本发明公开了一种可实现快速充放电的石墨烯磷酸铁锂锂离子电池及其制造方法,属于可重复使用的磷酸铁锂锂离子二次电池技术领域。本发明它以在正极浆料中加入不同比例的油性石墨烯浆料取代导电剂SP作为电池阴极;以在负极石墨类材料中加入不同比例的水性石墨烯浆料取代导电剂SP作为电池阳极,以将正负极浆料涂敷在正负极箔材之上,通过涂布机高温烘烤、辊压、模切等工序制作成正负极极片,以多孔PP和PE为隔膜,以EC、DMC、EMC混合物为电解液,以1.0~1.4摩尔/升LIPF6为电解质,使用金属罐、塑胶外壳或者铝塑膜作为外壳做成电池。添加石墨烯的电池显著的降低了电池的内阻,提高了电池倍率充放电性能。
本发明公开了一种用于磷酸锰铁锂电池的电解液,其包括锂盐、溶剂和添加剂;所述锂盐,包括六氟磷酸锂、双氟甲基磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂和二氟磷酸锂中的至少一种;所述溶剂,包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种;所述添加剂,包括碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯和N,N‑二甲基丙烯酰胺DMAA中的至少一种。此外,本发明还公开了一种磷酸锰铁锂电池以及一种用于磷酸锰铁锂电池的电解液的制备方法。本发明通过采用一种用于磷酸锰铁锂体系的碳酸酯溶剂与酰胺添加剂的电解液配方,可以改善正极与电解液的稳定性,抑制电解液的氧化分解,降低了过渡金属的溶出,有效提升磷酸锰铁锂电池的电性能。
本实用新型公开了一种亲锂氮掺杂碳纳米管三维复合锂金属负极片,包括集流体和锂金属片,所述集流体为微米级碳纤维布和附着在微米级碳纤维布其中一面上的一层氮掺杂碳纳米管亲锂层,氮掺杂碳纳米管亲锂层相对碳纤维布的另一面与锂金属片连接,所述微米级碳纤维布厚度为0.11mm~0.17mm,其内部碳纤维直径为5~10μm,氮掺杂碳纳米管亲锂层的厚度小于100nm,本实用新型提供的负极片可有效抑制锂金属负极在循环过程中无限的体积变化,使用微米级碳纤维布及其表面的亲锂层可以在锂剥离/沉淀过程中诱导成核,有效抑制锂枝晶的形成,进而确保了电池的安全性,同时本新型提供的负极片制备工艺简单,制作成本低,有利于进行大规模生产,具有极高经济价值。
本发明公开了一种磷酸铁锂电池电芯、高能量密度磷酸铁锂电池及电池的制备方法,其中,磷酸铁锂电池电芯由正极极片、第一隔膜、负极极片、第二隔膜依次重叠并卷绕制成;正极极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体表面的正极涂层,负极极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体表面的负极涂层。本发明将磷酸铁锂电池的单体能量密度提高到190~195Wh/kg,成组后系统能量密度超过140Wh/kg,满足乘用车400km以上续航要求,为铁锂电池广泛应用于乘用车领域提供了解决方案。
本发明公开了一种低膨胀磷酸铁锂极片,包括正极集流体;正极集流体的上下两侧表面,分别涂覆有至少一层正极活性物质材料层;或者,正极集流体的上侧表面或下侧表面,涂覆有至少一层正极活性物质材料层;其中,正极活性物质材料层,包括符合第一材料条件的磷酸铁锂颗粒、符合第二材料条件的磷酸铁锂颗粒、导电剂、粘结剂、分散剂和无机填料。此外,本发明还公开了一种磷酸铁锂电池,以及公开了一种低膨胀磷酸铁锂极片的制备方法、一种磷酸铁锂电池的制备方法。本发明提供了一种低膨胀磷酸铁锂极片和磷酸铁锂电池及制备方法,其设计科学,该磷酸铁锂极片的膨胀率低,能够有效提升电池的循环寿命及安全性能,具有重大的实践意义。
