本发明公开一种3D双层锂负极及其制备方法和含其的硫化物全固态锂离子电池,属于固态电池技术领域。本发明在多孔集流体的一侧预沉积锂金属(底部),另一侧将锂硅合金粉末压制成片,该侧(顶部)与硫化物固态电解质接触,形成3D双层结构的负极极片,组装成硫化物全固态电池;本发明电池在充电时由于底部锂金属的电子导电率高于顶部锂硅合金,电导率的差异有效调节了电场的方向,引导锂离子优先向底部锂金属的均匀沉积,增大了有效传输距离;3D结构设计可在一定程度上缓解锂负极的体积膨胀;锂金属的直接应用,提高了全电池的电压范围;因此,这种自上而下的锂沉积策略既可有效抑制锂枝晶的产生,利于实现全固态电池的能量密度的提升。
本发明涉及用于锂离子电池负极的可逆脱嵌锂 材料及制备方法,属于锂离子电池领域。其特征在于材料的化 学式为LixSiNy或 LixSiO2Ny,式中0<x<9,0<y <5,具有Li-Si-O-N或Li-Si-N网络结构,以化合物形 式存在,且在首次脱锂后材料为无定型态,且在后续的循环过 程,一直保持无定型态。其制备采用通常的化学机械法,先制 成Li3N,粉碎过筛后按化学式加 入纳米或微米级含硅粉体,在惰性气氛下利用球磨过程的能量 生成可逆脱嵌锂材料,制备的 Li5SiNy,1.67<y<3材料首次可逆容量达480mAh/g,首次放电 效率在80%以上,经16次循环后, 容量保持率为80%。本发明制备工艺简单,制备材料可用于大 电流放电系统中,作为新型超级电容器电极的候选材料。
本发明公开了一种制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的方法,是首先将二价铁盐和磷酸溶液混合,在空气气氛下于70~100℃进行氧化反应0.5~2小时,制得无定形的磷酸铁沉淀;然后将磷酸铁沉淀与锂盐混合,再加入还原剂;最后将混合物球磨后焙烧,降到室温,即得。本发明的制备方法具有原料价廉易得、化学成份和物相成份均匀、原料成分和产物配方很容易控制、制备工艺简单、无需特殊设备、制备周期短等优点,适合工业化生产要求;且所制得的磷酸铁锂材料的比容量高,循环性能优良,具有稳定的充放电电压平台,更能满足作为锂离子电池的正极材料的性能要求。
本发明公开了一种锂离子电池锂钒正极复合材料及其制备方法,步骤包括:四氟硼酸锂、五氧化二钒和磷酸氢二铵,加入去离子水进行湿球磨,得到湿凝胶,制备钆酸铵并加入到上述湿凝胶中,得到掺杂了钆的锂钒磷的前驱体;将碳源和络合剂溶于去离子水中,得到碳源混合物;将碳源混合物倒入上述前驱体中,水浴溶胶,再将水分蒸发得到干凝胶;将上述干凝胶干燥,研磨,烧结得到掺杂钆的Li3V2(PO4)3/C正极复合材料,其中,Li3V2(PO4)3/C颗粒粒径不大于200纳米,由于碳包覆均匀,且掺杂了稀土金属钆,因此在具有高比容量的同时,具有良好的循环稳定性,用于锂离子电池时,比容量高,循环稳定性好,使用寿命长。
本发明实施例公开了一种锂电池充放电保护电路及锂电池管理系统。该锂电池充放电保护电路包括整流电路、稳压电路、充放电电路、脉冲调制电路和电压比较电路;脉冲调制电路控制充放电电路对电池进行大电流脉冲式充放电,脉冲调制电路输出充电时间的脉冲时长大于放电时间的脉冲时长;电压比较电路的第一输入端与稳压电路的输出端连接,电压比较电路的第二输入端与电池连接,电压比较电路输出端输出的信号控制脉冲调制电路工作;通过本发明实施例提供的技术方案,实现了对锂电池的大电流脉冲式充放电,从而减小了对锂电池大电流充放电时的充放电速度,以及对锂电池充放电过程中的不良极化作用,延长了锂电池的使用寿命。
