基于集成模型的锂离子电池寿命预测方法,涉及一种锂离子电池循环寿命预测方法。它为了解决现有的锂离子电池寿命预测适用性低、稳定性差的问题。其方法:对电池循环充放电试验测试数据进行预处理;采用Bagging算法对训练数据集Train dataset进行二次重采样;建立单调回声状态网络模型;初始化单调回声状态网络内部连接权值,重复T次,得到T个未经训练的单调回声状态网络子模型;设置单调回声状态网络模型的第一自由参数集和第二自由参数集;集成单调回声状态网络模型的输出RULi,并采用测试数据集Test dataset驱动集成单调回声状态网络模型,获得锂离子电池剩余寿命预测值。本发明适用于锂离子电池寿命预测。
锂离子电池电化学和热耦合模型的获取方法,涉及智能电网大容量储能领域。本发明是为了解决缺少对电池端电压和外壳温度随时间的变化进行仿真的电化学和热耦合模型的问题。本发明所述的将锂离子电池放在不同的温度下,对锂离子电池输入电流,根据电池端电压和锂离子电池外壳温度响应曲线,获得锂离子电池电化学和热耦合模型参数。该耦合模型可用于仿真锂离子电池的端电压和外壳温度。
一种高振实密度、高倍率与长寿命富锂锰基正极材料及其制备方法,属于材料合成技术领域。所述正极材料的化学式为Li[Lia(MnxNiyCoz)1−a]O2。制备方法为:采用共沉淀法制备锰镍钴碳酸盐球形前驱体;将锰镍钴碳酸盐球形前驱体与锂源进行均匀混合、煅烧,获得球形富锂锰基正极材料;将球形富锂锰基正极材料进行水热后处理,得到高振实密度、高倍率与长寿命富锂锰基正极材料。本发明通过晶体成核控制剂与络合剂的共同作用,降低共沉淀体系的结晶表面能,提高材料振实密度,利用锰镍钴多金属协同作用提供高放电容量,利用水热固液界面反应降低二次颗粒表面镍锂混排层厚度与混排比例,提高锂离子扩散系数,增强材料倍率容量,并提升材料循环稳定性。
本发明提供的是一种镁锂合金表面处理方法。将微弧氧化技术成功应用于镁锂合金表面处理。利用直流/直流脉冲/交流脉冲复用电源,在多聚磷酸钠、硅酸钠、六偏磷酸钠、氢氧化钠复合电解液体系中对不同锂含量的镁锂合金进行2-120MIN的微弧氧化,在镁锂合金表面原位生成10-100ΜM的陶瓷氧化膜,硬度可达200HV以上,耐蚀性能较合金基体显着提高,解决了国内外公认的镁锂合金表面处理难题,拓宽了镁锂合金在航空、航天、汽车、电子等领域的应用。
一种预置稳定保护膜的金属锂负极及其制备方法,属于锂硫电池等金属锂负极二次电池领域;要解决金属锂负极安全性和循环稳定性差的问题。本发明方法:预先将铜箔或泡沫铜等集流体表面粗化,然后涂覆聚合物/陶瓷复合膜,再在集流体与保护膜的层间电沉积金属锂。本发明预置的保护膜锂离子导电和电子绝缘,保证电沉积的金属锂沉积到保护膜与集流体的界面。预置的保护膜的具有弹性,能够在充放电过程中随金属锂表面位移保持完整,并有足够的强度防止生成锂枝晶,提高了金属锂负极的安全性;保护膜将金属锂与电解液隔开防止发生反应,不会产生死锂,在锂硫电池中,可以抑制穿梭效应,循环稳定性好。预置保护膜的金属锂负极在空气中稳定,方便电池组装。
本发明提供的是一种镁锂合金表面生成棕色陶瓷膜的方法。(1)将镁锂合金用SiC砂 纸打磨,然后进行清洗并用冷风吹干,置入干燥器中待用;(2)以镁锂合金为阳极,不锈 钢电解槽为阴极,将预处理后的镁锂合金浸在电解液中,采用直流脉冲电源输出方式对镁 锂合金进行微弧氧化处理,完毕后将镁锂合金取出用蒸馏水清洗,冷风吹干。经过本发明 的处理在镁锂合金上生成的防腐陶瓷膜主要由MgO、MgSiO3、Mg2SiO4、MoO3和MgMoO4 组成,厚度为10-70μm。本发明具有效率高、成本低、对环境污染小等优点。能在硅酸盐- 钼酸盐复合电解液体系中获得镁锂合金表面耐蚀性良好的微弧氧化棕色陶瓷膜。
