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本发明涉及一种高导电率锂离子电池磷酸钒锂正极材料制备方法，其特征在于具体步骤如下：a）将可溶性磷酸盐、钒盐溶于去离子水中，配制成A溶液；b）将硫酸铜溶液滴入氢氧化钠溶液中，得斐林试剂；c）将A溶液缓慢滴入斐林试剂中，形成B溶液；d）将甲醛溶液缓慢滴入B溶液中，形成粉末状前躯体，研磨备用；e）将前躯体放入通有惰性或还原性气体保护的管式炉中进行预处理烧结，得到预处理粉末；f）将上述预处理粉末在通有惰性或还原性气体保护的管式炉中再次进行烧结，其电导率高，分布均匀，且电化学循环稳定性和倍率性能优异。
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本发明提供了一种锂‑氮二次电池电极，包括正极和负极；所述负极包括金属锂；所述正极包括集流体；所述集流体包括金属和/或导电碳材料。本发明提供了一种锂‑氮二次电池，包括上述技术方案任意一项所述的电极、电解液和隔膜。本发明提出一种基于锂‑氮气可充放电池的电化学高效人工固氮方法，利用氮气，在放电过程中消耗氮气，充电过程中释放氮气，实现氮气的循环，并对外提供电能。本发明的锂‑氮气二次电池的放电与充电过程相对独立，不仅降低了充电电位，且提高了电池循环次数及循环效率。本发明扩展了人工固氮的新方法，填补了锂‑氮二次电池技术领域的空白，原子利用率高，符合绿色化学的要求，有利于大规模可再生能源的循环存储与利用。
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本实用新型涉及一种用于锂离子电容器的预嵌锂装置，其特征在于：负极集流体、正极集流体呈圆筒形，正极集流体内圈为流动区域，负极集流体套在正极集流体外圈，负极集流体与正极集流体之间为隔膜，负极集流体的外圈也附有隔膜，另外一个正极集流体套在负极集流体外圈并留有流动区域，负极集流体与正极集流体的嵌套层数为n≥2；负极集流体、隔膜、正极集流体固定在反应电堆内部，储罐连接反应电堆进口端的管路上有泵和阀，正极集流体通过电源线引出正极，负极集流体通过电源线引出负极。具有工艺简单，易于控制锂离子嵌入量，成本低廉，安全可靠，易于维护的特点。
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本实用新型涉及一种用于锂离子电容器的预嵌锂装置，其特征在于：负极集流体与正极集流体位于反应电堆内，负极集流体与正极集流体成圆筒形；负极集流体位于最中间，其外圈上附有隔膜，其内圈为负极区域；正极集流体套在负极集流体外，正极集流体内圈与负极集流体之间留有距离为正极区域，正极集流体外圈上附有隔膜；正极连接管路和负极连接管路上均有泵和阀，负极集流体通过电源线引出负极，正极集流体通过电源线引出正极。具有工艺简单，易于控制锂离子嵌入量，成本低廉，安全可靠，易于维护。
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一种水系废旧锂离子动力电池回收制备磷酸铁锂的方法:1)将水系废旧锂离子电池剪切破碎后,由去离子水处理,过筛干燥后回收电极材料和导电剂混合物;2)将干燥后的电极材料和导电剂混合物加入无机酸进行处理,过滤得到Li+、Fe2+、PO43-的酸性溶液;3)向含Li+、Fe2+、PO43-的酸性溶液中添加锂盐或者铁盐,加入抗坏血酸搅拌,控制pH值=3-7;过滤,得到沉淀;4)将步骤3得到的LiFePO4粗产品加入到蔗糖水溶液中进行球磨,干燥煅烧得到再生的LiFePO4材料。本发明的成本低,操作简单,不产生二次污染。
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本发明涉及一种低成本高导电率锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：将可溶性磷酸盐、Fe盐按照化学计量比溶于去离子水中，配制成0.1~3mol/L的A溶液；将1~7%的硫酸铜溶液滴入1~10%的氢氧化钠溶液中，得透明斐林试剂溶液；将A溶液缓慢滴入斐林试剂中，形成B溶液；将20~40%的甲醛溶液缓慢滴入B溶液中，并在70~90℃的温度下进行磁力搅拌，直至形成粉末状前躯体，研磨备用；将前躯体放入通有惰性或还原性气体保护的管式炉中进行预处理烧结，得到预处理粉末；将上述预处理粉末在通有惰性或还原性气体保护的管式炉中再次进行烧结，即可得到铜包覆磷酸亚铁锂材料。其制备的材料电导率较高，非常有利于提高磷酸亚铁锂材料的倍率性能和循环稳定性。
