本发明涉及一种锂电池用磷酸铁锂复合材料的制备方法。现有方法制备的产品碳包覆不够均匀或纯度不够。本发明方法首先将可溶性锂化合物溶解于去离子水中配制成锂离子浓度为0.3~0.9mol/L的含锂溶液,加入氧化石墨烯,搅拌分散后加入磷酸和亚铁盐,形成混合溶液;然后将混合溶液置于不锈钢反应釜中在180℃~220℃下反应1~4小时,反应液过滤后,经洗涤、干燥后得到磷酸铁锂/氧化石墨烯复合材料,最后充氢气进行还原反应,得到磷酸铁锂/石墨烯复合材料。本发明方法获得的磷酸铁锂/石墨烯复合纳米材料复合均匀,极大地提高磷酸铁锂的导电性,成功解决了磷酸铁锂正极材料导电不良的缺点,提高了电池在大电流放电时的容量。
本发明公开了一种高电压钴酸锂/钛酸锂电池,电池正极采用4.4V高电压钴酸锂,该材料可将充电电压提高至4.4V,从而具有较高的比容量(其比容量为185mAh/g,压实密度为4.2g/cm3),同时具有较高的稳定性,负极采用钛酸锂,电化学性能好,并对电解液配方进行了改进,从而使得电解液和电极界面更稳定。本发明的电池在拥有较高能量密度的同时具有良好的循环性能、安全性能、快速充电和低温充电能力,从而有助于推动钛酸锂电池在锂离子动力电池领域的发展。本发明还公开了一种高电压钴酸锂/钛酸锂电池的制备方法,步骤简单,可操作性强。
本发明公开了一种锂电池包放电保护方法及采用该方法的锂电池包,当锂电池包进入工作状态时,热敏电阻处于正常工作状态,此时先判定锂电池包是处于充电工作状态还是放电工作状态,当锂电池包处于充电工作状态时,保持热敏电阻的正常工作状态,当锂电池包处于放电工作状态时,此时监测锂电池包中每节锂电池的电压,如果所有节锂电池没有过放,保持热敏电阻的正常工作状态,如果出现任意一节锂电池过放,此时使热敏电阻由正常工作状态变换至异常工作状态,锂电池包的温度信号输出端输出异常信号;优点是通过原有的充电器仍然实现单节过充保护以及原有的放电控制器实现单节过放保护,提高锂电池包的使用寿命,降低发生安全事故的风险。
本发明公开了一种从含锂盐湖卤水中提取锂盐的方法和装置。所述方法包括以下步骤:(a)将水槽内的卤水加热至60-70℃;(b)采用疏水性微孔膜对加热的卤水进行膜蒸馏,分别获得水和浓缩的卤水;(c)将浓缩的卤水加热至40-60℃后,送回至水槽;(d)重复步骤(a)、(b)、(c),直至水槽内析出盐。通过浮选,从步骤(d)获得的盐中将锂盐、钠盐、镁盐进行分离,得到锂盐粗品;任选地,对锂盐粗品进行精制,可以获得纯度更高的锂盐。本发明还公开了适用该方法的装置,包括水槽、集热器、水泵和膜组件。本发明具有高效、节能、环保、占地面积小,便于操作,易于实现大规模工业化生产等优点。
本发明涉及摩托车及汽车启动电源用锂电池正极浆料及使用该正极浆料的锂电池;本锂电池正极浆料包括以下重量份的成分组成:LiFePO4:1.0~4.0份;Li2CO3:0.05~0.2份;导电剂:0.05~0.4份;水性黏合剂:0.1~1.0份;去离子水:0.5~2份;极性溶剂:0.1~0.35份。本锂电池的正极片是涂覆有上述混合型正极浆料的铝箔。本发明的锂电池混合型正极浆料采用磷酸铁锂材料和碳酸锂材料进行配伍生产的锂电池比容量及比能量方面优良,功率高,锂电池安全性能好,循环使用寿命长,生成成本低,可以取代铅酸电池作为摩托车及汽车启动电源电池,填补国内磷酸铁锂电池使用在启动电源的技术空白。