一种兼具离子与电子导体的三维多酸包覆层的锂离子电池正极材料及其制备方法,它涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法。本发明为了解决现有的锂离子电池正极材料由于电导率低,易与电解液发生副反应而造成的材料倍率性能差、循环稳定性差的技术问题。本发明由内核锂离子电池正极材料和三维多酸包覆层组成。本发明是按以下步骤进行的:一、多酸化合物除水;二、将除水后的固态多酸化合物溶解在醇类有机溶剂中;三、包覆。本发明的包覆层的三维骨架结构可以为锂离子传输提供通道,提高材料的锂离子扩散系数,弥补材料自身电子电导率低的缺点,提升材料整体的电子电导率,使包覆材料具有优异的倍率性能。
一种锂离子电池健康状态估计方法,所述方法如下:获取锂离子电池老化前后以一定的工作制度充放电时的放电电压、放电电路、放电时间数据;截取第一步获取的数据在相同荷电状态区间内的放电电压、放电电流、放电时间数据;定义锂离子电池的健康状态指示因子表达式;获取第三步中的Vlower limit值;得到公式中的HI值,获得电池的健康状态。本发明的优点是:本发明从电池工作时可实时测量的表观数据(放电电压、放电电流、放电时间)出发,获得的锂离子电池健康状态估计方法具有参数易获取、普适通用、可实时应用的特性,易于嵌入电池管理系统估计电池的健康状态,大大改善了现有的测试制度或测试设备的缺点,实用性很强。
本发明公开了一种具有变斜率全浓度梯度的锂离子电池正极材料及其合成方法,所述合成方法具体包括:溶液的配置、前驱体的制备、高温固相嵌锂,其中前驱体的制备选用共沉淀法,通过将两种具有不同浓度的金属盐水溶液d和e的逐步混合来获得组成逐渐变化的金属盐水溶液,并将其作为共沉淀反应的反应原料加入到液相反应釜中,以及控制金属盐水溶液的泵入速率Q1
用于镁锂合金激光表面改性的低熔点高熵合金粉末及其制备方法和应用,本发明属于金属材料改性技术领域,它为了解决现有镁锂合金表面制备的强化涂层与镁锂合金热物匹配度差,容易导致熔覆过程中镁锂合金发生烧损,降低涂层性能的问题。本发明用于镁锂合金激光表面改性的低熔点高熵合金粉末按原子百分含量由1%~35%的Al、1%~35%的Sn、1%~35%的Cu、1%~35%的Mn、1%~5%的Mg、0%~10%的调节涂层熔点材料和0%~5%的稀土氧化物组成。应用方法:采用激光熔覆在镁锂合金表面制备高熵合金涂层。本发明在镁锂合金表面沉积的低熔点高熵合金涂层能够实现镁锂合金耐蚀、耐磨性能的显著提高,有效提升服役寿命。
本发明提供一种具有高电磁屏蔽性能镁锂基复合材料及其制备方法,成分及百分比含量如下:以双向镁锂合金为基体,Ni0.4Zn0.4Co0.2Fe2O4粉末作为层间添加物;其中镁锂合金中Li为5.7‑10.3wt%,其余为Mg,其包括如下步骤:制备镁锂合金;制备吸波材料Ni0.4Zn0.4Co0.2Fe2O4粉末;累积叠轧制备镁锂基复合材料。本发明结合屏蔽体的电磁屏蔽机理,设计并制备一种镁锂基复合材料,通过累积叠轧加工工艺,在获得良好反射损耗R和多重反射损耗B的同时,在叠层间引入吸波材料Ni0.4Zn0.4Co0.2Fe2O4粉末,获得良好的吸收损耗,因此获得高电磁屏蔽性能镁锂基复合材料。
一种镁锂合金为负极的镁硫二次电池,包括负极片、正极片、电解液和隔膜;所述的负极片为镁锂二元合金或镁与锂和其他合金元素(锌、铝、锰、镓、铈、锡、锑、铋、镧、钇、铟、铅、镉、银、金、铜、锗、钛、稀土、锆、铬、钙、铁、钍、硅中的一种或多种)形成的镁锂多元合金,其中锂元素的含量为15~45at.%,其他合金元素的总含量为0.01~5at.%,余量为Mg;所述正极片为硫碳复合正极材料,所述电解液包含镁盐和有机溶剂。采用镁锂合金负极代替镁负极可以抑制镁负极的钝化,降低镁负极的极化,提高镁硫电池的放电电压平台和放电比容量。采用镁锂合金负极的镁硫电池具有高能量密度和优异的循环性能,制备方法简单易行,具有广阔的应用前景。
