本发明属于锂吸附材料技术领域,具体公开了一种锆酸锂包覆锰系锂离子筛,具有核‑壳结构,其核的材料为H1.6Mn1.6O4;壳层的材料为Li2ZrO3。本发明还公开了所述的锂离子筛的制备方法,将Li1.6Mn1.6O4分散在包含Zr源和锂源的溶液中,随后经脱除溶剂、焙烧得到Li2ZrO3锂离子筛前驱体;Li2ZrO3锂离子筛前驱体经酸浸脱Li处理后再经固液分离、洗涤、干燥,即得。本发明解决了锰系锂离子筛耐酸腐蚀性能不佳,锰溶损大,结构不稳定,循环性能差,包覆层无吸附容量的问题。所得锂离子筛产品锂吸附容量高,结构稳定,使用寿命长,是盐湖卤水或海水高效提锂吸附剂。本发明制备工艺简单、清洁、制备过程中无副反应,产品性能好,适于工业化生产。
本发明提供一种锂离子电池电芯,包括正极、负极、隔膜、以及锂带,所述正极、所述负极、所述隔膜、以及所述锂带按照“隔膜/锂带/负极/锂带/隔膜/正极”的顺序依次层叠在一起。该锂离子电池电芯通过对负极进行补锂,能够有效提升负极的首次库伦效率,同时提升电芯的循环性能。除此之外,本发明还提供一种包含该锂离子电池电芯的锂离子电池及其制备方法,同样具有上述技术效果。
一种锂离子导体包覆纳米LiMnPO4/C正极材料的改性方法,以解决磷酸锰锂正极材料倍率性能差,循环性能不好的问题。一种锂离子导体包覆纳米LiMnPO4/C正极材料的改性方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)溶剂热碳化制备表面羟基化的正极材料LiMnPO4/C;(2)控制形成氧化物前驱体包覆层,完成核壳结构LiMnPO4/C@MOP(金属氧化物前驱体)的组装;(3)一步煅烧法制备锂离子导体改性的复合正极材料LiMnPO4@Li2TiO3/C或LiMnPO4@V2O5/C。本发明工艺简单,制得的锂离子导体改性的LiMnPO4/C复合正极材料用于锂离子电池,循环稳定性好,充放电容量高,高倍率性能优异。
本发明属于锂离子电池材料领域,具体公开了一种含掺Co高铁酸锂的补锂正极材料,其包含正极活性材料和补锂添加剂;所述的补锂添加剂为掺Co高铁酸锂、或者为掺Co高铁酸锂与碳材料形成的复合补锂材料;所述的掺Co高铁酸锂的化学式为Li5Fe1‑xCoxO4;其中,x为0.05~0.1。本发明还提供了所述补锂添加剂的制备方法,将化学计量比的铁源、钴源、锂源分散在溶解有柠檬酸的溶液中,搅拌反应得凝胶,随后经干燥、球磨得前驱体;将前驱体在保护气氛、600~900℃下烧结得到。本发明发现所述的补锂添加剂和正极活性材料有协同性,此外,本发明还提出了一种操作简单、制备周期短,产物活性高的制备方法。
本申请公开了一种锂金属负极的制备方法,包括如下步骤:步骤一:将聚合物加入溶剂中,使聚合物充分溶解,形成聚合物溶液;步骤二:将过渡金属盐加入聚合物溶液中,使过渡金属盐均匀分散并进行超声,得到均匀分散的混合溶液;步骤三:将混合溶液均匀涂覆于锂片表面,烘干,在锂片表面形成保护层,对锂片进行冲片得到锂金属负极。本发明通过保护层中均匀分散的过渡金属离子可以在锂金属表面形成成核位点及富含LiF的SEI膜,加速锂离子迁移,减少锂金属表面局部电流密度不均匀的程度,诱导锂沉积,改善了锂金属负极的锂溶出/锂沉积能力,同时保护层具有较强的机械强度和较高的离子传输速率,支持在更高的充放电倍率下以及低温条件下进行长循环。
为克服现有锂离子电池负极组合物存在分散性不足,影响锂离子电池电性能的问题,本发明提供了一种锂离子电池负极组合物,包括可脱嵌锂的活性材料、第一增稠剂、第二增稠剂和粘合剂;所述第一增稠剂为非离子纤维素类聚合物,所述第一增稠剂的重均分子量为0.1~30万;所述第二增稠剂为羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素铵,所述第二增稠剂的重均分子量为30~200万,取代度为0.6~1.5。同时,本发明还公开了一种锂离子电池负极及其制备方法和包含所述负极的锂离子电池。本发明改善了负极活性材料在浆料的分散效果,进而提高了锂离子电池相关的电性能。
