本发明涉及一种用于生产锂电池的新型正极材料及其制作方法。现有的锂锰镍氧或锂锰氧材料的生产主要采用混合烧成技术,成本高,工序复杂,产品也难于广泛地运用在锂电池的生产中。本发明将锂锰镍氧系或锂锰氧系正极材料做为生产锂电池的新型材料,其制作方法包括三个步骤:用分步沉淀法合成NI-MN氧化物或MN的氧化物中间产物;用中间产物合成LI-NI-MN-O或LI-MN-O氧化物;将上述LI-NI-MN-O或LI-MN-O氧化物制成用于生产锂电池的高性能正极材料。减少工序,节约能源,降低生产成本,得到的化合物组成均匀,性能优良,在制作中可控制中间产物的粒径大小和形态、分散性、比表面积等指标,组装的锂电池有高的放电容量和循环充放电稳定性。
本发明公开了用于锂电池容量测量的温度补偿系统及方法、存储介质。所述温度补偿系统包括离线训练学习系统、在线温度补偿系统和抽样验证系统。所述方法包括通过离线训练学习获得某型号锂离子电池的容量与温度的特性曲线;测量并获得所述某型号锂离子电池的实时温度和测试容量;利用所述实时温度与所述特性曲线对所述测试容量进行补偿以得到所述某型号锂离子电池在常温下的常温补偿容量;对所述某型号锂离子电池进行抽检。所述存储介质存储有可被处理器执行以实现所述方法的计算机程序。本发明通过温度补偿来降低分容工艺中锂离子电池对生产过程中厂区的温度控制要求。
本发明提供了一种高电压钴酸锂正极材料,该材料为掺杂型钴酸锂基体和表面包覆的复合结构;所述掺杂型钴酸锂基体的通式为Li1+zCo1‑x‑yMaxMbyO2;其中,0≤x≤0.01,0≤y≤0.01,‑0.05≤z≤0.08;所述Ma为掺杂的不变价元素,为Al,Ga,Hf,Mg,Sn,Zn,Zr中的至少一种;所述Mb为掺杂的变价元素,为Ni,Mn,V,Mo,Nb,Cu,Fe,In,W,Cr中的至少一种;所述表面包覆层为高电压(>4.5V)的正极材料。不变价元素通过取代掺杂,最大限度减少层状结构因为脱锂而产生的畸变;变价元素通过间隙掺杂,在充电过程中,调和并延缓Co3+氧化。高电压正极材料的表面包覆层本身在4.5V以上的电压下结构稳定,并且可以隔离电解液和钴酸锂基体,减少两者之间的副反应并抑制过渡金属的溶出;同时还可以提供电化学能量。
本发明公开了一种锂电池半成品的热管理方法、锂电池的制作方法,所述锂电池半成品的热管理方法包括步骤:获取锂电池半成品;其中,所述锂电池半成品的温度为第一预设温度;采用冷却夹具夹持所述锂电池半成品并冷却至第二预设温度;其中,所述第二预设温度低于所述第一预设温度,所述冷却夹具采用复合相变材料制成,所述第二预设温度为所述复合相变材料的相转变温度。本发明通过采用复合相变材料制成的冷却夹具,并在锂电池半成品进行高温干燥或感温烘烤后利用冷却夹具进行冷却,可在短时间内迅速吸收大量的热能,从而达到温度控制的目的。而且这种冷却方法不会造成凝露,确保了锂电池的合格率。
本发明公开了一种用于金属锂电池的电解液及金属锂电池,所述用于金属锂电池的电解液由锂盐、阻燃溶剂、成膜添加剂组成,所述阻燃溶剂为磷酸三甲酯。本发明中电解液采用的锂盐分解或暴露在空气中不会产生剧毒的PF5和强腐蚀性的氢氟酸,环境友好;以阻燃溶剂为主体溶剂,能够起到充分有效的阻燃效果,有效解决金属锂电池短路起火的问题;加入了成膜添加剂有助于金属锂电池形成良好的的固态电解质膜,同时能够提高电解液的电化学稳定窗口,保证电解液拥有卓越的稳定性能,金属锂电池具有优异的循环稳定性。
