本发明公开了一种锂电池健康状态和剩余可用寿命的预测方法及系统,涉及锂电池性能评估技术领域,包括根据锂电池充放电循环数据,采用粒子滤波算法,构建第一锂电池剩余容量预测模型;根据锂电池充放电循环数据,采用高斯过程回归算法,构建第二锂电池剩余容量预测模型;判断当前循环次数对应的综合剩余容量是否大于失效容量阈值;综合剩余容量是根据锂电池综合剩余容量预测模型计算得到的;锂电池综合剩余容量预测模型是根据第一锂电池剩余容量预测模型和第二锂电池剩余容量预测模型构建的;若是返回判断步骤;若否确定锂电池的健康状态为失效状态,当前循环次数确定为锂电池的剩余可用寿命。本发明能够提高预测精度,缩短锂电池检测周期。
本发明提供一种锂电池充放电控制方法,包括以下步骤:采集锂电池的电压和电流,并根据所述电压和电流通过PID调节算法得到所述锂电池的理论最大充电功率;采集锂电池的电压和电流,并根据所述电压和电流通过PID调节算法得到所述锂电池的理论最大放电功率;根据锂电池的最大放电电流和最小放电电压得到参考最大放电功率;根据持续采集的电压和电流获得持续放电功率和瞬间放电功率;根据所述持续放电功率和瞬间放电功率通过PID调节算法调节,得到调节最大放电功率;取三者最小的功率为锂电池的最大放电功率。本发明的方法可以更好的监控锂电池充放电状态,从而进行对应充放电保护,提高锂电池运行过程中的安全性,以及提升锂电池寿命。
一种含锂的钠冰晶石及其制备方法,该含锂的钠冰晶石包括以下质量百分比的组分:F:53-56%,Al:12-15%,Na:24-27%,Li:1-5%。本发明还包括所述含锂的钠冰晶石制备方法,具体包括以下步骤:(1)氟化铵溶液制备;(2)铝酸钠与锂盐混合溶液制备;(3)含锂的钠冰晶石料浆的制备;(4)过滤:将含锂的钠冰晶石料浆进行过滤,滤饼经干燥,即成。本发明之含锂的钠冰晶石,质量稳定,不仅能满足铝电解冶炼中必须有钠冰晶石的要求,而且具有可降低电解能耗的锂冰晶石功能,可替代其它锂盐,减少铝电解冶炼中添加锂盐损失,并简化添加过程,提高生产效率。
本发明公开了一种提高锂电池安全性能的方法,包括步骤:步骤一,将阴极极片、阳极极片和隔离膜按照卷绕或叠片的方式组装,得到裸电芯;步骤二,在裸电芯的头部和尾部的相邻两层隔离膜之间滴上胶水,胶水固化后形成胶粒,多个胶粒将多层隔离膜相粘结;步骤三,对裸电芯实施封装、灌注电解液、浸润、化成工艺流程,得到成品锂电池。经上述方法制得的锂电池,在胶水的作用下,能够将多个隔离膜粘结固定到一起,以避免高温环境下隔离膜出现热收缩,进而提高了锂电池高温下的安全系数。因此,本发明提出的提高锂电池安全性能的方法,能够避免高温环境下隔离膜的收缩,提高锂电池的安全系数,解决了现阶段该领域的难题。
一种安全补锂复合负极极片及其制备方法,其中安全补锂复合负极极片包括负极极片本体、以及由内往外依次设置在负极极片本体正面的第一补锂层、第一陶瓷层;以及由内往外依次设置在负极极片本体反面的第二补锂层、第二陶瓷层。本发明还提供上述负极极片的制备方法。本发明提供的安全补锂复合负极极片,由于在涂有负极活性物质的负极极片本体正、反面分别涂上一层补锂层,再在两侧补锂层表面又分别涂敷一层陶瓷层,一方面,补锂层能补充首次充电过程消耗的锂离子,从而提高电池容量和首次充放电效率;另一方面陶瓷层避免补锂层与隔膜的直接接触,防止锂枝晶刺破隔膜,从而能提高电池的安全性能。
一种快充锂离子电池负极用改性集流体及其制备方法,其中改性集流体包括集流体本体,及由内往外依次设置在集流体本体正面的第一碳纳米管掺杂石墨涂层、第一钛酸锂涂层;以及设置在其反面的第二碳纳米管掺杂石墨涂层、第二钛酸锂涂层。本发明还提供上述改性集流体的制备方法。本发明提供的快充锂离子电池负极用改性集流体结构简单,实用性强,可根据电芯尺寸要求更改涂宽,设计灵活,应用广泛;采用的碳纳米管掺杂石墨材料涂层可以有效提高电池内部的电子电导和离子电导;钛酸锂涂层在锂离子电池充放电过程中可释放一定的锂离子来缓解由于负极材料结构的不可逆变化造成的容量损失;该集流体能有效改善三元体系材料的倍率、循环及安全性能。