本发明提供了一种热电池用改性锂硼合金复合负极材料及其制备方法,其由Li7B6相、锂镁固溶体相和离子导电剂相组成,其中离子导电剂相占改性锂硼合金复合负极材料的1‑15wt%;该改性锂硼合金在其内部预先添加了离子导电剂,而所述离子导电剂与热电池配套使用的电解质中的导电成分一致。作为热电池用负极材料时,热电池低温大电流放电初期电解质与游离锂的浸润性好,可提升电极反应速率,改善电压凹峰。该方法采用双液态方式混合,可以将离子导电剂均匀的分散于固体锂硼合金内部,制备工艺简单,解决了离子导电剂和锂硼合金后期无法采用机械方法混合的问题。
一种从含锂盐湖卤水中提取锂盐的生产工艺,其包括以下步骤:(1)卤水盐田滩晒,浓缩,直至结晶出含锂盐(或锂的复盐)和镁盐的混合盐,或者锂盐(或锂的复盐)和镁盐、钠盐三者的混合盐;(2)磨矿,将混合盐磨成≤100目的粉状;(3)浮选,浮选在饱和母液中在常温常压下进行,浮选药剂为4~8个碳原子且带有甲基基团的烷烃衍生物如醇或醛,浮选工艺采用一次粗选,至少二次精选,一次扫选,浮选药剂用量与时间为:粗选药剂用量80-300克/吨原矿,浮选时间5-7分钟,扫选加药量45-65克/吨原矿,浮选时间5-7分钟,精选不加药,每次精选时间为2-4分钟,将锂盐与镁盐、钠盐进行分离,获得锂盐粗产品。本发明流程短,能耗低,操作简单,适合于各种含锂卤水中锂盐的提取,特别适合高镁锂比卤水中锂的提取。
本发明公开了一种多层复合包覆钴酸锂及制备方法、锂电池。该多层复合包覆钴酸锂包括钴酸锂和由内至外依次包覆在钴酸锂表面上的磷酸铝层、铝‑过渡金属‑氧固溶体层和过渡金属锂氧化物层,过渡金属包括Fe、Co、Ni、Ti、Mn中的一种或几种。一方面,多层包覆能弥补单层包覆材料表面均匀性差的不足,从而显著提高材料的高电压下的循环性能。另一方面,外层包覆的AlPO4层能有效缓解材料在高电压充放电下的热效应,过渡金属锂氧化物层与铝‑过渡金属‑氧固溶体层能有效抑制高电压状态下的钴溶出,改善材料的高电压循环性能。在上述两方面的作用下,多层复合包覆钴酸锂在高电压下的循环性能和热稳定性得到大幅改善。
一种制备锂/铜/锂箔材的深冷制备方法,采用宽度相同的铜箔和锂箔为原料,将铜箔和锂箔分别放置到原料卷曲机组上,采用氩气对锂箔进行保护,对铜箔的上下表面进行清理,清除表面氧化物,铜箔、锂箔通过传导辊进入温度范围为‑60℃~‑20℃的深冷箱完全叠合得到锂/铜/锂复合箔材,对锂/铜/锂复合箔材进行连续深冷处理,冷却至‑40℃~‑20℃,使轧辊变形区温度控制在‑40℃~‑20℃,利用深冷轧机机组对深冷处理的锂/铜/锂复合箔材进行深冷轧制,经过深冷轧制后,轧制产品压下量达到30%~50%;本发明将锂金属层从室温降低到‑40℃~‑20℃,使锂金属的变形抗力大幅提高,进而大幅提高锂/铜/锂复合箔材轧制过程中锂层与铜层的变形协调性,避免锂层与轧辊粘结。
本发明提供了一种利用含锂废液生产氯化锂的方法,将烷基锂生产过程中产生含锂废液经油水相分离,水相中和过滤除杂,再经喷雾干燥直接得到氯化锂晶体,其纯度可达到98%,可直接用于金属锂的生产。
一种锂硫电池复合正极,由隔膜层、多孔碳层和碳硫复合物层复合而成,多孔碳层设置于隔膜层的一侧,碳硫复合物层设置于多孔碳层上;其制备方法包括以下步骤:将多孔碳、导电剂和粘合剂加入到有机溶剂中制成浆料,将浆料涂布在隔膜的一侧,隔膜层的一个表面上形成有多孔碳层的复合物;将碳硫复合物、导电剂和粘合剂加入到有机溶剂中制成浆料,然后将浆料涂布在复合物中的多孔碳层上,得锂硫电池复合正极。本发明的锂硫电池包括前述的锂硫电池复合正极、负极和电解液,该锂硫电池可减少界面电阻,增大离子电导和电子电导,有效提高锂硫电池的能量密度、循环性能和倍率性能。