本发明属于酸锂晶片用具技术领域,尤其涉及一种6英寸铌酸锂晶片或钽酸锂晶片的生产工艺。本发明公开了一种6英寸铌酸锂晶片或钽酸锂晶片的生产工艺,其步骤如下:A:切割成厚度0.6-1mm的晶片;B:把晶片装入还原炉内还原;C:研磨后用超声波清洗干净;D:粘片工艺;E:研磨工艺;F:抛光工艺;G:清洗工艺:然后装盒。本发明采用2次腐蚀去除晶片内部应力,晶片黑化去静电荷,机械化学法抛光达到超光滑平面,使得各项指标达到TTV<5um,BOW<40um,warp<40um?PLTV>95%适合大批量生产。
本发明涉及硫化锂电池负极材料,旨在提供一种锂离子电池负极材料及其硫化锂电池的制备方法。其中负极材料的制备过程包括:SnO2的制备、SnO2-石墨烯复合材料的制备和SnO2-石墨烯-聚苯胺复合材料的制备步骤。本发明利用SnO2具有高的储锂比容量的特性,形成一种具有二氧化锡、石墨烯和聚苯胺分层结构的高容量的锂离子电池负极材料;利用硝酸铝为电解液添加剂而得到的溶胶电解液能够有效阻止聚硫穿梭,有效提高硫化锂电池的寿命。本发明的硫化锂电池有效避免大电流充电时出现金属锂枝晶,提高了硫化锂电池的安全性。由于硫化锂和SnO2都是高的容量材料,所形成硫化锂电池具有容量高、可靠性好的优点,可应用于电动汽车,以及光伏发电和风力发电的电力储存。
本发明公开的锂离子电池磷酸亚铁锂正极,它的组分及其的质量百分比含量为:磷酸亚铁锂80-91%,石墨纳米片2~9%,其余为聚偏氟乙烯。其制备方法:首先将石墨纳米片均匀分散在丙酮中,加入磷酸亚铁锂,制得到石墨纳米片与磷酸亚铁锂的复合物;然后将得到的石墨纳米片与磷酸亚铁锂的复合物和质量浓度5%的聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶胶搅拌成均匀的混合浆料,涂到作为集流体的铝箔上,真空干燥,碾压。本发明的含有石墨纳米片的锂离子电池磷酸亚铁锂正极具有高的大电流放电性能,作为动力锂离子电池的正极具有广泛的应用。
本发明涉及锂离子电池技术领域,公开了一种软包锂离子电池的化成方法及软包锂离子电池。该化成方法包括以下步骤:第一次充电:注液后3~24h,将锂离子电池充电至额定容量的0.05%~0.4%,充电时间为1~30min;第二次充电:注液后12~72h,将锂离子电池充电至额定容量的8%~30%,充电时间为3~6h;第三次充电:第二次充电后24~72h,将锂离子电池充至满电,充电时间为3~6h。本发明的化成方法通过在浸润期间引入小电流充电,能有效防止高能量密度的软包锂离子电池在化成过程中出现负极活性物质和集流体脱落的问题,从而获得兼具高能量密度、长循环寿命和高良品率特点的软包锂离子电池。
本发明涉及一种拓宽磷酸亚铁锂烧结温度范围的方法,其特征在于,磷酸亚铁锂制备原料中的铁源由不同的含铁化合物组成,通过调节不同铁源组分的比例关系来实现磷酸亚铁锂烧结温度范围的拓宽。本发明还提供了一种磷酸亚铁锂的制备方法,利用上述拓宽磷酸亚铁锂烧结温度的方法来制备磷酸亚铁锂,可以实现在较宽的温度范围内制备磷酸亚铁锂,减少了对烧结设备精确度和可靠性的依赖,提高了磷酸亚铁锂制备批次的稳定性。