本发明提供了一种锂离子电池阳极浆料及其制备方法与应用,阳极浆料,包含补锂胶液、阳极活性物质、导电剂和粘结剂;补锂胶液为羧甲基纤维素锂、羧甲基纤维素钠和去离子水的混合物,补锂胶液浓度为质量分数1.0~1.2%;其中,羧甲基纤维素锂与羧甲基纤维素钠的质量比为1:9~4:6。阳极浆料的制备方法包括补锂胶液的制备,以及分三步向阳极活性物质与导电剂的混合物中加入上述补锂胶液,并控制搅拌速度与搅拌时间,最后再加入粘结剂并搅拌,得到阳极浆料。用本发明提供的阳极浆料制备的锂离子电池的首次库伦效率在91%以上,500周循环保持率在97%以上。
本发明公开一种动力电池负极补锂/钠的装置及方法,装置包括电源,电源正极与补锂/钠结构电连接,电源负极与动力电池负极电连接,补锂/钠结构通过管道组件与动力电池连接形成电解液循环体系;补锂/钠结构包括电解槽、置于电解槽内的锂/钠金属,电源正极与锂/钠金属电连接,电解槽内有电解液可通过管道组件进出动力电池;方法包括:电源正极电导通,电解槽内的锂/钠金属被氧化溶解形成锂/钠离子进入电解液中,形成富锂/钠离子电解液,然后电解液输送到动力电池内部;导通动力电池的负极,电解液中含有的锂/钠离子被还原,并进入负极材料中参与形成SEI膜;将被还原的电解液回到电解槽内;重复上述方法直至完成动力电池负极补锂/钠。
本发明公开了一种利用气质联用仪检测锂离子电解液中六氟磷酸锂及其他有机成分的方法,在充满氩气的手套箱中取待测电解液,并用丙酮将电解液稀释;取稀释过的电解液,设置参数,使用气质联用仪的全扫“scan”模式对样品进行检测分析,得到TIC谱图和对应的质谱图,进行分析。本发明可以直接对物质进行定性,不需要另外购买标准样品,不受色谱柱于设定参数的影响。在定性的基础上,根据参数设置,可以通过峰面积和离子强度和单点外标法对物质进行准确的定量分析,操作简单,结果准确,重现性良好。
本发明公开了一种锂二次电池微量水氟化铁正极材料的制备方法:(1)将三价铁盐与碱按1∶1-1∶10的比例在常温下在水溶液中混合均匀,抽滤去除水,干燥1-48小时,得铁碱混合物;(2)将铁碱混合物与5-40%的氢氟酸按1∶1-1∶10的比例在塑料密封容器中均匀反应,并在40-100℃保温1-48小时;(3)过滤,用乙醇清洗并在空气中干燥1-36小时;(4)再在50-250℃真空状态下干燥1-72小时;(5)在球磨机中粉碎,过100-400目筛,得氟化铁产品。本发明具有如下的有益效果,一是对体系温度进行自动控制,并在此基础上通过精确的计算确定工艺参数;二是本方法产率高,产品纯度大于95%。制得的FeF3(H2O)0.33具有完整的正交晶系结构、表面形貌规则、粒径较小且分布均匀、放电性能好,是制备FeF3(H2O)0.33的一种新颖、实用的工艺路线。
本发明公开一种锂离子电池极耳,包括设于锂离子电池上的转接正极耳和转接负极耳,转接正极耳和转接负极耳上均设有极耳胶,极耳胶上设有定位装置以用于铝塑膜对折时定位。本发明的转接极耳,其极耳胶具有两个定位凸块或凸片。凸块或凸片分别位于转接极耳的两侧面上,通过转接极耳其中一面上的凸块或凸片,可以准确定位裸电芯入壳的位置,通过转接极耳另一面的凸块或凸片则可以准确控制铝塑膜翻折后的对齐度,一方面可以防止封装时裸电芯入壳位置不准确造成封装后极耳胶外露不良,提高极耳外露的一致性,提高电芯组装成电池包时组装定位的精准度;另一方面也可以减小甚至消除顶封边错位,提高电芯长度的一致性。本发明应用于电池技术领域。