本发明提供一种富锂型普鲁士蓝类锂离子电池正极活性材料的制备方法及其产品和应用,以亚铁氰化钠、亚铁氰化的其水溶液与相应的过渡金属可溶性盐溶液经共沉淀反应可获得相应嵌入钠离子或钾离子的普鲁士蓝类似物,再将普鲁士蓝类似物中的钠离子或钾离子置换成锂离子。置换方法采用高浓度氯化锂溶液配合无残留性氧化剂及还原剂经数次浸洗,使用电感耦合等离子体发射光谱法检测样品,使锂离子完全置换出钠/钾离子。该制备工艺相对简单,易操作,可获得富锂普鲁士蓝类锂离子电池正极活性材料。
本发明公开了一种锂离子电池改性锰酸锂正极材料的制备方法,该方法包含以下具体步骤:步骤1,液相温差法合成制备前驱体,得到铝掺杂碳酸锰前驱体粉体;步骤2,将所得前驱体碳酸锰粉体在600℃~800℃温度下煅烧2~5小时,得到粒径为1μm~3μm的球形离子孔洞结构铝掺杂氧化锰粉体。步骤3,将铝掺杂氧化锰粉体与碳酸锂按1:1~1.05:1均匀混合,900℃温度下保温20h冷却后、研磨,并重复此焙烧-研磨过程3次,得到粒径1~2μm尖晶石改性锰酸锂正极材料样品。本发明提供的锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法,原材料廉价易得,微观形貌规整均匀,掺杂效果好,所制得的改性锰酸锂充放电性能突出,循环性好。
本发明涉及化学合成领域,特别是涉及两种含氟锂盐(二氟磷酸锂盐和四氟硼酸锂盐)的制备方法。本发明提供一种二氟磷酸锂盐和四氟硼酸锂盐的联合制备方法,包括如下步骤:将六氟磷酸锂、碳酸锂、三氟化硼在反应溶剂存在的条件下反应,制备获得二氟磷酸锂盐和四氟硼酸锂盐。本发明提供了一种新的二氟磷酸锂盐和四氟硼酸锂盐的联合制备方法,能够通过一步反应,经过简单的分离纯化,得到高品质的两种锂盐产品,反应溶剂经过适当的回收,也可以实现套用,基本无三废产生,环境友好,适合工业化生产。
本发明公开了一种铝锂合金板材的生产装置,中间包的内部安装有陶瓷塞棒,陶瓷塞棒的两端均贯穿连接有导流槽,中间包的上端通过陶瓷塞棒一端的导流槽与石墨坩埚的下端进行连接,中间包的下端通过陶瓷塞棒另一端的导流槽连接有结晶器,循环氮气保护箱体设置在结晶器的下端,同时循环氮气保护箱体的内部安装有双辊铸轧机组,双辊铸轧机组的出料口通过拉坯矫直器和层流冷却装置与精轧机组进行连接,精轧机组通过切割装置与传送装置进行连接。本发明通过连铸连轧制备出的铝锂合金板材宏观偏析大幅度降低,减少了精轧道次,降低了板材的力学性能各向异性,同时还降低了后续板材所需的热处理温度,缩短了保温时间。
本发明涉及一种制备锂离子电池负极材料钛酸锂的方法,将钛源、分散剂、去离子水混合形成含钛溶液,搅拌下水解,离心收集产物;向收集的产物中加入含锂溶液并混合均匀,然后进行水热反应,得到的沉淀物为纳米结构的钛酸锂前驱体,其中Li与Ti摩尔比为4∶5~5∶1;将得到的钛酸锂前驱体在含氮还原性气体的气氛中低温煅烧,得到氮掺杂纳米级锂离子电池负极材料钛酸锂。与现有技术相比,本发明对设备要求低,易于工业化生产,且本发明制备的钛酸锂材料,兼具了纳米结构与掺杂改性两方面优势,同时提升了材料的离子导电性和电子导电性,使得材料具有优异的比容量性能和循环性能。