本发明公开了一种具有快离子导体包覆层和表面异质结构的富锂锰基正极材料及其制备方法,所述富锂锰基正极材料的表面包覆有由Li3PO4和Li4P2O7组成的包覆层,镶嵌有尖晶石相纳米晶体,尖晶石相纳米晶体与富锂层状材料形成异质结构,其中富锂锰基正极材料的结构式为Li1+aMnbMcO2,M为Ni、Co、Al、Cr、Fe、Mg中的一种或一种以上,0≤a≤1、0≤b≤1、0≤c≤1。所述方法为:(1)将富锂锰基正极材料与适量磷酸盐充分混合;(2)将混合均匀的样品在一定气氛下烧结,得到具有快离子导体包覆层和表面异质结构的富锂锰基正极材料。本发明不仅提高了富锂正极材料的首次库伦效率,而且改善了其循环稳定性和倍率性能,能满足动力电池的要求。
一种锂硫电池的制备方法,它涉及一种以双导型高电荷转移速率为正极材料的锂硫电池的制备方法。本发明要解决现有方法制备锂硫电池正极中的硫导电性差以及多硫化物溶解导致的穿梭效应等问题。本发明的方法如下:一、纳米球形锂镧钛氧的制备;二、多孔碳包覆纳米球形锂镧钛氧的制备;三、多孔碳包覆纳米球形锂镧钛氧负载硫的锂硫电池正极材料的制备;四、锂硫电池的组装。本发明方法制备的多孔碳包覆纳米球形锂镧钛氧为正极的锂硫电池,采用了具有混合离子/电子双导型的正极载体来构建双相界面,增强了正极材料表面电荷转移的速率,同时提高了硫的利用率,制备工艺简便,成本低,操作安全,适用于商业化应用。本发明应用于锂硫电池领域。
本实用新型提供一种锂电池隔膜收集器及其连续回收设备,包括收集腔及与收集腔相隔绝的负压腔,负压腔的出风口侧连通有负压风机,收集腔内悬吊有若干个与负压腔相连通且能够将锂电池隔膜吸附在外表面上的滤袋,首先利用负压腔产生负压,将锂电池隔膜吸附进收集腔内,滤袋的透气量能够保证锂电池隔膜被吸入和聚集在收集腔内,完成对锂电池隔膜的收集工作,同时,锂电池隔膜收集器的一侧设有上料输送机,上料输送机与锂电池隔膜收集器的进料口之间连通有进料管,进料管上设有用于调节负压风量的调节阀,根据对锂电池隔膜吸附量或者对不同锂电池隔膜吸附力的控制,利用调节阀的开闭大小,实现对负压的有效调节。
基于NSDP-AR模型的锂离子电池循环寿命预测方法,涉及一种锂离子电池循环寿命预测方法。本发明解决了AR模型对电池容量非线性退化特征预测能力较差的问题。所述方法为:根据待预测的锂离子电池的AR模型对锂离子电池进行容量的预测;根据容量预测序列ARpredict,提取近似全寿命周期百分比kp’序列;在待预测锂离子电池投入在线使用前,对拟合组各电池进行充放电测试,建立拟合组各电池各自的NSDP-AR模型对待预测的锂离子电池与拟合组各电池的容量退化趋势进行关联性分析,得到关联度ri,采用基于关联度的加权手段确定在线时待预测锂离子电池非线性退化因子KT的参数估计结果,对容量预测结果ARpredict进行非线性校正。本发明适用于对锂离子电池循环寿命的预测。
一种锂离子电池低温加热装置及其加热方法,涉及锂离子电池技术领域。本发明是为了解决现有缺少一种能够对电池快速加热到合适温度的装置的问题。温度传感器贴在锂离子电池表面,温度传感器,用于将锂离子电池表面的温度反馈给DSP,电压传感器,用于采集锂离子电池的端电压,并将该端电压传送给DSP,DSP,用于接收锂离子电池表面的温度,当电池表面温度T<0℃时,输出对锂离子电池进行内部加热的电压信号,该电压信号使锂离子电池端电压在安全的范围内,V/I转换器,用于将DSP输出的电压信号转换为电流信号,将该电流信号施加到锂离子电池的正极,使锂离子电池在端电压范围内加热。用于对锂离子电池施加交流电流来使电池自身产热。