本发明公开了一种锂硫电池复合正极材料,包括碳纳米管、纳米硫颗粒和氟化铝;纳米硫颗粒负载在碳纳米管表面;氟化铝包覆在硫‑碳复合材料的表面,形成氟化铝包覆层。该材料硫含量高、成本低、电化学性能优良。本发明还公开了上述材料的制备方法,配置硫代硫酸钠溶液、盐酸溶液、氟化铵溶液和硝酸铝溶液;将碳纳米管分散在硫代硫酸钠溶液中,加分散剂,超声振荡、搅拌;将盐酸溶液滴加到含碳纳米管的硫代硫酸钠溶液中,过滤、洗涤;将硫碳复合材料超声分散于氟化铵溶液中;将硝酸铝溶液滴加至含硫碳复合材料的氟化铵溶液中,过滤、洗涤、干燥,得锂硫电池复合正极材料。本发明还公开了一种锂硫电池,该电池中使用本发明的复合正极材料。
本发明公开了一种适用于2‑8S锂电池组的均衡充电器,由接入保护检测电路、充电电路、控制电路、电池端电压检测电路和电压均衡电路组成;由电池端电压检测电路来反馈接入单体电池的数量及参数,结合充电电流检测反馈信号大小来选择充电方式,由电压均衡电路来保证每个单体电池的充电电压处于均衡状态,充电电压输入和电池接入均有防反接保护,整个充电过程在控制电路的监测与控制下自动完成,无需人工参与。本发明采用微控制单元检测并智能决策控制充电和均衡过程,运用电解电容作为均衡能量转移载体、译码器控制选通需均衡的单体电池,在快速充电的基础上实现了安全、高效的均衡方案;适用于2‑8S锂电池组的快速均衡自动充电。
本发明公开了一种浓度渐变的球形富锂正极材料的制备方法。本发明具有如下的技术效果,采用控制结晶共沉淀法制备一种浓度渐变的球形富锂正极材料,其Mn浓度从球形颗粒内心到表层逐渐增加,Ni和Co的浓度由球形颗粒的内心到表层逐渐降低。该材料不仅具有富锂正极材料高比容量的特点,而且通过Mn浓度渐变而获得更加优异的循环寿命及热稳定性,可满足电动汽车等领域对动力电源的使用需求。该制备工艺简单易控,原材料成本低廉且环境友好,可进行大规模产业化,具有很好的应用前景。
本发明公开了一种锂电池、锂电池薄膜正极材料及其制备方法,该制备方法包括:氟化亚铁与碳纤维混合在不锈钢球磨罐中球磨,得到复合材料;将所述复合材料添加到PEO溶液中,加入导电剂一起搅拌,经干燥处理,得到薄膜正极材料。通过将氟化亚铁与碳纤维球磨混合,氟化亚铁均匀地吸附在碳纤维上,得到FeF2@CF复合材料,将复合材料、导电剂和PEO溶液混合后并搅拌,对得到的复合材料浆料经干燥处理,可得到薄膜正极材料;该方法简单可控,重复性极高,可大批量制备,成本低;而且通过FeF2@CF复合材料在PEO溶液中的均匀分散,干燥后得到的薄膜正极材料当中,复合材料周围被PEO紧紧包裹,在充放电过程时,抑制了正极材料的体积形变,提高了电化学性能。
本实用新型提供一种软包锂电池极耳及软包锂电池,包括金属片和极耳胶,所述极耳胶包覆在所述金属片上,所述金属片包括包覆所述极耳胶的第一部分,以及位于第一部分两端的第二部分和第三部分,所述金属片的第一部分表面设有凹点。本实用新型通过在软包锂电池极耳的金属片表面设置凹点,在极耳胶和金属片热压复合的过程中,熔融状态下的极耳胶会向金属片表面的凹点内渗透,提升软包锂电池的电芯极耳的金属片表面与极耳胶的封装强度,降低电芯电解液泄露的风险。
本发明公开了一种锂离子电池的柔性负极与制备方法及锂离子电池,柔性负极包括碳系导电薄膜与柔性导电基底,碳系导电薄膜制备于柔性导电基底上,碳系导电薄膜的厚度为10nm~1μm,碳系导电薄膜为纯碳膜,碳系导电薄膜包括导电炭黑、石墨类、碳纳米管、C60,或者其不同比例的混合物。该柔性导电基底上制备的碳系导电薄膜适用于多种形式的锂离子电池,具有普遍适用性,且电化学稳定性高,从而使电池的安全性得以显著提升;大大降低了电池的质量,同时使锂电池更加便携。