本发明公开了一种锂离子电池用电解液及锂离子电池,该锂离子电池用电解液,包括非水有机溶剂、锂盐和电解液添加剂,该添加剂选自结构式1所示的化合物,其中R1选自碳原子数为3-6的不饱和烃基,R2选自碳原子数为2-5的亚烃基。该添加剂分子结构中由于同时含有不饱和碳碳键和氰基,能够在电极表面发生聚合反应形成含有多个氰基的化合物,该化合物能够与正极材料表面的金属离子络合,从而抑制电解液在电极表面发生分解,提高电池的高温储存及循环性能。
本发明公开一种锐钛矿TiO2混合石墨烯的锂离子电池材料,由下列重量份的原料制成:锐钛矿TiO2?360~390、石墨烯类材料80~90、镓粉6~8、铯粉4~6、钴酸锂4~6、氧化铈2~4、过硫酸铵2~3、离子液体70~80。通过配合采用锐钛矿TiO2和石墨烯类材料,并选用本发明配方,制备得到锐钛矿TiO2混合石墨烯的锂离子电池材料,取代了传统之二氧化钛(B)负极材料,本发明的导电性能和机械性能得到了更大的提升,由于导电性能和机械性能的提升,作为锂离子电池材料时,循环性能与倍率充放电性能、首次充放电效率都得到进一步的提升;并且,本发明制备方法工艺简单,生产成本较低,制备过程简单易行。
一种放电容量高、放电能量高、循环寿命长、大电流性能优秀的锂离子二次电池,包括正极、负极、电解液及隔膜,其中正极的活性材料由锂镍钴复合金属氧化物A[LiaNi1-b-cCobMcO2(0.97≤a≤1.05,0.01≤b≤0.30,0≤c≤0.10,M为Mn、Al、Ti、Cr、Mg、Ca、V、Fe和Zr中的一种或几种)]与锂钴氧化物B[LiCoO2]以20∶80~80∶20的重量比混合而成,其中A的平均粒径D50为5~40μm,I003/I104大于1.20。该电池正极的制备方法,以球形高钴氢氧化镍(Ni1-bCob(OH)2)和含锂化合物经过焙烧制备得到A,与B混合后,添加粘合剂、导电剂和溶剂,进行搅拌混合、涂敷、烘干、压片制得正极。该方法工艺简单,易于工业化。
本发明涉及锂离子电池领域,公开了一种磷酸铁锂锂离子电池及其电量状态检测方法及配对方法。锂离子电池包括电芯,所述电芯由正极片、负极片、隔膜层叠或卷绕而成,其中所述隔膜间隔在所述正极片、负极片之间,涂覆在所述正极片上的正极材料包括:磷酸铁锂、以及第二辅助正极材料,所述第二辅助正极材料为放电平台高于所述磷酸铁锂的正极材料。应用本实施例技术方案可以通过简单的锂离子电池电压测量获知当前锂离子电池的电量状态。
本实用新型适用于电源技术领域,提供了一种锂电池模块及锂电池储能装置。所述锂电池模块包括电池组件和与所述电池组件电性连接的BMS电池管理系统,所述电池组件由若干锂电池电芯以串联和/或并联形式组成,各相邻锂电池电芯之间设有特别设计的散热风道。同时为锂电池模块及锂电池储能装置设计了一套制冷系统,用于对系统在锂电池在高倍率大电流放电的时候进行制冷。本实用新型所提供的锂电池模块通过在各锂电池电芯之间设置特别设计的散热风道,在使用时,可采用风扇之类的风机单元对锂电池模块进行强制通风散热,结合制冷系统一起工作,使得锂电池模块在充放电的过程中所产生的热量能够从散热风道快速被释放出来,避免引起锂电池模块内部高温。
本发明公开了一种正极活性物质及其制备方法、锂离子电池的正极材料及其制备方法和含有该正极材料的锂离子电池,该正极活性物质含有镍钴锰锂氧化物以及由式(1)所示的磷酸锰铁锂化合物,所述磷酸锰铁锂化合物的颗粒包覆在所述镍钴锰锂氧化物的颗粒的表面和嵌在所述镍钴锰锂氧化物的颗粒之间的缝隙中,所述磷酸锰铁锂化合物的颗粒的平均粒径为30-200nm;LiMnxFe1-xPO4(1),其中,0<x<1,优选为0.5≤x≤0.8,更优选为0.6≤x≤0.8。根据本发明提供的正极材料,具有更高的压实密度以及更高的能量密度,含有该正极材料的锂离子电池,具有更高的容量以及具有更优异的充放电性能和安全性能。