本实用新型提供一种用于锂电池负极片补锂的覆膜装置,负极片收放卷机构包括负极片放卷单元和负极片收卷单元,分别用于输送、卷收负极片;两个载锂膜收放卷机构关于负极片对称设置,每个载锂膜收放卷机构包括载锂膜放卷单元和载锂膜收卷单元,分别用于输送、卷收载锂膜;压延机构包括两个压延辊,两个压延辊分别位于载锂膜远离负极片的一侧;刮刀辊位于压延辊上方,且设置于载锂膜与负极片之间。本实用新型中采用刮刀辊作为辅助负极片补锂,完成锂与负极片的初步复合,补锂后的负极片再经过压延机构,只需要很小的压力就能使锂与负极片充分复合,且使锂均匀的附着在负极片上,保证了负极片厚度的均匀性,同时,大大提升了负极片补锂的效率。
本发明是一种能自由基聚合为离子膜固态电解质的化合物及其合成方法,是一种芳叔烷基醚双烯二氟甲基磺酸锂的离子膜化合物,需要经过醚化反应、二氟甲基反应、膜电解氧化和脱水双烯反应的四步合成反应;由于这种离子膜化合物的双烯聚合能致密交联,形成≤0.5nm的Li+离子通道,在锂空气电池金属锂片负极表面,能聚合包覆一层柔韧的离子膜固态电解质,具有非常高的Li+离子电导率、只允许Li+离子通过,能长期稳定阻挡水、O2、CO2和有机溶剂渗透到金属锂片表面,阻止金属锂枝晶的生长。
本发明提供了一种锂电池硅基负极材料及其制备方法、电池负极和锂电池,所述锂电池硅基负极材料包括硅材料、聚多巴胺包裹导电炭黑颗粒、无机硅酸盐和聚丙烯酸,其中,所述聚多巴胺包裹导电炭黑颗粒由多巴胺和导电炭黑制成。该锂电池硅基负极材料,在常温下通过物理共混的方法制成,成本低;其不仅包含PAA自身通过酯化交联构建出来的网络结构,同时无机硅酸盐与多巴胺、PAA之间实现多次交联,可大幅提高硅基负极材料充放电的循环性能和减小电池容量的衰减;此外,该锂电池硅基负极材料可以在充放电循环过程中对电极的机械损坏起到一种修复作用,进一步提高硅负极材料充放电的循环性能和减小电池容量的衰减。克服了现有技术的缺陷,实现了发明目的。
本发明提供了一种含锂复合负极材料,包括:具有核壳结构的三维骨架材料;和复合在所述三维骨架材料核壳结构中的金属锂;所述三维骨架材料以含碳负极材料为核,所述核表面覆盖有壳层;所述壳层具有多孔碳结构,且厚度大于核的粒径。本发明提供了一种含锂复合负极材料的制备方法,以及该材料在锂二次电池中的应用。本发明制得壳层厚度大于核粒径的核壳结构颗粒材料,由该颗粒材料作为三维框架,与金属锂形成三维含锂负极材料。该含锂复合负极材料可实现嵌锂/过嵌锂和锂沉积的双重活性锂的存储,提高负极比容量,扩大锂沉积面积以促进锂的均匀沉积,减少锂枝晶产生以提升安全性,控制负极的体积变化以降低电池极化。本发明方法简单,易于放大。
本发明属锂离子电池技术领域,具体一种锂离子电池用硅酸钛锂负极材料及其制备方法和应用。本发明的锂离子电池负极材料包括经包覆处理的硅酸钛锂材料、基于硅酸钛锂的离子掺杂化合物,以及有离子掺杂又经包覆处理的硅酸钛锂材料;其主体为硅酸钛锂无机盐,化学式为Li2TiSiO5;本发明制备的硅酸钛锂材料,其能量密度高于传统的钛酸锂材料,工作电压低于钛酸锂,具有高容量密度和高功率密度的特点。材料本身具有稳定的结构,有良好的循环性能,是一类继承现有钛酸锂、石墨等负极材料之后具有很好应用前景的锂离子电池新型负极材料。
本发明提供一种锂电池管理系统的锂电池智能连接方法,包括以下操作步骤:A)、锂电池与BMS电压采集系统连接;B)、锂电池与判断模块A连接;C)、锂电池与集线控制板连接;D)、集线控制板与判断模块B连接:判断模块B判断每个锂电池性能是否相近;E)、判断模块A与判断模块B连接:判断模块A判断采集电路未损坏,则判断模块A与判断模块B连接;F)、锂电池之间的连接:判断模块B判断每个锂电池性能相近,性能相近的锂电池串联成电池组与其它电池组并联;G)、完成。本发明能在程序控制下使单体电池性能一致的互相连接成锂电池组,避免了单体电池性能不一致对电池组的性能影响,提高了锂电池组的性能,减少了系统成本。