本发明涉及电池技术领域,具体提供一种预锂化方法及预锂化系统,旨在解决现有技术中的预锂化方法所需的预锂化时间长、预锂化效率低的问题。为此目的,本发明的预锂化方法包括如下步骤:在干燥环境中,将电解液喷洒至负极片的两侧;将复合膜压合至喷洒有电解液的负极片的两侧;对压合后的负极片进行预锂化;使复合膜与预锂化后的负极片分离;烘干预锂化后的负极片;其中,复合膜包括依次设置的隔膜层、与第一电源电连接的金属锂层、导热层以及与第二电源电连接的电阻层。本发明通过将隔膜层、金属锂层、导热层以及电阻层组合在一起,通过将电解液喷洒至负极片的两侧以及通过电阻层的加热,从而能够有效提高预锂化效率,缩短预锂化时间。
本发明提供了一种二氟磷酸锂的制备方法及锂离子电池电解液,其中,一种二氟磷酸锂的制备方法包括以下步骤:在10℃以下的低温状况下,采用有机溶剂溶解LiPF6;向含LiPF6的有机溶剂中通入高纯SO2F2气体反应;反应结束后将产物结晶、过滤、洗涤、再过滤、干燥得到二氟磷酸锂产品。通过本发明的技术方案,合成的二氟磷酸锂产品纯度高,产品纯度大于99.5%,游离酸(HF)含量小于50ppm,不溶物含量小于100ppm,而且工艺简单,便于分离,能够进行工业化生产,含有本发明的二氟磷酸锂有机系锂离子电池电解液的锂离子电池具有优良的循环性能和低温性能。
本发明公开了一种锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池,包括正极、负极、多个隔膜、聚合物凝胶电解质、电池壳体,其特征在于,包括:正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成,正极活性物质采用锰酸锂、镍钴锰酸锂材料;粘结剂采用聚偏氟乙烯;导电剂采用导电炭黑、导电石墨、鳞片石墨、纳米碳、纤维粉中的一种或多种;正极集流体采用铝箔;镍钴锰酸铝30%-40%;锰酸锂40%-50%;纳米碳、纤维粉3%-6%;导电炭黑2%-4%;鳞片石墨1%-4%;聚偏氟乙烯4%-7%;余量为铝箔,提高锰酸锂和镍钴锰酸动力电池比能量、功率、容量、放电效率、使用寿命、安全性和结构稳定性。
本发明提供一种高磷酸含锂的2,4,6‑三氧代‑1,3,5‑三嗪‑三磷酸基锂盐及溶剂、添加剂等复配得到的锂离子电池阻燃电解质的制备方法,高的磷酸基与锂离子含量,在实现阻燃效果的前提下,提供多个锂离子附着位点,提高电解液中锂离子浓度,并减少了阻燃添加剂的使用。其特征在于,首先用亚磷酸三酯取代三氯异氰尿酸上的高活性氯,得到磷酸酯类化合物;再将酯类化合物水解得到磷酸基产物;其锂盐、中间体磷酸酯及其它添加剂溶解到有机溶剂中复配得到新型阻燃锂离子电池电解质,本发明所述的新型电解质可用于锂离子电池、锂氧电池、锂硫电池的电解质。
一种复合磷酸铁锂材料的制造方法,将磷酸铁锂材料与纯净水按重量比例1∶5~15配制成悬浊液,用5~30%浓度的磷酸将悬浊液的PH值缓慢调节到1~3,加入分析纯的可溶氯化盐,加入量为磷酸铁锂材料摩尔数的0.05~2%;然后在溶液中加入氨水,将溶液的PH值调节到5~6,生成氢氧化物胶体;将液体经喷雾干燥制成粉体,在惰性气氛下300~450℃煅烧3~6H;由氢氧化物胶体热分解得到的高电导率氧化物包覆在磷酸铁锂材料晶粒表面;煅烧的物料经球磨、过筛成为成品。本发明高电导率氧化物包覆在磷酸铁锂材料表面,不仅提高了磷酸铁锂材料的电导率,而且提供了锂离子的输运通道,对放电性能具有较好的改进作用,特别是对其高倍率的放电性能有较大的改善。
本发明公开了一种带石墨烯导电骨架的锂电池及其制备方法,解决现有的以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池导电率低和扩散速率低的技术问题。包括正极基板、石墨烯导电骨架和正极活性材料;石墨烯导电骨架由多个彼此相连的单元槽体组成;石墨烯导电骨架以3D打印工艺打印于正极基板上;多个单元槽体内填充正极活性材料。带石墨烯的导电骨架能够有效提高正极活性材料中的电子导电率和锂离子扩散速率,能够提高锂电池体积比容量和能量密度,进而提高充电速度,改善了锂电池的倍率性能和循环性能。
