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本发明公开了一种橄榄石型锂离子电池正极材料及其制备方法。本发明制备的锂离子电池正极材料化学组成为LiaFeXMn1-X-Y{M}YPO4，1≤a≤1.2，0.2≤X≤0.9，0.001≤Y≤0.05；M为离子半径小于Mn2+离子半径的金属掺杂离子。该锂离子电池正极材料具有橄榄石型结构，且由于金属元素M的掺杂，晶胞体积有所降低，晶胞应力减小；并且其结构稳定，循环过程中放电中值电压稳定，容量保持率高；本发明提供的制备方法简单方便，过程可控，产品形貌均一度高，易于大规模进行批量生产。
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本发明属于高能电池技术领域。本发明的锂二次电池由以纳米表面包覆改性复合材料为活性物质的正极,可储锂的物质为负极,电解质溶液、聚合物电解质或固体电解质隔膜,集流体,电池壳及引线等组成。所用的包覆材料为半金属、氧化物或盐类物质的一种或多种,其颗粒直径为0.1-200nm,平均厚度为0.5-200nm。本发明的锂二次电池可逆容量高,循环性好,安全可靠,适用于多种场合。本发明可做成扣式、圆柱形等多种规格。
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本发明提供一种能使电池性能提高的锂离子电池材料的制造方法。一边将由钴酸锂、锰酸锂及镍酸锂的各粉体中的任何一种构成的正极活性物质和由乙炔黑/碳、石墨的各粉体中的至少一种构成的导电剂、和由聚偏氟乙烯的粉体构成的粘接剂混合,一边施加加压力和剪切力进行复合化处理后,再投入溶剂并且混炼,从而得到锂离子电池的正极材料;以及一边将由碳、石墨/并多苯芳烃类高分子材料的各粉体中的至少一种构成的负极活性物质和由聚偏氟乙烯的粉体构成的粘接剂混合,一边施加加压力和剪切力进行复合化处理后,再投入溶剂并且混炼,从而得到锂离子电池的负极材料。
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一种铁基富锂正极材料以及流变相制备方法，属于铁基富锂正极材料技术领域，新材料(1-x)Li2MnO3·xLiFe(1-y)CoyO2和(1-x)Li2Mn1-0.5zMo0.5zO3·xLiFe(1-z)Mo0.5zO2，0
标签：
加工技术
北京 - 北京
来源：中冶有色技术网
2023-03-18
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本发明涉及一种光辅助充电锂离子二次电池，属于光电化学太阳能电池和锂离子二次电池的交叉领域。所述电池由正极、隔膜、负极、电解质溶液和导线组成；隔膜位于正、负极之间，正、负极之间外电路用导线连通，内电路用电解质溶液连通，构成闭合回路；正极为光电化学太阳能电池所用透光正极，负极为锂离子二次电池所用负极，隔膜为锂离子二次电池所用的耐氧化、可透过锂离子和碘离子，不透过碘分子的隔膜，电解质溶液为含有LiI和/或LiBr的锂离子二次电池所用有机电解质溶液。所述电池储能容量大，解决自放电现象，储存化学能可稳定存在，同时，在光照下可利用较低电压进行充电以节省充电电能消耗，成本低廉，设备简单且重复性好。
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本发明提供一种用于锂离子电池的双重安全防护结构，该结构包括：外壳、底座和继电器；底座的正极端子和负极端子之间设置锂离子电池，其改进之处在于，继电器包括温度传感器和信号线，温度传感器与锂离子电池连接；正极端子和负极端子分别与正极连接线和负极连接线连接，继电器与正极连接线连接。和现有技术比，本发明提供的用于锂离子电池的双重安全防护结构，结构简单，易于实现，主动防护，能够及时、快速、有效的进行电路切断，同时排放惰性气体进行隔离，防止锂离子电池因高温爆炸、燃烧，显著提高锂离子电池的安全性。