本发明公开了一种锂离子电池用掺铬磷酸铁锂复合材料及其制备方法:将磷酸二氢铵、氯化铁和醋酸锂配制成前驱体溶液;将硝酸锌、硫酸锰、硝酸钆、氟化铬、聚乙二醇、氢氧化钾混合,形成掺铬的氢氧化物沉淀溶液;将上述掺杂铬的氢氧化物沉淀溶液缓慢滴加至上述磷酸铁锂前驱体溶液内,通保护气体,形成墨绿色的固液混合物,进行水热反应,自然冷却后取出,得到铬掺杂磷酸铁锂纳米粉体。本发明制备的锂离子电池用掺铬磷酸铁锂复合材料,采用湿法制备,将铬、锌、钆、锰等元素均匀的掺杂在磷酸铁锂中使其改性,使得该掺铬磷酸铁锂复合材料在用于锂离子电池时,具有较高的能量密度和循环稳定性,使得锂离子电池具有高的比容量以及使用寿命。
本发明涉及一种利用修复后的失效钴酸锂材料制备锂离子电池正极片的方法,具体步骤为:在玛瑙研钵中将修复后的钴酸锂材料研磨粉碎,然后收集过400目的筛子得到的粉末;依次称取实验修复后的钴酸锂粉末,乙炔黑,PVDF及NMP,在磁力搅拌器上放入磁子进行和膏,经过搅拌,可观察到物质混合均匀且呈粘稠状;取光滑铝箔置于平玻璃板上,用酒精棉赶平,吹干后两侧用透明胶带粘好,通过胶带的层数控制极片厚度,然后将和好的膏体正极物质用刀片均匀地涂抹在铝箔带上,此时极片表面应该平整无颗粒;将完成的铝箔涂片放入烘箱内干燥,再转移至真空干燥箱内,干燥待用。冷却后将正极片置于液压压片机上,使用油压机压制正极片即可取出,将压好的正极片置于真空干燥箱中干燥过夜,冷却后放入手套箱中,以备后续组装使用。
本发明提供一种用于锂离子二次电池负极材料钛酸锂的制备方法。本发明是以Li的可溶性化合物和锐钛矿型TiO2,按照Li/Ti=0.8~1.1进行配料,加入有机小分子碳源前驱体混合,球磨,烘干,然后在300℃~550℃条件下保温2~20h,得到烧结前驱体;然后,将所得的烧结前驱体和有机大分子聚合物碳源前驱体再进行混合,球磨,烘干,在600℃~900℃条件下保温2~30h,得到成品Li4Ti5O12/C复合负极材料,该材料显示出优异的倍率性能。该方法制备的钛酸锂包覆碳效果好,显著改善了产物的电导率。此法制备的钛酸锂负极材料显示出优异的倍率性能,适合于动力电池使用。
本发明一种锂离子电池负极材料镍包覆的铬镍钛酸锂的制备方法,将二氧化钛与去离子水按照一定比例在搅拌下混合得到悬浮液,将三氧化二铬加入到二氧化钛的悬浮液中搅拌均匀,将氢氧化锂溶解在去离子水中得到氢氧化锂水溶液,将醋酸镍溶解在去离子水中配置成醋酸镍溶液,将上述悬浮液、溶液混合,球磨得到前驱液。将前驱液进行喷雾干燥,在混有还原性气体的惰性气体气氛下经高温煅烧获得具有金属镍包覆的负极材料铬镍钛酸锂。通过本发明获得的产品形貌统一为球形,颗粒尺寸为纳米级,纳米颗粒之间存在一定的纳米孔隙。同时材料表面的镍包覆使其表面位阻减小,颗粒导电性增加,循环稳定性增强,使该铬镍钛酸锂材料在动力电池领域有良好的应用前景。