一种新型电解质复合方式的固态锂电池及其制备方法,属于锂电池制备技术领域。所述的固态锂电池正极包括导电剂、聚合物电解质及正极活性材料,负极为金属锂及其合金,电解质为无机固态电解质。所述方法如下:将聚合物基体材料溶于有机溶剂并加入锂盐,随后加正极活性材料、导电剂,搅拌均匀,得复合正极浆料;将复合正极浆料涂覆到铝箔上并在80℃真空烘干12 h,获得正极片;用聚合物电解质的均相混合溶液对正极片进行反复浇筑和干燥,得到高致密度的正极片;将无机固态电解质片与高致密度正极片进行叠片处理,并进行热处理;将负极材料置于无机固态电解质片的另一侧,对电池进行封装,组装成固态锂电池。本发明制备的复合正极压实密度达到2.3~3.5 g cm‑3。
一种含Β-锂霞石的铜基复合材料的制备方法,它涉及一种含Β-锂霞石的复合材料的制备方法。它解决了Β-锂霞石增强相与铜基不浸润也不发生界面反应,导致二者之间的界面强度低,难以制成致密、具有良好综合性能的复合材料的问题。含Β-锂霞石的铜基复合材料按体积百分比由5%~60%的Β-锂霞石粉末和40%~95%的铜合金粉末制成。制备方法:将Β-锂霞石粉末和铜合金粉末混合,然后冷压、真空热压烧结;即得到含Β-锂霞石的铜基复合材。本发明含Β-锂霞石的铜基复合材料的密度为理论密度的96%~99.6%,增强相陶瓷颗粒分布均匀,Β-锂霞石与铜基界面结合良好。本发明含Β-锂霞石的铜基复合材料的制备方法简单。
钬镱双掺铌酸钾锂单晶及其制备方法,它涉及铌酸钾锂单晶及其制备方法。本发明要解决目前尚没有以铌酸钾锂为基质的频率上转换性能的材料的技术问题。本发明的钬镱双掺铌酸钾锂单晶是由氧化镱、氧化钬、氧化铌、碳酸锂和碳酸钾制成;方法:称取氧化镱、氧化钬、氧化铌、碳酸锂和碳酸钾并混合均匀,再研磨后放在坩埚中,在晶体生长炉内先烧结得到铌酸钾锂多晶,采用逐步降温法,即得钬镱双掺铌酸钾锂单晶。本发明的单晶在975nm激光的激发下产生545nm绿光和650nm红光,可用于频率上转换短波长全固态激光器领域及太阳能电池、彩色显示和生物识别等领域。
一种应用于空间锂离子电池的基于GPR的截止电压的预测方法,涉及一种截止电压的预测方法,本发明为解决现有方法不能用一个数学模型清楚的表示电池截止电压与影响因素之间的关系,无法实现对截止电压的预测的问题。本发明基于高斯过程回归算法,其具体过程为:提取截止电压原始数据;采用二项式拟合进行平滑处理,提取电池截止电压退化趋势数据;进行M倍约简;进行M倍放大;构建数据集,选取一部分作为预测模型训练数据集;进行GPR预测模型训练,获得预测模型;型进行多步预测;除M,将充放电周期乘M,获得最终预测值。本发明用于对截止电压的预测。
本发明提供的是一种用于镁锂合金表面涂层的氟硅烷改性HZSM-5分子筛环氧树脂的制备方法。①以硅溶胶为硅源,偏铝酸钠为铝源,在碱性条件下利用水热合成法制备ZSM-5分子筛;②通过离子交换得到HZSM-5分子筛,并在此基础上进行硅烷改性,使用十三氟辛基三乙氧基硅烷修饰HZSM-5分子筛表面,使HZSM-5分子筛获得优异的分散性、憎水和防污性能;③继续将硅烷处理过的HZSM-5分子筛掺杂到环氧树脂基中,不仅减少了分子筛颗粒的团聚现象,而且十三氟辛基三乙氧基硅烷含有“-F”,电负性大,还能提高分子筛与环氧树脂间键合力,降低孔隙率,增强涂层的防护性能。
锂-铝离子对掺杂改性的钛酸钡基无铅压电陶瓷材料及其制备方法,它涉及具有高压电性能钛酸钡基无铅压电陶瓷材料及其制备方法。本发明要解决利用普通原料和传统固相合成法制备的钛酸钡基无铅压电陶瓷压电性能较差的问题。本发明的钛酸钡基陶瓷组成为Ba1-x(Li0.5Al0.5)xTi1-xSixO3,其中0.02≤x≤0.08mol。本发明采用普通原料和传统固相合成法制备钛酸钡基无铅压电陶瓷,该体系为钙钛矿相,当x=2-8mol%时,陶瓷中存在Li+-Al3+离子对,使压电常数d33达300-400pC/N,机电耦合系数kp达0.35-0.45。其制备工艺简单,成本低廉。