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本实用新型属于锂电池技术领域，尤其为一种带有充电保护结构的锂电池，包括电池本体，电池本体的端面设有充电口，充电口的外部固定安装有安装架，安装架的前表面固定有导轨，导轨的内部滑动连接有第一夹持板和第二夹持板，第二夹持板的两端内部滑动连接有导杆，导杆的上端固定连接有横板，安装架的前表面上端中部固定有螺纹杆，螺纹杆的外壁螺纹连接有旋钮，旋钮的外壁固定有偏心块，解决了现有的锂电池充电接口一般都是独立放置在锂电池外面的，在使用一段时间后由于经常性的插拔导致插头和锂电池插口出现松动，进而影响了锂电池的充电效率，且现有的锂电池的散热结构无法根据锂电池的工作环境合理调节散热口的开合。
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本申请提供了一种锂离子电池组热失控处理系统，其包括锂离子电池组、气压检测装置、储气装置、稀释装置和控制器。一方面，在锂离子电池组的壳体内设置气压检测装置，可以实时监控所述锂离子电池组的内部气压情况，使得在热失控过程发生后，监控人员可以依据所述锂离子电池组的内部气压情况，迅速做出行动；另一方面，所述锂离子电池组电连接有所述储气装置和所述稀释装置，可在锂离子电池组内的电芯发生热失控时，通过所述窗口门将所述电芯移出所述壳体，控制所述储气装置或所述稀释装置调整所述壳体内的气体压强，有效阻止锂离子电池组内部进一步产生剧烈的化学反应。
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本发明公开了一种匹配磷酸铁锂电池高温电解液的制备及其性能研究。所述电解液包括复合锂盐，有机溶剂，所述锂盐为双氟磺酰亚胺锂和二氟草酸硼酸锂。本发明的锂离子电池电解液在高温60℃下，循环50圈后容量保持率达到95.6％。然而使用常规电解液在循环17圈后的容量保持率为57.1％，并且在17圈之后只充电不放电。通过扫描图可以看出，该复合锂盐电解液可以在磷酸铁锂表面形成稳定、致密的CEI膜，抑制电解液的分解，保证材料结构不受破坏，大大改善了磷酸铁锂电池的高温循环性能。
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本发明公开了一种锂离子电容器的制作方法，包括：步骤1、制备正极片；步骤2、制备负极片；步骤3、按照负极片/隔膜/正极片/隔膜/负极片/隔膜…正极片/隔膜/负极片…/负极片的顺序正极片和负极片进行叠放制得电芯，步骤4、将电芯放入壳体内，正极极耳与正极片连接并伸出壳体，负极极耳与负极片连接并伸出壳体，在电芯的起始电极片和结束电极片表面分别放置金属锂电极；步骤5、将锂参比电极放入壳体内，通过监测负极片的电位来确定负极片的预嵌锂深度；步骤6、向壳体中加入适量电解液并预封口，进行预嵌锂过程，对嵌锂速度进行控制；步骤7、预嵌锂结束，将金属锂电极和锂参比电极取出，对壳体进行真空封口。
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本发明提供一种水溶液锂离子二次电池负极、电解液以及电池，所述负极的活性物质为酒石酸锌和/或酒石酸锌的结晶水化物中的一种或多种，所述电池的电解液为酒石酸锂水溶液或者酒石酸锂与氢氧化锂的混合水溶液。该电池体系集成了传统锌电极比能量高、环保、价廉，以及锂离子电池正极嵌锂类材料结构稳定循环性能好的优点，回避了摇椅式锂离子二次电池嵌锂化合物负极材料在水系应用能量密度低、循环性能差等缺点以及锌电极在碱性电解液中热力学不稳定、易溶、枝晶引起寿命短的问题。巧妙的利用了双离子的沉淀‑嵌脱反应混合机理实现了水系锂离子电池应用的突破。
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一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法：1）采用含氟有机酸水溶液分离废旧锂离子电池正极材料中的活性物质与铝箔，液-固-固分离得到浸出液、含锂活性物质和铝箔；2）含锂活性物质分别进行高温焙烧、碱液除杂处理；3）浸出液分别进行加酸蒸馏回收含氟有机酸、加碱沉淀杂质离子、碳酸铵共沉淀制备镍钴锰碳酸盐三元前驱体；4）将处理后的活性物质和镍钴锰碳酸盐三元前驱体混合物组分调控，配入一定比例的碳酸锂后高温固相烧结再制备镍钴锰酸锂三元复合正极材料。本发明适用范围广，分离介质可循环利用，含锂活性物质与铝箔分离效率高，实现了废旧锂离子电池中正极材料的短程直接再制备，适合进行废旧锂离子电池大规模资源化回收。