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本发明提供了一种锂二次电池用杂交电解质，所述杂交电解质包括固相电解质；所述固相电解质包括NASICON结构陶瓷材料；所述陶瓷材料的化学组成为：Li1+xAlxGe2‑x(PO4)3，其中0≤x≤2；所述锂二次电池包括锂‑氧气二次电池或锂硫电池。本发明所提供的杂交电解质，其中NASICON结构的陶瓷电解质一方面可以使锂离子在锂金属表面均匀分布；另一方面可视为路易斯碱，可以与作为路易斯酸的阴离子相互作用使其固定住，减缓空间电荷区的出现，这两方面共同作用可以使锂金属均匀成核。此外，NASICON结构的陶瓷电解质具有超高的杨氏模量，可以抑制锂枝晶的生长，还具有好的热稳定性，保证了锂氧气电池的热安全。
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本发明涉及一种基于预防析锂的锂离子电池快速充电方法。针对目前锂电池快速充电效率低，充电中易产生安全事故的问题，本发明基于电化学模型的商业软件，判断出不同温度、不同充电电流、不同荷电状态、不同健康状态下电池的负极电位，通过三电极电池所实测负极电位与电化学模型所仿真出的负极电位进行比较对模型进行标定，标定好的模型进行参数化扫描即可得不产生析锂现象的最大电流谱图，最后使用合理的充电策略通过对最大电流谱图进行插值查表的方式即可对电池进行充电；同时，本发明考虑电池全生命周期，即健康状态从0～1下的充电策略，更有利于该策略的实际应用，能够更大程度上发挥电池的潜力。
本发明提供一种N-脂肪酰谷氨酸作为凝胶因子提高锂电池安全性的方法，电池化成后，在电解液中按照0.5～5wt%的比例添加N-脂肪酰谷氨酸凝胶因子，加热到50℃～55℃，保温24小时以上，使胶凝因子在电解液的有机溶剂中加热溶解，然后冷却到室温即可。采用N-脂肪酰谷氨酸作为凝胶因子，从而将富余游离态的电解液转化为凝胶态电解液，待游离态电解液消耗完成后，凝胶态的电解液在高温条件下又可变为游离态的电解液；防止电池在使用过程中富余游离态的电解液渗漏而导致电池发生燃烧、爆炸等安全事故，从而保证锂电池在使用过程中的安全性。
一步水热法制备锂电池负极材料管状NiCo2O4的方法，属于锂电池电极材料制备技术领域。具体是将NiCl2·6H2O和CoCl2·6H2O加入到去离子水中，搅拌使充分溶解；将PEG‑600加热融化成液态，然后将冷却到30℃～50℃的PEG‑600加入到上述溶液中，边搅拌边加入尿素；将上述溶液进行水热反应，冷却至室温后，去上层清夜，取下层粉红色沉淀，并用去离子水反复清洗至中性；将得到的产物干燥后得到粉红色的水热前驱体产物，煅烧后得到锂电池负极材料管状纯相NiCo2O4材料。本发明用一步简单的水热合成法成功的制备了中空管状NiCo2O4负极材料，原料价格便宜，方法简单，且得到的中空管状NiCo2O4形貌尺寸均一，既降低了成本，又有利于工业化的实现，使产物的电化学性能得到提高。
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一种锂离子电池负极集流体铜箔的氧化还原处理方法，属于锂离子电池技术领域。将铜箔浸泡在碱溶液中30～90s；将铜箔从碱溶液中取出，然后浸泡在热去离子水中；将铜箔取出，浸泡在室温下的去离子水中；将铜箔取出，浸泡在硝酸溶液中30～60s，取出后浸泡在去离子水中；将铜箔取出，浸泡在转化溶液中90～150s，取出后浸泡在去离子水中；将铜箔取出，室温下干燥6～8小时，从而实现对锂离子电池负极集流体铜箔的氧化还原处理。本发明处理后的铜箔表面更粗糙，同时促进了活性材料与集流体之间的电子快速转移，降低了集流体与活性材料之间的接触电阻。
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本发明属于能源转换材料制备技术领域，具体涉及磷酸亚铁锂复合材料的制备方法。其制备方法是先将铁红、磷源、锂源、与碳源，按比例混合后均匀球磨，喷雾干燥，在非氧化气氛保护下，经过高温热处理，得到磷酸亚铁锂复合材料，平均粒径为0.1－10μm，振实密度为1.2－1.5g/cm3。组装成电池后，在室温下0.2C倍率首次放电比容量可达150－160mAh/g，1C倍率首次放电比容量可达140－150mAh/g的高比容量；在各种不同倍率下循环100次后，可逆容量仍达到最初容量90％以上的高循环性能；安全性好，对环境友好和价格低，可广泛应用于移动电话、笔记本电脑、以及各种便携式设备和电动车领域。