本发明的用于锂离子电池正极的磷酸钒锂复合材料,是由多壁碳纳米管改性的无定形碳原位包覆Li3V2(PO4)3表面形成的粉末,按质量百分比含有:95%~98%的Li3V2(PO4)3,2%~5%的碳。其制备方法:按Li3V2(PO4)3的化学计量比将原料Li2CO3、NH4H2PO4和NH4VO3混合,加入多壁碳纳米管和聚乙烯醇,再加入无水乙醇在球磨机上球磨混合后,在氩气气氛中煅烧,即可。本发明的磷酸钒锂复合材料用于锂离子电池正极,充放电容量高,循环稳定性好。高倍率性能优异,材料导电性高。适合给便携式电动工具、电动摩托车以及电动汽车等提供动力能源。
本发明属于锂金属电池领域,公开了一种气液混合处理锂金属表面的方法及锂金属电池。首先利用混合气体与锂金属表面发生反应,再将锂金属浸泡在氟代溶剂中,从而在锂金属表面构筑均匀致密的氟化锂和硫酸锂包覆层。第一步用混合气体处理,使锂金属表面形成硫酸锂以及少量的氟化锂晶粒。第二步通过氟代溶剂浸泡使锂金属表面内层形成较多的氟化锂。内层的氟化锂和中间层的氟化锂相导通,大大提高了锂金属界面的导电性,且氟化锂具有很强的可塑性,能很好低适应锂金属的表面形变。而外层较多的硫酸锂则抑制了锂金属与空气中的水和氧发生反应,降低其对存储和使用环境的要求。使用该工艺处理的锂金属组装成的锂金属电池,容量保持率和循环性能显著提高。
本发明属于电池领域,公开了一种含含硫锂盐添加剂的电解液及含该电解液的锂离子电池。本发明含含硫锂盐添加剂的电解液包含锂盐、有机溶剂和添加剂,其中,所述有机溶剂中包含链状碳酸酯、环状碳酸酯、羧酸酯中的一种或多种,所述添加剂中包含通式(I)所示的含硫锂盐化合物。本发明的锂离子电池用非水电解液中加入了含硫锂盐,含硫锂盐的加入,提高了SEI膜对锂离子的通透性,所以阻抗低,循环性能好。同时,含硫锂盐中不饱和键的存在还能提高SEI膜的韧性,磺酸类的添加剂形成的磺酸锂盐的膜,高温效果也好。
本发明提供了一种锂离子正极复合材料的制备方法,包括:A)将三元前驱体、富锂前驱体和锂源混合,得到混合物;所述三元前驱体为NixCoyMnz(OH)2,其中x+y+z=1;所述富锂前驱体为(NiaCobMnc)CO3,其中a+b+c=1,c≥0.5;B)将混合物烧结,得到锂离子正极复合材料。本发明通过三元前驱体和富锂前驱体复合的方式,制备得到三元/富锂复合正极材料,可以解决三元正极材料在高工作电压条件下容量衰减的问题,还提高了三元正极材料在高工作电压条件下电化学性能的稳定性。同时提高了三元正极材料的放电比容量和能量密度。
本发明提供了一种熔融预锂化的方法,包括以下步骤:将正极活性物质、复合导电剂、粘合剂、锂粉和溶剂以质量比95~98:0.7~0.9:2~3:8~12:100~110混合,得到的正极浆料涂布、辊压和制片,得到正极片;将正极片在氮气氛围中反应,反应的温度为50~300℃,时间为1~48h,得到反应后正极片;将所述反应后正极片、负极片和隔膜制成电芯,再焊接,封装,注入电解液,得到电池;将电池静置后进行充电化学激活,形成的锂离子嵌入负极,完成预锂化。该方法属于电化学预锂化,它是形成氮化锂后用电化学的方法使得氮化锂释放出锂离子嵌入负极,与其他方法相比有更好的均匀性,初期形成的SEI更致密,更精确,使得电池的首次效率高,能量密度大。