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本发明公开了一种磷酸铁锂/碳纳米复合物及其制备方法与应用。本发明所提供的磷酸铁锂/碳纳米复合物由磷酸铁锂纳米颗粒和碳纳米颗粒原位复合而成,磷酸铁锂纳米颗粒均匀分散在由碳纳米颗粒组成的导电网络之中。其制备方法是先制备含必要组分的溶胶,再将该溶剂凝胶化,再在非氧化气氛下进行高温热处理即得产物。本发明提供的制备方法可控制磷酸铁锂的尺寸处于纳米尺度,并通过原料投料比控制磷酸铁锂颗粒和碳导电网络的比例,且复合过程是同时原位生成,成本较低;该方法还可避免纳米级磷酸铁锂颗粒的团聚,并增加对复合物的可操作性。该磷酸铁锂/碳纳米复合物用作锂离子电池的正极材料时表现出优异的高倍率性能和循环性能,用作电化学超级电容器正极材料时,比两个电极都为活性炭的电化学电容器具有更高的功率密度和能量密度。
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本发明公开了一种硫化物全固态电池锂负极复合材料的制备方法，将锂片和碳材料通过熔融法制备得到锂碳复合粉末，然后通过球磨和热处理制备得到高性能的硫化物固态电解质，再将锂碳复合粉末和固态电解质通过球磨法制备得到硫化物全固态电池负极复合材料。与传统的锂负极相比，该法极大地提高锂负极与固态电解质的接触面积，有效拓宽负极界面的离子通道；并可抑制锂负极与固态电解质之间发生界面反应，提高界面稳定性；复合材料中的碳可极大地提高锂负极的电子电导性，加快电子在锂负极间的传输；锂负极复合材料具有三维网络结构，可有效地抑制锂枝晶的生长，从而延长固态电池的循环寿命，提高电池的电化学性能。
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一种锂镧锆氧纳米纤维、复合薄膜的制备方法及固态电池应用。利用喷气气流与推进装置对锂镧锆氧的前驱体溶液进行成丝，对收集到的锂镧锆氧纤维前驱体进行热处理后得到锂镧锆氧纳米纤维。通过调控气流纺丝过程的工艺参数与热处理温度，分别得到超细锂镧锆氧纳米粉体或具有一定机械性能的锂镧锆氧纳米纤维膜。该方法操作简单，成本低，可实现商业化生产。锂镧锆氧纤维膜与聚合物的复合薄膜提供连续的锂离子通道，可提供更高离子电导率。锂镧锆氧纳米纤维粉体用于复合陶瓷隔膜或复合电解质，可避免对隔膜孔洞的阻塞、提供更高的离子电导率。利用锂镧锆氧纳米纤维膜或粉体制备的固态电池或锂离子电池循环性能稳定、倍率性能高、界面阻抗低、稳定性好。
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本发明公开了一种基于门控和注意力机制的锂电池剩余寿命预测方法，属于电池技术领域。该方法包括搭建基于门控和注意力机制的深度学习模型，所述深度学习模型包括依次连接的特征提取网络、基于自注意力机制的网络、第一全连接层、第二全连接层与求和单元；所述特征提取网络对输入的数据序列X＝[xt‑τ,xt‑τ+1,…,xt]处理得到数据序列所述基于自注意力机制的网络接收数据序列生成对应的输出序列Hattn；所述第一全连接层接收输出序列Hattn，生成中间值H1，所述第二全连接层接收H1；所述求和单元对所述基于自注意力机制的网络的输出与所述第二全连接层的输出求和，生成所述基于门控和注意力机制的深度学习模型的输出作为预测的锂电池容量序列；根据所述预测的锂电池容量序列与指定的锂电池失效阈值，得到所述锂电池的剩余寿命。本发明面对锂电池多维度特征和强因果长时序的情况，能够进行有效的信息提取，从而提高电池剩余寿命的预测精度，实现对锂电池未来工作状态的准确评估。
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本公开涉及一种锂镧锆氧基固体电解质陶瓷体及其制备方法。该方法包括：将待回收母粉与含锂化合物经混合得到混合母粉原料，使所述混合母粉原料在固相还原反应条件下进行还原反应，得到再生母粉；将锂镧锆氧基固体电解质陶瓷素坯包覆于所述再生母粉中，在氧化锆坩埚或铂坩埚中进行高温固相反应，得到锂镧锆氧基固体电解质陶瓷体和烧结后母粉；或者，将所述再生母粉压制成再生陶瓷素坯，将所述再生陶瓷素坯包覆于锂镧锆氧基固体电解质陶瓷粉和/或所述再生母粉中，在氧化锆坩埚或铂坩埚中进行高温固相反应，得到锂镧锆氧基固体电解质陶瓷体和烧结后母粉。该方法降低制备成本，可实现规模化制备锂镧锆氧基固体电解质。