一种泡沫镍作为夹层的Se‑TiO2/NFF锂硒二次电池及其制备方法，属于锂离子电池技术领域。是将0.2～0.4g乙烯吡咯烷酮溶于6～8mL乙醇，再加入2～4mL冰醋酸和1～5mL钛酸四丁酯，搅拌12～24h得到纺丝液；然后在15～20KV的高电压下纺丝，随后将纺丝产物在400～700℃条件下6～12h预氧化，得到直径80～100nm的TiO2纳米纤维；和Se颗粒以质量比1∶1混合后研磨2～8h，压片后在氩气、200～260℃条件下焙烧6～12h，使Se颗粒进入到TiO2纳米纤维的介孔中，得到Se‑TiO2纳米纤维；将其与导电剂、粘结剂按照质量比8∶1∶1的比例混合，所得浆料涂覆于铝箔上，得到Se‑TiO2正极材料；在Se‑TiO2正极材料和隔膜之间加入NFF夹层，锂片作为对电极组装半电池，从而得到本发明所述的泡沫镍作为夹层的Se‑TiO2/NFF锂硒二次电池，具有较高的容量，稳定的循环倍率性能。
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本发明提供了一种锂二次电池用杂交电解质，所述杂交电解质包括固相材料和液相材料；所述固相材料包括石榴石陶瓷复合材料，所述液相材料包括液态电解液或凝胶电解液；所述石榴石陶瓷复合材料的化学组成为：Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12+zA，其中0≤z≤5wt％，A包括Al2O3、Li2O、MgO、CaO、BaO和Y2O3中的一种或多种。本发明将具有特定化学组成的立方相石榴石结构陶瓷电解质，通过改善晶界连接，提高了电解质材料的致密度，进而改善了电解质材料的空气稳定性，在锂‑氧气电池中能够更好地防止氧气、水分与锂的副反应，从而提高电池性能。
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本实用新型涉及一种锂离子电容器用预嵌锂装置，其特征在于：反应堆内固定有正极极片和负极极片，正极极片和负极极片为并行排列，并行数n≥2，正极极片和负极极片之间为隔膜，反应堆内空隙部分为流动区域，正极极片通过电源线引出正极，负极极片通过电源线引出负极，储罐通过连接管路与反应堆的进口和出口连接，储罐与反应堆进口连接的连接管路上有泵和阀，储罐内有稳定浆料。其通过含锂活性物质的液相流动，实现锂离子电容器的预嵌锂，易于控制锂离子嵌入量，成本低廉，安全可靠，易于维护。
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本发明属于能源材料技术领域。特别涉及一种制备磷酸亚铁锂/碳复合材料的方法,可用来作为锂离子电池的正极材料。本发明中以氢氧化氧铁为铁源合成磷酸亚铁锂,国内外未见报道。复合物的合成过程为:将氢氧化氧铁、锂盐、磷盐,按照化学计量比混合,加入适量碳源及液态球磨介质,球磨,干燥后的混合物在一定温度下反应,最终得到磷酸亚铁锂/碳复合物。终产物纯度高、结晶良好;电化学性能测试表明在高低倍率下,容量均较高、循环性能均很好。
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本发明公开了一种锂离子电池隔膜、锂离子电池及其制备方法。该锂离子电池隔膜包括基膜和涂层，所述涂层覆盖在所述基膜的至少一侧，其中，所述涂层含有粘结剂和纳米多水高岭土，所述粘结剂与所述纳米多水高岭土的质量比为1：(3～15)，所述涂层的厚度为2.5～15μm。该锂离子电池隔膜对电解液的浸润性好、吸液率高，热稳定性好，离子电导率高，电化学窗口稳定；其制备方法简单，包含其的锂离子电池具有优异的倍率性能和长期循环性能。
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本发明公开了石榴状Fe3O4@N‑C纳米粒子，它是将40~50 mg聚丙烯酸、100~200μL氨水和20~35 mL去离子水依次加入容器中，搅拌混合均匀后，将80~120 mL异丙醇滴加到溶液中，滴加完毕后，再向溶液中加入50~100 mg四水合氯化亚铁，室温下搅拌反应；离心，沉淀烘干，通过在惰性气体保护下500~600℃煅烧后获得的；该纳米粒子是由许多超小的氮掺杂碳包覆四氧化三铁二级单元组装而成，二级单元粒径小于5 nm，大大减小了锂离子的传输距离。具有超高的循环稳定性和倍率性能。以其为活性材料制备的锂电池；实验表明具有超高的循环性能和快速充放电能力。