本发明公开了一种包覆改性的锂离子电池镍锰酸锂正极材料的制备方法,该方法包括:(1)制备镍锰酸锂正极材料;(2)将含钛化合物与镍锰酸锂正极材料、水在分散介质中混合均匀,得到前驱体;(3)将所述前驱体置于氮气气氛下烧结,得到氮化钛包覆的镍锰酸锂正极材料。本发明制备方法将含钛化合物与镍锰酸锂正极材料混合,并通过氮气气氛下烧结得到氮化钛包覆的镍锰酸锂正极材料;该材料可以通过防止活性材料和电解液直接接触而减少锰在电解液中的溶解,从而提高锂离子电池镍锰酸锂正极材料在大倍率下的放电性能和循环稳定性。
本发明公开了一种高电压锂离子电池非水电解液,包含锂盐、有机溶剂和添加剂,按在高电压锂离子电池非水电解液中的质量百分含量,所述添加剂组成为:氟代醚类添加剂1‑5%,功能添加剂5~15%。本发明还提供含有该高电压锂离子电池非水电解液的锂离子电池。本发明的高电压锂离子电池非水电解液通过优化配方,含有三种锂盐组成的混合锂盐和独特的组合添加剂,提高了电解液的热稳定性,明显改善了电解液的高温存储和高温循环性能,且在低温和常温环境下可有效防止电解质在阴极表面的氧化和电解液的分解,提高锂离子电池的低温性能和循环寿命,此外氟代醚还可以改善电池的浸润性。
本发明公开了一种基于Takagi‑Sugeno模糊模型的锂电池荷电状态估计方法,包括建立锂电池的二阶等效电路模型,并将二阶等效电路模型线性化,得到若干子线性模块模型,并为每个子线性模型选择合适的隶属度函数,并进行归一化处理后,设计出系统的观测器,最后求解线性矩阵不等式,获得观测器的反馈增益,从而得到获得锂电池的荷电状态。本发明将线性化的分析理论和方法引入锂电池SOC的估计中,避免直接对非线性锂电池模型进行分析和观测器设计,并相比传统的锂电池荷电状态估计方法具有更高的精度。
本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种三元锂离子电池非水电解液及锂离子电池。该三元锂离子电池电解液包含非水性有机溶剂、电解质锂盐和添加剂,所述添加剂中包含具有式(Ⅰ)所示结构的草酸磷酸锂类添加剂,还可包含碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、1,3‑丙烷磺酸内酯(PS)、硫酸乙烯酯(DTD)、三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)等常规添加剂。本发明独特组合的常规添加剂和具有式(Ⅰ)所示结构的草酸磷酸锂类添加剂的共同作用,既能抑制正极材料颗粒在循环过程中颗粒内裂纹的产生,减少过渡金属元素在高温下的溶出,又可抑制溶剂在负极界面的还原反应分解,有效提升三元锂离子电池的循环性能、高温储存性能和低温性能。
本发明公开了一种无需球磨混料制备磷酸铁锂材料的新工艺,该方法包括:将单质铁源、柠檬酸和其它有机酸按一定摩尔比在一次水中混合并静置进行反应12~48小时;然后与铁源成一定摩尔比加入锂源和磷源并用氨水调节pH值至5~7之间,在水浴加热、搅拌条件下反应一定时间后放于烘箱中在80~160℃条件下烘干5~10小时;随后将得到的固体产物在非氧化性气氛中,以14℃/min加热速率升温于600~900℃恒温焙烧2~18h,然后以10℃/min降温速度冷却至室温,制得LiFeP04/C粉末。本专利合成磷酸铁锂材料的工艺简单易行,制备出的磷酸铁锂晶体结构好、比容量高、产品性能稳定,适合进行工业规模化生产。