本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种 纳米复合锂离子电池阴极材料及其制备方法。采用 V2O5粉末由溶胶-凝胶法制备 V2O5溶胶,与经过纯化处理过的碳纳米管复合,再经溶剂替换 法制备获得碳纳米管复合 V2O5气凝胶,其比表面积为120~ 280m2/g,孔洞率为60~90%。 本发明采用溶胶-凝胶法,结合溶剂替换工艺,在常压条件下 制备出一种碳纳米管复合 V2O5气凝胶。本发明的碳纳米管复合五氧化二钒气凝胶作为锂 离子电池阴极材料具有高比表面积、高比容量、良好的导电性 以及循环可逆性。
本发明涉及一种锆掺杂的锂离子电池富锂正极材料及其制备方法,属于无机材料技术领域。本发明中的锆掺杂的锂离子电池富锂正极材料的化学式为Li1.2(Mn0.54Ni0.13Co0.13)1-xZrxO2(0<x<1)。所采用的制备方法为水热法,该方法制备方法简单,反应条件容易控制,有利于减少颗粒的团聚,而且水热体系中发生的化学反应具有更快的反应速率。本发明制备的锂离子电池富锂正极材料所掺杂的锆元素用量较少,而所达到的效果却非常明显,掺杂3%的锆材料与没有掺杂的材料相比,电池比容量和倍率等性能方面都有了很大的提高和改进。
本发明提供一种改善锂离子电池负极材料钛酸锂的电导率、充放电性能和循环性能的制备方法。本发明是以Li的可溶性化合物和Ti的可溶性合物为锂源和钛源,添加络合剂,通过溶胶凝胶法掺杂钇离子,控制烧结气氛,分别制备出含钇的钛酸锂纳米晶和钛酸锂/C复合材料,该钛酸锂复合负极材料显示出优异的倍率性能。该方法不仅可以制备出分散性良好的纳米晶,而且可以制备出均匀分散在颗粒周围或表面的热解碳,显著改善了产物的电导率。此法制备的含钇的钛酸锂负极材料显示出优异的倍率性能,适合于动力电池使用。
本发明公开一种动力型锂离子电池富锂三元正极材料及其制备方法,所述的动力型锂离子电池富锂三元正极材料分子式为Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2。其制备方法即按Li:Co:Ni:Mn:O的摩尔比为1.2:0.13:0.13:0.54:2的比例将乙酸锂、乙酸钴、乙酸镍和乙酸锰溶解在去离子水中得到溶液1;再按柠檬酸摩尔量:Ni、Co和Mn的总摩尔量为1:1的比例将柠檬酸加入到去离子水中得到溶液2;将溶液2滴加到溶液1中,滴加完后调pH为9,在80℃下持续搅拌直至形成紫色凝胶,然后依次经烘干、球磨、分段煅烧、研磨,即得放电比容量大、循环性能良好,的动力型锂离子电池富锂三元正极材料。
本发明涉及一种失效锂离子电池中的钴酸锂材料超声修复的方法,具体步骤为:(1)从使用失效的废锂离子电池中采用机械分离方式分离获得钴酸锂粉体废料;(2)将钴酸锂粉体废料置于1~2mol/L氢氧化锂溶液中,在室温条件进行超声波辐射6~12小时;(3)将超声后的混合溶液使用去离子水进行清洗过滤,获得黑色钴酸锂膏体;(4)在50~80℃环境中干燥6~10小时,获得修复的钴酸锂材料。采用超声辐照的方法实现了失效钴酸锂材料的再生,并可以重新作为正极材料生产新的锂离子电池。本发明能有效地处理经使用失效后产生的废锂电池中的钴酸锂材料,具有工艺方法简单,可操作性强、无二次污染等特点,具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。