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本发明一种高比能量的锂电池及锂电池的集流体制备方法，其特征在于：高比能量的锂电池包括正极极片、负极极片、隔膜以及集流体。集流体为采用磁控溅射法制备的镀碳铝网或者铜网，该制备方法简便、且镀碳后铝网和铜网的比表面积高、机械强度高、与电极浆料之间的粘合性强，电池充放电过程中的极片掉粉现象明显减少。另外，集流体中碳层与金属网之间还镀有过渡层，大大地增加了碳层与金属网之间的结合力，提高了电池单体的安全性。
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本发明提供一种锂离子二次电池负极材料、制备方法及锂离子电池，属于锂离子电池材料技术领域。该材料的分子式为LiCuVO4，所述的负极材料的制备方法是将碳酸锂、五氧化二钒和氧化铜充分研磨混合，得到混合物粉末；然后将混合物粉末压制成片，放入马弗炉内烧结，烧结时间至少两天得到的。本发明是首次将LiCuVO4作为锂离子电池负极材料使用，将本发明的负极材料制备得到的锂离子电池，具有良好的电化学性能，实验结果表明：本发明的锂离子电池首次放电比容量达到814mAh/g，首次充电比容量达到427mAh/g，电池在经历50次充放电后，容量可达697.1mAh/g。
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本发明提供了一种锂离子电池负极的制备方法，包括以下步骤，在保护性气氛下，将金属材料置于三聚氰胺上方，经过焙烧后，得到锂离子电池负极；所述金属材料包括铁、镍和铁镍合金中的一种或多种。本发明将多孔道结构的催化剂，通过一步法生长在金属材料网的表面，得到了可弯曲、超疏水的锂离子二次电池的一体化负极材料，具有较高的孔道利用率和连通性，较强的传质能力，提高了充放电利用率和循环次数。而且制备方法工艺简单，操作方便、易于实现规模化生产，且不需添加集流体和粘结剂，省去复杂的粉末电极制备过程，大幅的提升了锂离子电池的比能量、能量利用效率和负极的稳定性。同时，在弯曲条件下具有较高的机械强度和较强的疏水性能。
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本发明一种锂离子二次电池正极材料，属于锂离子电池材料以及制备方法领域。该材料为富锂钌基材料，分子式为0.365Li2RuO3·0.45Li(NiCoMn)1/3O2，具有α-NaFeO2型层状结构，属六方晶系，空间群为本发明还提供一种锂离子二次电池正极材料的制备方法。本发明还提供一种锂离子二次电池正极材料制备得到的锂离子电池。该锂离子电池具有良好的电化学性能，实验结果表明：本发明的锂离子电池首次充电比容量达到251.2mAh/g，首次放电比容量达到196.2mAh/g。
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本发明涉及锂离子电池正极材料,具体来说涉及一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂纳米阵列及其制备方法和采用该材料制备的锂离子电池,属于动力电池技术领域。本发明提供的磷酸铁锂纳米阵列,其特征在于,所述的磷酸铁锂纳米阵列由高度取向的纳米纤维并行排列而成,构成纳米阵列的纳米纤维直径170～250nm,长度大于100μm。本发明包括四个步骤:首先,配制纺丝液,将无机盐、高分子、溶剂按照一定比例混合;其次,制备复合纳米阵列,采用静电纺丝技术实现;第三步,制备磷酸铁锂纳米阵列,通过接收装置实现;最后,组装锂离子电池并测试其性能。
本发明涉及一种CoMoOx/碳/硫复合纳米材料的制备方法、锂离子电池负极及锂离子半电池。本发明结合水热法、金属氧化物表面硫化改性技术以及锂电池的组装与电化学测试，通过对钼酸钴纳米线进行碳化和硫化，作为锂电的负极材料组装成半电池，该负极材料使用安全并且廉价的钼酸钴为原料，成本较低，安全性高。该复合纳米结构具有超大的比表面积，能同时增强电子和电解液离子的传输，金属氧化物的选择保证了纳米材料具备一定的初始容量，碳化增强了材料的导电性，而硫化的表面改性进一步增多了该负极材料的反应活性位点。
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本发明涉及一种锂离子动力电池用负极材料钛酸锂的制备方法，解决现有技术中固相合成法合成的钛酸锂用作锂离子电池负极材料，在大电流充放电时容量衰减迅速而导致电池倍率性能较差的技术问题。本发明的制备方法采用钛酸异丙酯为钛源，通过水解反应得到二氧化钛，利用过氧化氢和聚乙烯吡咯烷酮分别控制反应速度及产物的形貌，最终得到刺球状钛酸锂。这种形貌的钛酸锂材料作为锂离子动力电池用负极材料，能够增大电解液与活性物质的接触面积，并且为锂离子的传输提供了顺畅的通道，得到的电池循环稳定性及倍率性能优异。