本发明公开了一种尖晶石锰酸锂其制备方法及锂离子电池,属于电池正极材料制备领域。其技术方案包括所述尖晶石锰酸锂首次放电克容量为160‑240mAh/g,放电平台≥2个。本发明应用于锂离子电池正极材料方面,解决了现有锰酸锂正极材料不能同时兼顾高比容量及良好的循环稳定性以及电解液匹配性的问题,具有高比容量、良好的循环稳定性以及电解液匹配性的特点。
一种高性能富锂锰锂离子电池正极极片的制作方法,其所采用的富锂锰基正极材料的化学式为aLi2MnO3·(1-a)LiCoxNiyMn1-x-yO2,其中0<a<0.5,0<x<1,0<y<1;利用该材料制作锂离子电池正极极片的步骤为烘烤、真空搅拌、涂覆、真空搅拌制得,利用本发明所提供的方法制作出的锂离子电池正极极片具有高循环性能、高倍率性、高密度性及高裹敷性的特点。
本发明提供一种具有聚酰亚胺结构的改性芳纶聚合体、芳纶铸膜液、锂电池隔膜及制备方法和锂电池。具有聚酰亚胺结构的改性芳纶聚合体,其制备方法包括:将芳香族二胺溶于有机溶剂,在惰性气体环境下加入芳香族二酰氯和芳香族二酸酐,进行第一反应;加入脱水剂进行第二反应。芳纶铸膜液,其原料包括具有聚酰亚胺结构的改性芳纶聚合体和无机颗粒。锂电池隔膜包括基材和涂覆在基材表面的涂覆层,涂覆层包括芳纶铸膜液。锂电池隔膜的制备方法包括将包括芳纶铸膜液在内的物质涂覆在基材上,再进行凝固处理,然后置于水中浸泡,最后进行干燥处理。锂电池包括锂电池隔膜。本申请提供的锂电池隔膜制的锂电池安全性能好。
本发明提供一种复合锆酸锂改性双相钛酸锂/二氧化钛负极材料及其制备方法,该材料以硝酸锆、硝酸锂为复合锆酸锂的原料,与双相钛酸锂/二氧化钛混合均匀后,在100~200℃进行烘干,在600~800℃烧结3‑10小时制备而成。采用复合锆酸锂改性双相钛酸锂/二氧化钛作为锂离子电池负极材料,可同时具有优异的电子传导率和离子传导率;不必进行碳包覆即可具有优异的电化学性能;在较高的电流密度下进行快速充放电具有高的库仑效率,优异的倍率和循环性能。步骤简单、操作方便、实用性强。
本发明适用于锂离子电池技术领域,提供了一种锂离子电池微米硅基负极用粘结剂及锂离子电池,包括聚磷酸盐和有机聚合物,所述有机聚合物含‑OH、‑COOH、‑NH2至少一种官能团,本发明还公开了一种锂离子电池,包括粘结剂、导电添加剂和微米硅颗粒,本发明通过聚磷酸盐和含‑OH、‑COOH、‑NH2至少一种官能团的有机聚合物之间的强相互作用而形成的网络粘结剂;聚磷酸盐中富含极性P‑O‑和P=O官能团,能够与有机聚合物中的‑OH、‑COOH、‑NH2官能团形成强的离子‑偶极和偶极‑偶极力;该作用力强于传统的氢键作用,赋予了复合网络粘结剂更强健的机械性能,使其能够有效地维持微米硅电极的结构稳定;本发明粘结剂制备方法简单,原料价格便宜,易于大规模商业化应用。
本发明属于锂离子电池领域,更具体地为一种锂离子电池浆料中导电剂的分散方法及其锂离子电池浆料。本发明采用的技术方案包括如下:锂离子电池浆料包括活性材料、导电剂、粘结剂、溶剂,分散方法步骤如下:将粘结剂和溶剂搅拌,获得混合均匀的胶液;将导电剂加入胶液内,进行初步搅拌;将产物使用径流式高剪切均质机分散,浆料粘度达到2200‑3100mPa﹒s;然后再次进行搅拌;将正或负极活性材料加入,进行搅拌均匀,得到粘度为5000‑12000mPa﹒s的浆料。本发明的导电剂分散方法解决了导电炭黑在正极浆料的配料过程中团聚问题,通过降低导电剂的团聚,从而解决因导电剂分布不均匀对活性材料电池的电性能影响。