本申请属于电池材料技术领域,尤其涉及一种钛酸锂/锂离子导体/碳复合材料及其制备方法,以及一种二次电池。其中,钛酸锂/锂离子导体/碳复合材料由内向外依次包括钛酸锂内核,锂离子导体中间层和碳材料外壳层。本申请钛酸锂/锂离子导体/碳复合材料,通过钛酸锂内核、锂离子导体中间层和碳材料外壳层的协同作用,使得复合材料兼具不易胀气和优异电子/离子传输性能,以及高低温特性良好、结构稳定性好、快充性能优异、安全性高等特性。
本发明提供了一种锂电池的钴酸锂材料的修复回收方法,其特征在于,所述方法包括:将锂电池的正极铝箔片加热煅烧后,获取所述正极铝箔片上脱落的钴酸锂粉末;将所述钴酸锂粉末加入至氢氧化锂溶液中得到混合液,将所述混合液放置在第一温度范围的超声环境下进行反应;将反应后的所述混合液进行降温过滤,得到钴酸锂膏体;将所述钴酸锂膏体进行干燥处理,得到钴酸锂颗粒。本发明有效的缩短了钴酸锂的修复时间,并且增加失效钴酸锂结构中锂离子的含量,从而提高修复后钴酸锂的电化学性能,使修复后的钴酸锂可直接作为生产锂电池的正极原料。
本发明涉及锂电池领域,公开了一种锂离子电池用正极材料及正极片及锂离子电池。正极材料,由第一磷酸铁锂材料、第二磷酸铁锂材料混合而成,其中第一磷酸铁锂材料的导电性能高于所述第二磷酸铁锂材料。
一种掺杂的富锂的尖晶石型锂锰氧的制备方法,该方法包括将含锂的化合物、含锰的化合物和含掺杂金属的化合物混合均匀,然后在焙烧炉中焙烧,其中,所述焙烧包括一段焙烧和二段焙烧,所述一段焙烧包括将含锰的化合物、含掺杂金属的化合物与一部分含锂的化合物混合均匀后焙烧,得到一段焙烧产物,所述二段焙烧包括将一段焙烧产物与剩余的含锂的化合物混合后焙烧。将该材料在3.0-4.2伏之间充放电,首次放电比容量在140毫安时/克以上,200次循环后容量剩余率在85%以上。用本发明提供的方法制备的锂锰氧比容量高、循环性能好,可广泛应用于扣式、方形、圆柱形锂离子电池。
一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法,包括如下步骤:制备碳材料混合液;在所述碳材料混合液中加入分散剂和交联剂;在含有所述分散剂和交联剂的碳材料混合液中加入硅材料;由含有所述分散剂和交联剂、碳材料及硅材料的混合液制备碳硅宏观体材料;对所述碳硅宏观体材料进行热处理获得炭涂层硅/石墨烯纳米复合材料,所述锂离子电池硅碳负极材料包含炭涂层硅/石墨烯纳米复合材料。本发明还提供一种锂离子电池。
本发明提供了一种锂离子电池用复合负极片及其制备方法和锂离子电池。该锂离子电池用复合负极片的制备方法包括如下步骤:通过静电纺丝的方式将聚酰胺酸溶液喷涂在负极片表面,然后进行机械辊压,最后热亚胺化处理将喷涂在负极片表面的聚酰胺酸转化为聚酰亚胺,在负极片表面形成聚酰亚胺纳米纤维膜,得到锂离子电池用复合负极片。本发明提供的制备方法简化了现有技术中需要先单独制备正、负极片和隔膜且随后需要将隔膜与正负极片进行卷绕的过程,同时克服了现有技术中隔膜与正负极极片卷绕设置易引起的电池内部短路和电芯变形的问题。本发明锂离子电池用复合负极片制得的锂离子电池具有优良的安全性能以及长的使用寿命,可用作高容量和动力电池。
本发明提供一种锂离子电池的负极材料,所述负极材料包含硅酸盐材料和碳材料,其中,所述硅酸盐材料的含量为85wt%-97wt%,所述碳材料的含量为3wt%-15wt%;所述硅酸盐材料的结构式为Li2MSiO4,M选自Mn、Fe或Mn1-xFex,0<x<1。同时本发明还提供了上述负极材料的制备方法及采用这种负极材料的锂离子电池。本发明的制备方法的工艺简单,制备得到的负极材料的性能优异,结构稳定,应用于锂离子电池的负极,具有良好的首次充电效率和较高的比容量,并且能够承受大倍率的充放电。?