本实用新型公开了一种锂离子电池的柔性负极及锂离子电池,柔性负极包括碳系导电薄膜与柔性导电基底,碳系导电薄膜制备于柔性导电基底上,碳系导电薄膜的厚度为10nm~1μm,碳系导电薄膜为纯碳膜,碳系导电薄膜包括导电炭黑、石墨类、碳纳米管、C60。该柔性导电基底上制备的碳系导电薄膜适用于多种形式的锂离子电池,具有普遍适用性,且电化学稳定性高,从而使电池的安全性得以显著提升;大大降低了电池的质量,同时使锂电池更加便携。
本发明提供一种氧化石墨烯包覆硅的负极浆料及其制备方法、锂离子电池负极和锂离子电池。氧化石墨烯包覆硅的负极浆料的制备方法,包括:将包括氧化石墨烯包覆硅的负极材料、N‑甲基吡咯烷酮、醋酸纤维素、聚偏氟乙烯、导电剂和粘结剂在内的原料混合得到所述氧化石墨烯包覆硅的负极浆料。氧化石墨烯包覆硅的负极浆料,使用所述的制备方法制得。锂离子电池负极,使用所述的氧化石墨烯包覆硅的负极浆料涂覆于极片上制得。锂离子电池,包括所述的锂离子电池负极。本申请提供的氧化石墨烯包覆硅的负极浆料,解决了石墨烯包覆硅负极的膨胀较为严重的问题。
本发明公开了一种锂离子电池析锂无损表征方法,包括步骤:将待检测电池在常温下恒流放电至3.0V后第一次静置;将第一次静置后的电池恒流充电至4.2V后第二次静置;在第二次静置的时间段内实时采集待检测电池电压的变化数据,将电池电压的变化数据绘制电压随时间变化曲线图;若在第二次静置的时间段内待检测电池出现电压的二次下降,则判断待检测电池有析锂现象。本发明是通过监控电池在充电完成后电压随时间的变化曲线来判断电池是否存在析锂,不用拆解电池,对电池没有破坏。
本发明提供了一种锂电池负极粘合剂、负极和锂电池,锂电池负极粘合剂包括嵌段共聚物,嵌段共聚物包括刚性嵌段A和柔性嵌段B,其结构为其中,n、m均为正整数,且n≤m;刚性嵌段A为网状交联结构,柔性嵌段B为线性结构,嵌段共聚物的分子量为104~107。本发明通过分子结构设计,得到了一种以富含极性基团的网状交联结构和柔性的长链线性结构为主体的嵌段共聚物,两种结构通过化学键连接,且有效排列,使两者的性能优势得到充分发挥,兼具高粘接强度、高力学强度和高韧性等特点。
本发明公开了一种铜/CNTs-锡/石墨多层结构锂离子电池负极材料及其制备方法,属于锂离子电池负极材料领域。本发明以粗糙铜箔或多孔铜箔为基底,将铜箔经电解除油活化后,先用脉冲喷射的方法制备一层CNTs-锡镀层,然后在CNTs-锡镀层上再涂布一层石墨,最后进行80-150℃的热处理,制备得到铜/CNTs-锡/石墨多层结构负极材料。与现有技术相比,该发明具有较好的循环性能和较高的比容量,锡层中的CNTs能够起到连接石墨和铜箔集流体的作用,与锡材料形成“钢筋混泥土”的结构也缓解了锡的体积膨胀,并且锡和铜能生成Cu6Sn5合金,从而使该负极材料循环性能进一步提升;因此,应用前景十分广阔。
本发明提供了一种锂离子电池的电解液浸润方法及其制备得到的锂离子电池和电子装置,涉及新能源电池技术领域。所述锂离子电池的电解液浸润方法通过在‑80~‑20kPa的压力下静置的方法对锂离子电池进行浸润,使电解液能更为充分浸入极片每个部位,极大的缩短了现有锂离子电池的电解液浸润时间,仅需6~10h即可完成浸润的过程,同时由于压力的存在,也有效缓解了现有电解液浸润方法电芯浸润效果差的问题。因此,本申请电解液浸润方法相对于现有技术具有浸润效果好,生产效率高的优势。
本发明提供了一种从高镁锂比盐湖卤水中分离镁和提取锂的方法。该方法以磷酸三丁酯为萃取剂、200号溶剂油或煤油为稀释剂、高氯酸盐为共萃剂、水为反萃剂组成萃取体系,用盐湖卤水经过萃取、反相萃取和深度除镁后制备碳酸锂。本发明具有如下的有益效果:一是所用共萃剂性质稳定,能在中性卤水中进行锂镁分离,无需控制水相pH值;二是萃取过程无乳化现象及第三相出现,两相容易分离,用水进行反相萃取,设备腐蚀小;三是整个工艺过程简单,锂萃取率高、分离效果好,经济成本低,水中共萃剂回收利用,对环境破坏程度小,适用于盐湖卤水的工业化生产。