本发明提供一种含钇锂离子电池负极材料钛酸锂包碳复合材料的制备方法,其特征在于该方法的具体步骤为:(1)将锂的可溶性化合物,二氧化钛(锐钛矿型)和钇的化合物,按照目标产物为LixYpTiyOz中的金属元素的化学计量比称量,加入到球磨罐中,再加入有机小分子碳源前驱体混合,在均匀的介质中球磨,烘干;其中,0<x≤8,0<p<5,0<y≤6,1≤z≤12,1/2≤x:y≤2;?(2)然后将烘干的粉末在空气或惰性气氛下,在300~600℃条件下保温2~20小时,得到烧结前驱体;(3)?将步骤(2)所得的烧结前驱体和有机大分子聚合物碳源前驱体进行混合,在均匀的介质中球磨,烘干,在空气或惰性气氛下,600~900℃条件下保温2~30小时,得到成品钛酸锂粉体。该材料显示出优异的倍率性能。该方法显著提高了钛酸锂产物的电导率,显示出优异的高倍率性能和循环性能,适合于动力电池使用。
本发明提供了一种补锂隔离膜及其制备方法、含补锂隔离膜的电芯及其制备方法。补锂隔离膜,包括隔膜基材,补锂涂层与粘结层,所述隔膜基材的单面或双面涂覆补锂涂层,所述补锂涂层上涂覆粘结层,所述补锂涂层含有含锂化合物,所述含锂化合物能够脱出锂离子,所述粘结层含有分散剂、粘接剂A和粘接剂B,其中粘接剂A的熔点30℃≤m.p.A≤80℃,粘接剂B的熔点80℃<m.p.B≤500℃。本发明锂离子电池隔膜受热后补锂涂层中的含锂化合物脱出的锂离子经粘结层的孔隙缓慢而持续地到达负极与正极,不仅可以补充负极生成SEI膜消耗的锂离子,还可以补充循环过程中消耗的锂离子,提高了电芯首次库伦效率与循环寿命。
本发明提供一种磷酸锰铁锂正极极片、锂离子电池及对应的制备方法,正极极片的制备方法为,将带有磷酸锰铁锂的活性材料、乙炔黑、碳纳米管和聚偏氟乙烯按质量比混合,加入N‑甲基吡咯烷酮中,搅拌,得正极浆料;将正极浆料均匀涂覆于铝箔上,干燥后,经冷压、分切、裁切,得到正极极片。采用上述正极极片的制备方法制备得正极极片。提供上述正极极片、隔离膜、负极极片,将三者按顺序叠放好,卷绕得到裸电芯;将裸电芯放置于外包装壳中,干燥后注入电解液,经真空封装、静置、化成、整形,得锂离子电池。本发明所制备的磷酸锰铁锂正极极片和锂离子电池具有较高的能量密度、较低的极片电阻、较低的交流阻抗、较好的加工性和优秀的循环性能。
本发明公开了离子筛和碱性树脂协同提取高镁锂比卤水中锂的方法,其关键是在离子筛卤水提锂过程中添加碱性树脂,利用碱性树脂中和离子筛释放的H+离子,减少卤水中H+离子的积累,提高离子筛提锂性能。本发明所采用的碱性树脂为碱性阴离子交换树脂,含有胺官能团,如季胺基、伯胺基、仲胺基、叔胺基等。这些树脂的胺官能团能够与释放的H+产生中和反应,强化离子筛提锂性能,且卤水中没有游离的OH‑,高钙镁含量的卤水不会出现沉淀。进一步本发明又给出离子筛和碱性树脂协同连续提取高镁锂比卤水中锂的技术路线,包括离子筛和碱性树脂协同提取卤水中锂、离子筛解吸得富高锂溶液和碱性树脂再生循环使用。
本发明公开了一种高稳定性纤维状锂离子电池正极补锂材料及其制备和应用;该制备过程是以含锂化合物、导电添加剂、高分子聚合物作为溶质X和溶剂A混和均匀,作为补锂材料溶液,经静电纺丝工艺,制备高稳定性纤维状锂离子电池正极补锂材料;该材料是由分散在高分子聚合物纳米纤维中的含锂化合物和导电添加剂组成;本发明将含有高稳定性纤维状锂离子电池正极补锂材料的正极极片作为阴极,将硅基负极材料制成的负极极片作为阳极,采用酯类电解液,制成锂离子电池。本发明提供的锂离子电池正极补锂材料,通过其在首圈充电过程中释放锂离子,能够提升电池能量密度及循环性能。本发明提供的方法制备工艺简单,利于广泛推广应用。
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