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本发明公开了一种用于锂离子电池的宽温域电解质制备方法，属于锂离子电池技术领域。该方法包括以下步骤：将交联网络材料在电解液中混合均匀后加入高导锂离子粉体材料，继续混合均匀，得到混合液，随后将所述混合液注入锂离子电池内，在40～100℃下静置1～10h，原位聚合后得到用于锂离子电池的宽温域电解质。电解质呈液态‑凝胶态复合结构，液态结构可以保持电解质与电极的浸润，降低界面阻抗，实现锂离子电池在低温环境下的放电；分散导锂离子粉体材料的凝胶态结构可以提高电解质高温下的稳定性，实现锂离子电池在高温环境的稳定工作。同时，该方法工艺简单，成本低廉，适用范围广，利于工业化生产和推广应用。
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本发明公开了一种用于确定锂离子电池的荷电状态的方法及系统，属于锂离子电池技术领域。本发明方法，包括：对一次静置后的锂离子电池以预设充电倍率的电流进行充电至截止电压；对二次静置后的锂离子电池以预设放电倍率的电流进行放电至截止电压，并获取放电过程中锂离子电池的荷电状态，确定不同荷电状态下的锂离子电池的动态阻抗；根据不同荷电状态下的锂离子电池的动态阻抗，确定不同荷电状态下的动态阻抗谱图，并根据动态阻抗谱图获取拟合参数；提取拟合参数中的电荷转移电阻，根据电荷转移电阻确定锂离子电池的荷电状态。本发明能够利用电池动态阻抗测试进行荷电状态估算，提高了荷电状态估算的可靠性和准确度，有利于实际工程应用。
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本发明提供了一种表面富锂三元材料，富锂包覆层材料为Li5+aMxNyO4，其中0≤x≤1，0≤y≤1，x+y＝1，0＜a≤2，其中M，N为选自Fe、Co、Mn、Ni中的一种或多种。本发明的表面富锂三元材料与普通三元材料相比，制成扣电的测试结果显示，首次充电克容量提高，但放电克容量不受影响；且该材料与硅碳、硬碳、软碳等材料匹配后，全电池的可逆容量提高，电芯的能量密度提高。本发明还提供了一种表面富锂三元材料的制备方法，即采用气相沉积的方式，在三元材料的极片/材料表面均匀的沉积一层Li5+aMxNyO4，该方法可以实现纳米级均匀分布。
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本发明公开了属于锂氧气电池制备技术领域的一种气体充电模式锂氧气电池及其充电方法。该电池包括负极、隔膜、有机电解液、正极、绝缘壳体、上盖、下盖、第一阀门和第二阀门。该电池在进行充电时,从正极侧通入二氧化硫(或二氧化氮)气体,使其与放电产物氧化锂反应生成硫酸锂(或硝酸锂),溶解于有机电解液中。解决了锂氧气电池放电过程中,放电产物沉积在正极碳材料的大孔周围,随着放电长时间进行,放电产物会堵塞碳材料的孔径而导致放电终止的问题。本发明的锂氧气电池放电与充电过程相对独立,不仅降低了充电电压,而且提高了电池循环次数及循环效率。
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本发明属于二次电池的电化学性能检测技术领域，具体涉及一种简易的软包四电极锂离子电池测试体系，目的是利用已知的锂电池材料作为参比电极，甚至可利用待测的极片本身作为参比进行特定的电化学实验，不需要额外增加控制手段和工序。本发明包括环形负极片、方形负极片、方形正极片、环形正极片和隔膜。本发明的优点是：(1)采用现有成熟的软包电池叠片与封装工艺，简易方便，极片的尺寸和形状可任意定制，无需增加复杂的加工设备；(2)参比电极的材料选择广泛，不仅仅局限于金属锂，参比电极的环境控制要求没有金属锂严格，与工作电极的环境控制保持一致即可；(3)可以大批量重复制作，可增加测试的统计学意义，增加数据的可信度。