本发明涉及固态电池的技术领域,具体涉及对锂金属稳定的有机‑无机复合膜,包括内膜层和包覆在内膜层表面的锂金属稳定层,所述内膜层为固态电解质膜层,所述锂金属稳定层为包括LiF与PVDF‑HFP聚合物组成的膜层;还涉及该复合膜的原位一体化制备、在抑制锂枝晶生长中的应用。所述一体化制备法为多层共挤流延法,可有效降低膜厚度,实现规模化制备。在电池制备过程中将该复合膜直接贴覆在锂金属表面,无需额外独立隔膜,降低了电池内阻;并且稳定层中中刚性组分LiF和柔性组分PVDF‑HFP聚合物,PVDF‑HFP聚合物提供的柔性和可伸缩性可承受金属锂电极沉积/溶解过程中的界面波动,刚性组分的引入可进一步提升复合膜的机械模量,从而抑制锂枝晶生长,实现了锂的均匀沉积。
本实用新型属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种锂离子电池充电析锂实时检测系统,包括测试采集模块,用于将锂离子电池进行间歇式充电测试,电量每增加1%SOC断开3S,采集间断期电压变化(dV),电流变化(dI);数据处理模块,将采集的数据采集间断期电压变化(dV)和电流变化(dI),通过欧姆定律(dU/dI)计算电阻值(ZTR),绘制ZTR随充电容量的分布曲线;析锂判断模块,用于根据ZTR随充电容量的分布曲线,判断锂离子电池内部的析锂状态。本实用新型可在低温(10℃)对锂离子电池的负极析锂进行准确检测,避免人为主观带来的检测误差,提高了锂离子电池的使用寿命和安全性能,操作简便高效,检测精度较高。
本实用新型提供一种用于锂离子电池负极材料的预锂化装置。该预锂化装置包括阳极区、阳极导电引线、阴极区、阴极导电引线、隔板组件和监测控制系统;隔板组件将预锂化装置的内部空间分隔为阳极区和阴极区;阳极导电引线连接阳极区和监测控制系统;阴极导电引线连接阴极区和监测控制系统;进料口位于阴极区的顶板上部,用于向阴极区注入锂离子电池负极材料;出料口位于阴极区的下部,用于将预锂化后的锂离子电池负极材料导出阴极区。本实用新型的预锂化装置不需要将锂离子电池负极材料预制成电极片,直接对氧化亚硅粉体颗粒进行预锂化,产物经分离、低温干燥处理后仍然是粉体颗粒。
本发明涉及硫化锂电池技术,旨在提供一种用于铝/硫化锂电池的硫化锂/碳复合材料的制备方法。包括:将硫酸锂溶液与碳源溶液搅拌混合后,滴入液氮中进行闪冻,得到球形颗粒;然后冷冻真空干燥,得到前驱体;在N2气氛保护下,将前驱体升温保温h,使前驱体中碳源材料完成碳化,并原位还原硫酸锂得到碳包覆硫化锂;随炉冷却后研磨粉碎,得到硫化锂/碳复合材料。本发明得到的高载量硫化锂/碳复合材料,其薄壁多级孔碳具有比表面积大和大孔容的特点,能提高承受充放电过程因硫与硫化锂的体积差所产生的体积膨胀。多级孔碳比表面积大,导电性好,具有极高的硫化锂担载能力,特别适用于大容量硫化锂电池的正极材料,具有市场竞争力。
本发明涉及负极补锂方法及锂离子储能器件的制作方法,所述锂离子储能器件的制作方法,包括步骤:S1、制作多孔负极带;S2、将两卷多孔负极带和一卷金属锂电极层堆叠在一起,经过预压后形成夹层结构的负极极片;S3、制作形成锂离子储能器件。所述负极补锂方法:采用外部电源的控制方式进行补锂,负极极耳接外部电源的正极,金属锂电极接外部电源的负极,然后采用恒电流、恒电压或恒功率中的一种或两种以上的测试方法进行补锂。本发明的有益效果是:本发明采用双面镀铜薄膜作为基材单面涂覆负极活性物质,虽然双层镀铜薄膜集流体体积增加了,但是由于材质质量轻可以很好地保证电池的能量密度。
