔内,注液管与导孔之间装有压缩弹簧;注液管的一端为注液口,另一端由内档环封堵,注液管上设有外档环和内排液口;外密封垫和内密封垫分别与导孔内的两个密封座在注液时或注液完成后形成密封。本发明的优点是:结构简单,操作方便,避免了在电池壳或者电池盖上保留小孔来完成注液的方式,减少了后续密封工序;可以在完成注液后随时给锂离子电池补充电解液、排气或充入气体添加剂,对确保电池性能、降低生产成本和提高生产效率具有重要意义。
本发明公开了一种纳米球形锂电池正极材料磷酸铁锂液相法合成的方法,步骤:取亚铁盐和磷酸化合物分别用蒸馏水溶解,混合、加入助剂、滴入H2O2水溶液,调pH,有颗粒生成,过滤,得滤液1和颗粒1,颗粒1水洗,干燥,得到FePO4·2H2O;取FePO4·2H2O和锂化合物加入溶剂,搅拌均匀,加入还原剂,反应,静置,过滤,得滤液2和颗粒2,颗粒2用乙醇洗涤,干燥,氩气氛中煅烧得到LiFePO4。本发明原料来源广、还原剂用维C和一水合葡萄糖,成本低,还原效果好;反应条件和实验设备要求较低,能耗少,废液可以循环利用,避免环境污染问题,实现了零排放,制备的纳米球形颗粒形貌均一、粒度分布均匀。
本发明公开了一种测定锂离子电池电解液中六氟磷酸锂含量的方法。将一定量的电解液稀释到100ml水中,加入酸性试剂,并使其在加热条件下使PF6-受热水解为PO43-,冷却后加入喹钼柠酮试剂,在微沸状态下反应生成黄色磷钼酸喹啉沉淀。经过滤洗涤,干燥后称重,根据沉淀的重量可计算出六氟磷酸锂含量。
本发明公开了一种石墨烯与碳共包覆磷酸亚铁锂的锂离子电池正极材料及其制备方法,采用碳包覆的磷酸亚铁锂、石墨烯为原料,石墨烯质量百分比为1~9%。本发明采用悬浮混合法制备石墨烯和碳共包覆磷酸亚铁锂,以改善现有碳包覆磷酸亚铁锂正极材料低温电化学性能差的缺点。本发明以一种工艺简单、成本低廉的改性方法,提供了具有优良低温电化学性能的锂离子电池正极材料。以本发明的正极材料组装的扣式电池,在0℃,1C倍率下循环100次后的容量保持率为95.1%;在-20℃,1C倍率下,循环100次后的容量保持率为90.1%。
本发明公开了一种锰酸锂正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)配制混合盐溶液;(2)配制沉淀剂溶液;(3)将盐溶液和沉淀剂溶液在pH=7~13下缓慢打入反应釜中;(4)按比例称取二氧化锰,并将其加入步骤(3)得到的混合液中,继续搅拌,沉化5~20h,然后将固液产物分开,用去离子水将所得前驱体洗涤至弱碱性;(5)将锂源和洗涤后的前驱体加入到球磨罐中,球磨2~5h,然后在80~120℃烘干,得到前驱体材料;(6)将所得前驱体材料分别进行两次焙烧,将烧结所得材料进行破碎、筛分,即得所述锰酸锂正极材料。本方法简单,所制备的锰酸锂材料容量高,具有优异的高温循环性能。
中冶有色为您提供最新的天津天津有色金属加工技术理论与应用信息,涵盖发明专利、权利要求、说明书、技术领域、背景技术、实用新型内容及具体实施方式等有色技术内容。打造最具专业性的有色金属技术理论与应用平台!