本发明涉及具有大层间距MoS2@C空心球高性能锂离子负极材料的制备方法,具体涉及一种利用液相法先合成前驱体,再通过气相方法将前驱体转化成形貌和尺寸可控具有大层间距MoS2@C空心球高性能锂离子负极材料的方法,其具体制备工艺为:称取一定量磷钼酸(H3PMo12O40·nH2O)溶于一定量去离子水中,将一定量吡咯溶于一定量无水乙醇后逐滴加入上述溶液,不断搅拌,在室温下反应一定时间,将得到的蓝色沉淀离心,在60℃干燥一定时间。将所得产物前驱体和硫磺按质量比1 : 2放置在管式炉中,硫磺前置,在Ar气气流中在600℃保温一定时间,800℃保温一定时间。前后升温速率分别为1℃min‑1和3℃min‑1。所得到的大层间距MoS2@C空心球高性能锂离子负极材料具有尺寸均匀,导电性好,储锂容量高等优点。本发明材料制备方法简易,设备简单;原材料价格低廉,重复性好。
本发明属于锂离子电池技术领域,公开了一种无钴富锂锰基正极材料及锂离子电池。所述锂离子电池,包括无钴富锂锰基正极材料和高性能电解液。与其他技术相比,本发明提供的无钴富锂锰基正极材料,实现真正意义上的无钴化,其制备工艺简单并且容易工业化,制备的锂离子电池具有循环稳定性好、倍率性能高以及循环过程中电压衰降低的优点,具有很大的商业化前途和应用价值。
本发明涉及一种磷钼酸锂纳米棒锂电池正极材料及其制备方法和应用,该制备方法在醇类溶剂中加入磷钼酸、表面活性剂、锂化合物,保持恒定温度,使反应混合物达到中性;减压蒸发部分溶剂,冷却到一定温度后恒温保持,过滤、洗涤得到磷钼酸锂纳米棒锂电池正极材料;制备得到的磷钼酸锂纳米棒锂电池正极材料具有较高的充放电比容量及优良的循环性能;可应用于新能源储能领域。
本发明公开了一种用于锂硫电池阴极的动物胶粘结剂及其制备方法,所述的锂硫电池阴极粘结剂由3‑磺基‑丙氨酸和盐酸多巴胺复合改性动物胶而成。本发明通过天然生物高分子动物胶制备锂硫电池的新型复合粘结剂代替传统粘结剂聚偏二氯乙烯,动物胶分子中的氨基和羧基分别与3‑磺基‑丙氨酸分子中的羧基,盐酸多巴胺分子中的氨基发生酰胺化反应,且3‑磺基‑丙氨酸分子中的‑SO3H基团能够通过取代反应将阴极活性材料固定,提高硫活性材料的利用率;盐酸多巴胺中的儿茶酚胺基团能够更加牢固地保护硫阴极的结构完整性。这种动物胶复合改性粘结剂不仅作为粘结剂还可作为阴极材料的强分散剂,且该粘结剂制备合成简单,具有良好的电化学稳定性、更长的循环寿命。
本发明提供一种从盐湖锂矿生产氯化锂的方法,包括酸化反应、净化除杂、氯化反应、冷冻析钠、浓缩析锂等工艺步骤,不仅适用于氯化盐型盐湖,也可适用于硫酸盐型及碳酸盐型盐湖,综合利用盐湖中的氯、钠和硫酸根等来生产日益紧俏的氯化锂和硫酸钠,满足了我国对锂盐产品的极大需求;并且,相对于目前广泛使用的碳酸锂和盐酸反应制备氯化锂的方法,本发明提供的从盐湖锂矿生产氯化锂的方法,可以不经过先制备碳酸锂再氯化反应至氯化锂而直接制备出合格的氯化锂产品,成本低,工艺简单,便于操作。
一种锂离子二次电池的锰位铌掺杂型锰酸锂正极材料及其制备方法,本发 明采用易于产业化的固相法,经过简单的球磨、烧结工艺,通过控制球磨时间 及烧结温度和时间,制备出结晶性能良好、成分均匀的锰位铌掺杂型二次锂离 子电池用正极材料锰酸锂粉体。该锂电池正极材料的化学通式为LiMn2-xNbxO4, 0<x<0.2,与普通锰酸锂相比,其具有容量更高、循环更好、倍率性能更优越 的特点,同时更易于工业化生产。
本发明提供了一种用于锂离子电池极片的功能涂层浆料,包括多孔材料和高分子聚合物;所述多孔材料包括有机多孔材料和/或无机多孔材料;所述高分子聚合物与所述多孔材料的质量比为(0.1~10):1。本发明在正极和/或负极极片表面涂覆一层功能涂层浆料,该浆料由特定组成和比例的多孔材料和高分子聚合物组成,该浆料形成的涂层在锂电池正负极材料覆盖,低温时离子可以迁移通过,高温时涂层闭孔阻止离子迁移,在锂离子电池升至一定温度时多孔材料在溶剂作用下被溶剂水解坍塌以及多孔材料中的聚合物会自动熔融闭孔,充分阻断正负极材料和电解液的反应,提高电池的安全性;而且锂离子电池正常工作时,还能提高锂离子电池的容量和循环寿命。