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本发明涉及一种锂离子电池无析锂控制方法及系统。该方法包括：引入析锂反应、SEI膜生长的修正项以及电池充放电时温度，建立电池的电化学老化模型；设定多个仿真工况点；基于电化学老化模型，根据仿真工况点进行多工况的电池充电预先仿真，确定析锂厚度变化曲线以及负极‑隔膜处过电位曲线；获取实际环境温度与实际充电倍率；基于上述曲线，确定相邻的两个温度工况点，并提取温度工况点对应的最大充电电流倍率；根据两个最大充电电流倍率，对充电倍率进行参数化扫描，确定不产生析锂现象所允许的最大充电电流倍率；获取当前充电倍率；根据不产生析锂现象所允许的最大充电电流倍率调节当前充电倍率。本发明能够调节充电电流倍率实现无析锂控制。
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本发明涉及一种防止锂离子电池负极析锂的阶梯式电流充电方法，包括：S1、在商用电池上增加参比电极，制作三电极电池，并验证参比电极的有效性；S2、确定额定容量C0；S3、确定三电极电池的高敏感性模型参数；S4、根据高敏感性模型参数及通过厂商和文献获取的模型参数，建立高精度的电化学模型，确定析锂判据公式；S5、改变步骤S4中电化学模型的输入条件，确定满足析锂判据的最大可接受电流；S6、以最大可接受电流的90％作为充电控制的边界电流。本发明突破了传统经验选择，能够有效防止负极析锂，降低锂离子电池安全风险，提高充电效率，为锂离子电池优化充电领域提供了重要的参考价值。
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本发明涉及一种锂电池用富锂材料的熔融盐-草酸盐共沉淀制备方法，其特征在于：首先配制Ni、Co、Mn的金属盐溶液和草酸根溶液，之后将两种溶液以不同的滴加方式混合在一起，形成沉淀作为前驱体。将前驱体、熔融盐和锂盐混合后烧结，生成物经过清洗、烘干后便得到高容量富锂正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Co、Ni1/2Mn1/2、Ni1/3Co1/3Mn1/3)。其在制备富锂材料时，熔融盐的液态环境有助于原料的接触与反应，从而降低反应开始温度和缩短了反应时间。使用草酸盐作为沉淀剂，生成物颗粒均匀，不引入任何杂质，有利于材料结构稳定性并提高其电化学性能。
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本发明提供了一种可以预测富锂材料结构的新方法，采用将富锂材料放入烘箱中90℃烘干4h除去表面吸附水，随后称取大约15mg左右的粉末样品，利用直径3mm的模具对粉末样品进行加压，压力设置为6MPa，加压持续时间为1min，获得直径为3mm的圆柱形样品。随后利用综合物性测量系统对圆柱形样品的比热进行测量，测量温度范围为2‑300K，热过程为升温测量，测量间隔在200K以下为对数间隔，200K以上每隔10K测量一点。最后将测量结果与标准样品的比热进行对比，进而对该富锂材料的是固溶体、复合物还是两者的混合形式做出判断。该方法相比于通过透射电子显微镜的方式要更加简单、全面且准确，对推动富锂材料结构的研究及基于结构调控实现性能优化具有重要的意义。
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本发明实施例提供了一种含锂高熵变的Ti基准晶储氢合金及其制备方法，涉及储氢材料技术领域，具有好的电化学吸放氢循环稳定性和优异的倍率放电性能。所述制备方法包括：将金属Ti、V和Ni按照非化学计量比Ti55V10Ni35的比例称取，然后放入非自耗真空电弧炉里，反复熔炼4次，熔炼成合金锭，然后将所述合金锭放入真空急冷铸造一体机中，制备出含I相的Ti55V10Ni35准晶复相材料薄带；分别称取质量比为4∶6的氯化钾和氯化锂，放入石墨坩埚里，在400-480℃条件下熔化，形成熔融的熔盐；然后将获得的所述Ti55V10Ni35准晶复相材料薄带放入熔融的熔盐中，通电电解，将所述熔盐里的氯化锂分解，并使所述熔盐中金属锂进入到Ti55V10Ni35的空隙中，形成储氢合金Ti55V10Ni35+Li。
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