电池正极包括集电体及涂覆和/或填充于集电体上的正极材料,所述正极材料包括正极活性物质、导电剂和粘合剂,其中,在正极活性物质的表面还有一层钴酸锂,以正极活性物质的重量为基准,钴酸锂的含量为0.1-15重量%。采用该正极的锂离子电池具有较高的比容量和良好的循环性能。
本发明公开一种钛酸锂/碳复合材料及其制备方法和锂离子电池,钛酸锂/碳复合材料的制备方法,包括步骤:将双氧水与碳化钛粉末加入到容器中,搅拌均匀;烘干;将得到的粉末与氢氧化锂按4.5~5.5:4的比例混合后,在氩气气氛中600~800℃煅烧,得到钛酸锂/碳复合材料。本发明通过优化电极材料性能来实现锂离子电池倍率性能改善和循环稳定性提高的。本发明中还提供一种锂离子电池,用所述钛酸锂/碳复合材料和磷酸铁锂配对,通过优化正负极配比,组装的磷酸铁锂-钛酸锂电池具有优秀的倍率性能好很好的循环稳定性。
一种从废旧锂离子二次电池回收金属锂的方法,是将回收的废旧锂离子二次电池完全放电,使该废旧电池各负极片上的可逆锂离子全部转移至正极,在正极片上形成锂盐;将所述放电处理后的电池,用机械拆解的物理方式将正极片完整地取出,烘干;用金属锂或可覆锂的材料做负极片配合由前步骤处理后的各正极片,放入有电解液的专用化成槽中经电联接后,正负极片组分别接到直流电源的正、负极汇流排,进行外化成处理,使可逆的锂离子从所述各正极片转移至所述各负极片上沉积;将所述经外化成处理后的各正、负极片取出,则负极片上析出的金属锂可直接回收利用。本发明的有益效果是:能有效地将可逆锂资源统一收集起来,回收的锂金属资源达95%以上,纯度在99.9%以上,而且此方法原理简单,设备简易,具有良好的产业化前景。
本发明公开了一种磷酸铁锂复合材料,所述复合材料为磷酸铁锂与3D石墨烯的复合材料,所述复合材料中3D石墨烯含量为6‑10wt%,碳含量为7‑7.5wt%。所述3D石墨烯为二维片状石墨烯相互交错排列组合形成的三维多孔结构,孔径为5‑40μm。本发明中还提供了上述磷酸铁锂复合材料的制备方法以及应用该磷酸铁锂复合材料作为正极材料的锂离子电池。本发明利用3D多孔石墨烯较2D石墨烯具有更大的比表面积、机械强度以及更快的质子和电子传递速率等特点,采用3D石墨烯作为一种碳包覆材料,有效地提升了磷酸铁锂材料的电子电导率,当作为正极材料在锂离子电池中应用时,提升了锂离子的扩散速率,即提升了锂离子电池的循环性能。
本发明属于锂离子电池技术领域,具体公开了一种锂离子电池负极混料、负极和锂离子电池。所述锂离子电池负极混料,包括负极活性材料、导电剂、增稠剂和粘结剂,所述增稠剂为接枝改性魔芋葡甘露聚糖。本发明实施例提供的锂离子电池负极混料,增稠剂采用接枝改性魔芋葡甘露聚糖,由于该增稠剂具有优越的柔顺性能和能够提高锂离子电池中锂离子的传导能力,因此可用较少的接枝改性魔芋葡甘露聚糖和粘结剂替换NaCMC/SBR组合粘结剂,不仅能提高负极活性物质在负极中的含量,而且由于接枝改性魔芋葡甘露聚糖自身具有锂离子传输能力,所以低温性能和倍率性能显然更好,最终使得锂离子电池电化学性能得到进一步提高。
本发明涉及一种锂离子电池极片及其制备方法、以及该极片在锂离子电池及其制备中的应用,该极片的制备方法包括将含有极片活性物质、导电添加剂、粘结剂与溶剂的浆料均匀涂覆和/或填充在集电体上,经干燥,碾压,分切后制得,其中所述碾压方式为热碾压。采用该制备方法得到的极片经烘烤后反弹小、厚度尺寸均匀且稳定,而采用该极片制得的锂离子二次电池的容量分布范围窄、尺寸较集中、循环稳定性好。