本发明提供的是锂离子电池LiNi1-x-yCoxAlyO2材料的制备方法。按照计量比将Ni、Co、Al、Li的盐溶液混合溶解到溶剂中,得到混合溶液;混合溶液进行水浴干燥,至由纯液相变为溶胶态或固液混合相时结束;固液混合相干燥12h,得到膨胀疏松的镍钴铝混合物;以4℃/min的升温速率,首先升温至150℃保持1~3h,去除结晶水和溶剂,然后升温至400~650℃保持4~6h进行预煅烧,最后升温至700~850℃保持8~16h。本发明提供了一种制备时间短,流程简单,可操作性强的制备方法,通过控制金属离子重结晶过程和煅烧过程,制备出能量密度大、倍率性能好的高容量NCA正极材料,以期满足市场需求。
本发明提供了一种核壳结构的高压锂离子电池正极材料及其制备方法,所述高压锂离子电池正极材料为核壳结构,其核层材料为LiNi0.5-xMxMn1.5O4,其中x为0.002~0.12,M=Co、Al、Cr、Cu或Fe;壳层材料为LiNi0.5Mn1.5O4,壳层材料占核层材料的质量分数为2~20%。其制备方法为:通过共沉淀法制备核壳结构的前驱体,然后经高温煅烧和退火处理制备核壳结构的高压锂离子电池正极材料。该材料中核层材料通过掺杂高价态元素,使部分锰的化学价由正四价降为正三价,三价锰的存在提高了材料的倍率性能,并且由于掺杂元素在高电压充放电范围内参与反应,材料容量并未降低。壳层材料不含Mn3+,避免了三价锰引起的锰的溶解问题,提高了材料循环性能。
锂电超电负极的多孔石墨片的制备方法,本发明涉及石墨片的制备方法。本发明要解决现有多孔碳材料生产成本高、反应所需设备复杂,放电比容量低的问题。方法:一、制备膨胀石墨;二、混合;三、制备多孔前驱体;四、热处理。本发明采用廉价的石墨粉为原材料,再利用价格便宜的试剂对其进行修饰,通过化学手段进行造孔,进而制得了比表面积是膨胀石墨400~1000倍大的多孔石墨片。本发明用于制备锂电超电负极的多孔石墨片。
本发明公开了一种基于PVD制备全固态锂离子电池用薄层金属锂基负极的方法,其步骤如下:一、将商业化锂离子电池负极用集流体铜箔表面清洁后,置于物理气相沉积的腔体内作为沉积基底;二、将待沉积金属锂源和保护层金属源分别制成靶材置于腔体内,作为沉积层金属源;三、设置物理气相沉积参数,真空状态下,利用PVD方法在铜箔表面依次沉积金属锂基负极材料沉积层和保护金属层,沉积层厚度由沉积时间控制。本发明采用物理气相沉积(PVD)方法制备在负极集流体铜箔表面沉积薄层金属锂基负极材料,在薄层金属锂基负极材料表面沉积薄层金属保护层,该方法能极大地增强了全固态锂离子电池生产过程中的安全性,提升了全固态锂离子电池的极限能量密度。
金属锂二次电池的泡沫锂负极的制备方法,它涉及一种金属锂二次电池的负极的制备方法。它解决目前以金属锂箔为主的金属锂二次电池负极材料存在循环性、安全性差的问题。制备方法:泡沫金属基体表面处理,然后蒸发镀锂。利用本发明的泡沫锂材料为负极的金属锂二次电池,负极的真实面积大,充放电的真实电流密度小,不易产生枝晶和死锂;且三维的泡沫结构中,枝晶在泡沫内部生长,降低了短路情况的发生,有利于提高金属锂二次电池的安全性、循环性。
本发明公开了一种提高锂离子电池高温及高电压性能的电解液及其在锂离子电池中的应用,所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂,其中:所述添加剂由甲氧基二苯基膦和负极表面成膜添加剂组成,甲氧基二苯基膦在电解液中的含量为0.01~10.0wt.%,负极表面成膜添加剂在电解液中的含量为0.02~5wt.%;所述有机溶剂由10~50wt.%环状碳酸酯、30~70wt.%线性碳酸酯组成;所述锂盐在电解液中浓度为0.5~2.5mol/L。本发明所提供的电解液,同时使用MDP和负极表面成膜添加剂作为组合添加剂,能够改善锂离子电池正极材料在高电压下的稳定性,抑制电解液在正极表面分解,改善高电压锂离子电池在常温和高温下的循环性能。
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