本发明公开了一种耐高电压多级结构复合固态电解质及其制备方法,以及其在固态锂电池中的应用。其特征在于锂电池采用了多级结构不同组分的固态电解质,负极侧的电解质采用与电极界面相容性优异的聚合物电解质,正极侧的电解质采用耐高电压的聚合物电解质,中间层采用离子电导率高的聚合物电解质或者无机电解质。多级结构固态电解质结合了不同组分的优点,具有机械性能高、离子电导率高、电化学窗口宽、与电极的界面相容性优异、能够抑制锂枝晶的生长等优点。同时,相比于传统的液态锂离子电池,采用多级复合固态电解质组装的电池具有更高的安全性能以及能量密度。
本发明提供一种低温磷酸铁锂锂离子动力电池,包括正极片、负极片、隔膜、电解液、外壳、盖板和极柱,所述正极片中的正极料包括正极活性物质、粘结剂和导电剂,所述正极活性物质为纳米化并经非连续石墨烯结构包覆的磷酸铁锂,其中纳米化磷酸铁锂的中值粒径为5-10nm,石墨烯为3-8层多层石墨烯,包覆面积占磷酸铁锂材料总表面积的40%-70%;本发明克服了磷酸铁锂锂离子动力电池低温性能差的现状,在不降低其他性能指标的前提下,具有更加优异的低温性能,极大地拓展磷酸铁锂锂离子动力电池的应用范围,有利于电动汽车在低温地区的推广和寒冷冬季的正常使用。
本实用新型涉及锂离子电池正极材料锰酸锂粉碎装置,属于电池材料生产技术领域。本实用新型可对破碎后正极材料锰酸锂进行筛分,并将筛分后粒度较大的正极材料锰酸锂再次破碎,提高锰酸锂粒度的均匀性,本实用新型所述的锂离子电池正极材料锰酸锂粉碎装置包括:破碎机本体;设置于破碎机本体出料端的筛分箱;倾斜固定于筛分箱内的筛网;设置于筛网下方的第一出料口;设置于筛网低端的第二出料口;与所述第二出料口连接的筒式提升机;以及设置于第一出料口下方的可旋转包覆罐,所述筒式提升机出料端位于破碎机本体进料端上方,所述可旋转包覆罐上设有与所述第一出料口对应的进料口。
本发明提供了一种锂离子电池纳米硅复合补锂负极材料及其制备方法与应用,所述复合补锂负极材料包括纤维状的石墨烯、沉积在石墨烯内部与表面的纳米硅颗粒和分布于石墨烯内部与表面的金属锂颗粒,石墨烯的至少一部分表面上包覆有碳层。本发明采用化学沉积法和静电纺丝制备复合补锂负极材料,所得锂离子电池复合补锂负极材料的性能稳定,安全性高,不仅可以实现均匀补锂,还提高了锂离子电池的首次效率及能量密度,有效提高了锂离子电池的导电性,保证了锂离子电池的长循环及优异的倍率性能。本发明复合补锂负极材料的制备方法简单,易于实现。
本发明提供一种由锂矿石制备高纯碳酸锂的方法,具体采用以下步骤,利用盐酸酸浸锂矿石制取氯化锂盐酸浸出液,蒸馏除去氯化氢,加入氨水调节pH值至6~7,除去铝和少量的铁、镁、钙离子,过滤后520~620℃煅烧收集氯化铵纯品,得富锂固体,富锂固体中加入高纯水得混合浆料,加入碳酸钠进行除钙,除钙后的滤液加入碳酸钠沉锂,得到碳酸锂粗品,用高纯水反复洗涤得高纯碳酸锂。该方法成本低,工艺流程简单、易实现工业化生产,安全节能,锂回收率高,碳酸锂纯度高,同时可回收工业氧化铝、高纯氯化铵晶体以及盐酸溶液。
本公开涉及一种表面氮修饰的富镍锂离子正极材料的制备方法,该方法包括以下步骤:(1)使富镍前驱体与锂源混合并烧结,得到富镍锂离子正极材料;(2)使富镍锂离子正极材料在氨气存在条件下进行氮化处理,氮化处理的温度为480~540℃,保温时间为0.5~3h。该制备方法通过在氨气条件下低温氮化处理,可在材料表面掺入少量氮元素,氮元素能够减少材料表层不稳定活性氧的含量,减少电池失氧现象,避免电池热失控进而发生爆炸;其次,氨气在氮化处理中会还原氧原子,产生众多氧空位,氧空位不仅会形成重要的锂离子扩散通道,提高电池的容量,而且还可以吸附活性氧,减少失氧现象,从而提高电池的循环性能和安全性能。
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