本公开涉及锂电池技术领域，具体公开了一种三元系复合氧化物基体材料、三元正极材料及制备方法与由其制备的锂离子电池。所述三元正极材料由三元系复合氧化物基体材料制备得到，所述三元系复合氧化物基体材料的化学式为Li1+nNi0.4+xCo0.6‑x‑y‑zAlyBzO2，其中，0.00≤x＜0.6，0.01≤y＜0.4，0.01≤z＜0.4，x+y+z＜0.6，0.00≤n＜0.25。本公开解决了现有正极材料的锰溶出问题，提高了镍的稳定性及镍钴铝材料的结构稳定性；并通过去除材料中的磁性物质及材料表面的残锂，提升了三元正极材料的稳定性，使得制备的锂离子电池具有良好的容量性能、循环性能以及高温储存性能。
本发明提供的一种表面空位占据法改性的锂离子电池正极材料及其改性方法，主要是在含锂金属氧化物正极材料表面构筑一个含有待插入离子的表面，再利用热处理法使材料表面的未被材料本身离子占据的空位被特定比例的待插入离子占据。离子插入后可占据表面空位，阻碍了材料中过渡金属离子的迁移，在不影响材料本体性能的前提下提升了材料表面的稳定性，有效抑制了表面副反应的发生和离子的溶出，提升了材料的循环稳定性，对于制备更高电压、更高能量密度的新一代锂离子电池正极材料，具有明显的现实意义。所述方法的合成路线简单，合成周期短，便于大规模制备，且该合成方法成本低，效率高，安全无污染，是一种理想的锂离子电池正极材料的改性方法。
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本发明公开了属于可充放的高比能二次电池技术领域的一种含有多功能添加剂的锂硫电池电解液及其应用。本发明电解液包括有机溶剂、锂盐和多功能添加剂，所述多功能添加剂为具有R1‑O‑R2化学结构式的化合物中的一种或多种；所述R1、R2相同或不同，R1或R2选自C1‑C8烷烃基、C2‑C8烯烃基、C3‑C8环烷基、C3‑C8杂环烷基或部分不饱和C3‑C8环烃基；所述C3‑C8环烷基、C3‑C8杂环烷基或部分不饱和C3‑C8环烃基的环结构含或不含取代基。本发明通过引入多功能醚类添加剂，减少了活性物质硫和锂的流失，增强了电池的循环稳定性，抑制了电解液中的多硫化物与金属锂之间的化学反应，提升电池的库伦效率。
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本发明涉及钠离子导体包覆富锂锰基层状正极材料的制备方法，属于新能源技术领域。本方法采用常温搅拌法进行包覆，具体包括三个步骤：碳酸盐前驱体的制备、氧化物包覆碳酸盐前驱体的制备和钠离子导体包覆富锂锰基层状正极材料的制备。该方法能够改善富锂锰基层状正极材料的倍率性能、循环稳定性能，并且能够抑制富锂锰基层状正极材料的电压衰减，减少氧气的析出。本发明方法合成工艺简单，生产效率高，适宜规模化生产。并且本方法具有反应物所需原料易得、无毒、成本低廉，生产过程无需特殊防护，反应条件容易控制，所得到的产物具有产量大、结果重复性好等优点。
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本发明提供了一种卷绕式锂浆料电池，其电芯通过对正极片和负极片进行卷绕而形成，电极片的电极活性导电材料层中含有非粘接固定的电极活性导电颗粒。卷绕式锂浆料电池还包括防漏部，防漏部设置于正极片和/或负极片的边缘或者设置于外壳上以便防止正极活性导电材料层中的正极活性导电颗粒从正极片渗漏和/或负极活性导电材料层中的负极活性导电颗粒从负极片渗漏。卷绕式锂浆料电池结构更加紧凑，形状可以针对应用场合做出调整，应用方便灵活。另外，卷绕式锂浆料电池采用均匀分布式多极耳群或全极耳的设计，有效地提高了电流传导能力、改善了电流分布、提高了电极活性导电材料的利用率。
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本发明提供了一种锂电池蓄电池组恒流恒压充电的控制方法，该方法首先采集电压、电流和温度等工作参数，判断出电源系统是否处于为蓄电池组充电的工作状态。如果电源系统处于充电状态，则先判断蓄电组工作温度是否正常，若超限，将恒流段的充电电流上限修改为当前温度下的允许值；再根据电池组单体电压，判断出工作在恒流段还是恒压阶段：在恒流阶段，控制量按前面的恒流段的充电电流上限给出；在恒压阶段计算出当前需给定的控制量；在锂电池蓄电池组充满时，将充电电流置零，终止充电。该方法采用的恒流-恒压控制方法比传统方法更灵活，并有利于延长蓄电池组的在轨寿命。
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