本发明公开了一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池,涉及电池领域,能够有效控制电解液的酸度,进而显著提高锂离子电池的循环性能和高温存储性能。所述锂离子电池电解液包括:一种锂离子电池电解液,其特征在于,包括:锂盐、非水有机溶剂、成膜添加剂、稳定添加剂,所述稳定添加剂为式(1)所示的氮硅烷衍生物:式(1),其中,R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地为碳原子数1-20的直链或支链烷基;R7、R8、R9各自独立地为原子数为1-20的直链或支链烷基或含卤基团。本发明可用于电池领域。
一种锂离子电池负极,该负极包括负极集流体以及负载在该集流体上的负极材料,所述负极材料为两层:一层为位于所述集流体上的连续层;另一层为位于该连续层上的非连续层。所述负极的制作方法包括将含有负极材料的浆料连续地负载在负极集流体上,干燥;将含有负极材料的浆料间隔地负载在所述连续层上,干燥,在连续层上形成非连续层;然后压延,得到负极。该结构既能够为活性材料的体积变化提供充足的空间,有效抑制活性材料充放电过程中体积变化对电极内集电性能的破坏,又能够防止集流体直接暴露而沉积锂枝晶的问题。使用该负极制成的锂离子二次电池在保持高容量的同时,循环性能也得到很大改善。
本实用新型涉及锂离子电池领域,具体涉及一种锂离子电池隔膜以及一种锂离子电池。该锂离子电池中的锂离子电池隔膜包括聚合物基底层和所述聚合物基底层上附着的导电层,其中,所述导电层在所述聚合物基底层上呈非连续性分布。本实用新型提供的锂离子电池隔膜,具有较高浸润性、散热性和机械强度,所得形成的锂离子电池成本更低,具有更高的安全性。
本发明涉及锂/钠电池技术领域,具体提供一种锂负极或钠负极及锂负极或钠负极的制备方法和应用。该制备方法包括将反钙钛矿固态电解质熔融后涂布于集流体表面,从而在集流体表面形成一层反钙钛矿固态电解质膜;采用电化学方法将锂或钠沉积于所述集流体表面,获得锂负极或钠负极;或者采用磁控溅射的方式将反钙钛矿固态电解质沉积在锂金属片或钠金属片表面,在锂/钠金属片表面获得反钙钛矿固态电解质膜,并获得锂负极或钠负极。本发明在锂负极或钠负极表面形成一层反钙钛矿固态电解质膜,该反钙钛矿固态电解质膜作为人工固态电解质膜,具有高的锂离子或钠离子导电率,抑制锂/钠枝晶的生成,从而提高锂/钠电池的电化学性能。
一种锂离子电池正极材料锂镍钴锰氧的制备方法,该方法包括将硝酸锂、硝酸镍、硝酸锰、硝酸钴和可燃性有机含氮化合物在溶剂中混合,得到含有硝酸锂、硝酸镍、硝酸锰、硝酸钴、可燃性有机含氮化合物和溶剂的混合物,然后将所得混合物进行一段烧结和二段烧结,其中,该方法还包括在一段烧结前除去混合物中的至少部分溶剂。用本发明提供的方法制得的锂镍钴锰氧正极材料具有较高的振实密度、放电比容量和循环性能。在保证产品比容量的情况下,本发明提供的方法还具有操作简单、工艺流程短和对设备要求低的优点,因而比现有技术中锂镍钴锰氧的制备方法具有更广阔的工业化前景。
本发明涉及一种锂二次电池隔离膜。该锂二次电池隔离膜至少包括一强吸水材料-高分子复合材料层,其中强吸水材料优选为分子筛。强吸水材料能完全吸附锂二次电池制程中残留及使用时水分子气透性渗入的水分,防止锂离子电池中毒或锂金属与水反应,从而提高锂二次电池使用寿命。另外,强吸水材料与高分子材料适当结合,能增加隔离膜机械强度,减少锂二次电池在辗压制程中电极穿插现象或多次充放电后锂金属针状物产生导致的电极穿插现象,从而提高锂二次电池安全性。本发明还涉及一种使用该隔离膜的锂二次电池。
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