本发明公开了一种喷雾冷冻干燥制备锂电负极材料钛酸锂的方法,是以Ti化合物、Li化合物、金属氧化物M按化学计量比称量配料,分散于蒸馏水中,砂磨后,以液氮和液态丙烷为冷冻剂,通过喷雾冷冻干燥造球,煅烧后得到M掺杂改性的钛酸锂材料。本发明工艺简单,可控性强,所得材料高倍率性能优异,可适用于工业生产钛酸锂负极材料。
本发明公开了一种膨胀石墨‑氧化锡复合材料的合成及其在锂离子电池中的应用,本发明以石墨为前驱体,采用化学氧化法制备氧化石墨,在水热条件下与锡反应,合成了一种膨胀石墨/氧化锡复合材料作为锂离子电池负极材料,以其应用制备锂离子电池,具有较高的比容量,同时具备较好倍率性能和优越循环寿命。
本发明公开了一种基于化学转换反应锂离子电池正极材料BiPO4的制备方法及用于制作的锂离子电池。本发明具有如下的技术效果,提出了基于化学转换反应锂离子电池正极材料BiPO4的制备方法及用于制作的锂离子电池,所述正极材料BiPO4包括含结晶水的六方型、未含结晶水的低温单晶型及高温单晶型三种晶型。正极材料BiPO4具有3.1V左右的理论输出电压,265.5mAh?g-1的理论放电比容量,830.5Whkg-1的理论质量能量密度,及5253.1Wh?L-1的体积能量密度,0.1C倍率下首次放电比容量均大于240mAhg-1。且制备工艺简单易控,原材料成本低廉,环境友好,可进行大规模产业化生产,是一类很有潜力的新型正极材料。将制得的三种不同晶型的正极材料BiPO4应用于锂离子电池中,具有很好的应用前景。
本发明提供一种高镍锂离子电池正极材料及其制备方法与锂离子电池,其中,方法包括:(1)通过混合或喷雾干燥的方法将金属氧化物包覆在电极材料表面,得到包覆电极材料;金属氧化物与电极材料的质量比为(0.1~2):100;(2)然后,将步骤(1)得到的包覆电极材料加入水中搅拌,包覆电极材料与水的质量比为(0.5~10):1;脱水,干燥,即得。本发明还提供上述方法制得的高镍锂离子电池正极材料及采用该正极材料的锂离子电池。本发明方法既有效降低层状高镍正极材料表面残碱,同时又能最大程度减少降碱过程对材料表面结构和循环性能的破坏;采用该方法制备的层状高镍正极材料残碱含量低、可逆容量高、循环性能优异。
本发明公开了一种球形核壳结构复合型锂离子电池富锂多元正极材料,其通式为:Li1+m[(NixCoyMn1-x-y)1-n(Ni0.25Mn0.75)n]1-mO2。这种球形核壳结构复合型富锂多元正极材料突破了传统包覆或掺杂改善材料性能的理念,从材料本身结构设计出发,通过实现核、壳的功能复合与互补,获得更为优异的综合性能。该材料集核与壳的优点于一身,具有高能量密度,良好的倍率性能和优异的循环稳定性,并且制备工艺简单,成本低廉,易于工业化生产,具有很好的发展前景。
本发明公开了一种锂离子电池正极材料LiCoBO3的制备方法,包括如下步骤:将氢氧化锂、碳酸锂、氧化钴或碳酸钴分散在无水乙醇中混合后球磨,干燥后在惰性气氛下450~600℃烧结1~4小时,再随炉冷却得前驱体(I);然后将前驱体(I)和硼酸分散在无水乙醇中混合后球磨,干燥后在惰性气氛下180~350℃烧结1~4小时烧结,得前驱体(II);将前驱体(II)在惰性气氛下450~700℃烧结2~10小时,冷却得到产品。还可在制备过程中进行碳掺杂和Li2O?2B2O3掺杂。本发明降低了反应温度,明显缩短了反应时间,从而显著降低了生产成本,节约了能源,同时本发明所得产品的放电比容量、循环稳定性均明显提高。
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