本发明公开了一种底部预制毛刺的锂离子电池外壳,包括锂离子电池外壳,所述锂离子电池外壳的底部用于与极耳连接的一侧设置有毛刺。本发明在锂离子电池外壳的底部设置毛刺,能有效克服多极耳点底焊接过程中出现的虚焊现象,能够提高锂离子电池外壳与多极耳点底的焊接强度,有效降低内阻,提高锂离子电池的点底可靠性。本发明还公开了一种锂离子电池的制备方法,通过在成型模具冲头顶端预加工出凹孔,从而经过深冲成型后制得底部预制毛刺的锂离子电池外壳,然后与极耳点底焊接,再经后续处理得到锂离子电池,可以大大提高成品率。
本发明涉及一种锂离子电池结构,包括:电芯和富含锂离子的电解液;所述电芯由隔膜、负极极片和正极极片按照隔膜、负极极片、隔膜、正极极片的顺序卷绕形成;所述富含锂离子的电解液注入到电芯中;负极极片由集流体、集流体上涂覆有活性物质的涂覆区、未涂覆活性物质的集流体留白区和尾部补锂区构成。本发明的有益效果是:本发明在负极极片集流体上设有涂覆区,负极极片的集流体留白区和含锂材料相结合形成尾部补锂区,通过电解液实现补锂;避免了高活性锂源与负极直接接触所造成的热量积累,同时和现有的锂离子电池制备工艺兼容性好、效率高、无安全性问题,适合产业化批量生产。
本发明涉及锂电池正极材料回收与修复再生处理领域,为了克服现有的钴酸锂回收方法回收产物的纯度低,无法直接回收钴酸锂的不足,提供一种废旧锂电池中钴酸锂的回收方法。经拆解、裁减、煅烧、分级分离得到钴酸锂粗粉,再经还原性酸溶液浸出、配体络合、氧化、分离得到络合物溶液,通过调节钴、锂元素的浓度比,对络合物溶液干燥、煅烧、粉碎得到再生钴酸锂。本发明的方法简单高效,实现了钴酸锂的再生回收利用,得到的钴酸锂纯度高、性能优良,具有较强的实用性。
本发明公开了一种锂离子电池用氟、钇掺杂硅酸亚铁锂复合材料的制备方法,包括如下步骤:(1)制备氟、钇掺杂硅酸铁锂前躯体;(2)制备多孔石墨烯;(3)将上述多孔石墨烯和上述前躯体机械混合,经球磨混合均匀后在管式炉中于氦气气氛下煅烧得到多孔石墨烯包覆氟掺杂硅酸亚铁锂。本发明制备的锂离子电池用硅酸亚铁锂复合材料,采用了氟和稀土材料钇对硅酸亚铁锂进行改性,提高了材料的循环稳定性,还采用了多孔石墨烯对掺杂氟、钇的硅酸亚铁锂进行了烧结包覆,使得材料的导电性能进一步提高,因此该复合材料在用于锂离子电池时,使得锂离子电池具有高的比容量以及较长的使用寿命。
本发明公开了一种锂离子电池用硼、钽掺杂磷酸铁锂复合材料的制备方法,包括如下步骤:(1)制备硼掺杂锰酸锂前躯体;(2)制备介孔硅粉材料;(3)将上述介孔硅和上述前躯体按照硅:锂的摩尔比0.10‑0.15:1的比例球磨混合,经球磨混合均匀后在管式炉中于氦气气氛下煅烧得到多孔硅包覆的硼、钽掺杂磷酸铁锂复合材料。本发明制备的锂离子电池用硼、钽掺杂的磷酸铁锂复合材料,采用了硼和钽对锰酸锂进行改性,提高了材料的循环稳定性,还采用了介孔硅对掺杂硼、钽的磷酸铁锂进行了烧结包覆,使得材料的比容量进一步提高,因此该复合材料在用于锂离子电池时,使得锂离子电池具有高的比容量以及较长的使用寿命。
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