本发明公开了一种用于锂离子电池或锂硫电池的纳米结构准固体电解质及其制备方法和应用,纳米结构准固体电解质是由无机有机杂化框架材料吸附离子导电剂形成的宏观固态电解质材料;其制备方法是在保护气氛下将无机有机杂化框架材料浸泡在离子导电剂中充分混合,然后将多余溶剂挥发;制得的纳米结构准固体电解质具有较高的锂离子电导率,可以同时取代传统锂离子电池中的有机电解液和隔膜,能有效避免有机电解液漏液引发的安全问题;该电解质组装的锂电池能使用金属锂片作为负极。
本发明公开了一种锂离子电池负极析锂的恢复方法,包括以下步骤:控制锂离子电池放电至预设容量保持率;对所述锂离子电池两侧施加预设夹具力,得到第一处理后电池;将所述第一预处理后电池在预设温度静置预设时间,得到第二处理后电池。本发明旨在将锂电池负极析出的锂单质进行逆向恢复。
本发明公开了一种从废锂离子电池材料中回收钴和锂的方法。该方法主要包括废锂离子电池材料的放电,高温焙烧,用硫酸和硫代硫酸钠在超声波条件下浸出,硫化钠沉淀除杂,用Cyanex272作为萃取剂萃取钴,再盐酸反萃取钴,含锂萃余液通入CO2气体沉淀得到碳酸锂。采用本发明的方法,工艺简单、钴和锂回收率高,废锂离子电池材料中的钴和锂回收率均在98.5%以上。
本发明涉及一种锂电池正极材料及其制备方法、锂电池及其正极片,该锂电池正极材料包括锂活性材料,锂活性材料的外表面包覆有复合导电层,复合导电层由导电高分子胶与导电碳按质量比1:(0.8~1.2)复合而成。该复合导电层可作为保护层,提高正极材料的界面稳定性,抑制正极材料被电解液腐蚀,防止与电解液发生的副反应产物在正极表面积堆积,防止副反应产物在正极表面积聚成膜,避免电极和电解液界面间锂扩散和电荷转移速率的下降,同时复合导电层能够形成优异的导电网络和导电节点,导电性能优异,降低电极材料中锂离子的传递阻力,提高锂离子电池的低温性能。
本发明具体涉及使用磷酸铁锂/膨胀微晶石墨/碳复合材料的锂离子电容器的制备方法,将制备的磷酸铁锂/膨胀微晶石墨/碳复合材料制成电极片作为正极,采用活性炭和石墨混合制成电极片作为负极,正负极片之间夹以聚丙烯隔膜,组装成锂离子电容器,正负极片之间注入浓度为1mol/L的硝酸锂水溶液为电解液。本发明制备的锂离子电容器使用了磷酸铁锂/膨胀微晶石墨/碳复合材料制成电极片作为正极,磷酸铁锂/膨胀微晶石墨/碳复合材料采用廉价易得的膨胀微晶石墨替代石墨烯为原料,得到的复合材料具有优异的电化学性能,在保持充放电比容量不降的情况下,具有更好的循环稳定性,经济效益高,适合工业化应用。
本发明具体涉及一种磷酸钒锂/膨胀微晶石墨复合材料在锂离子电容器中的应用,将制备的磷酸钒锂/膨胀微晶石墨复合材料制成电极片作为正极,采用活性炭和石墨混合制成电极片作为负极,正负极片之间夹以聚丙烯隔膜,组装成锂离子电容器,正负极片之间注入浓度为1mol/L的硝酸锂水溶液为电解液。本发明制备的锂离子电容器使用了磷酸钒锂/膨胀微晶石墨复合材料制成电极片作为正极,磷酸钒锂/膨胀微晶石墨复合材料采用廉价易得的膨胀微晶石墨替代石墨烯为原料,得到的复合材料具有优异的电化学性能,在保持充放电比容量不降的情况下,具有更好的循环稳定性,经济效益高,适合工业化应用。
本发明提供了一种高硫负载锂硫电池正极的制备方法,包括以下步骤:将碳材料和硫加入水中,混合均匀得到碳硫混合浆液;将碳硫混合浆液加入砂磨机中进行纳米球磨,再进行干燥并粉碎,然后加热熔融,得到碳硫复合正极材料;将导电剂、粘合剂及碳硫复合正极材料加入水中,混合均匀后制得锂硫电池正极浆料前驱体,然后将正极浆料前驱体加入砂磨机中进行纳米球磨,得到锂硫电池正极浆料;将锂硫电池正极浆料均匀涂覆在铝箔上,经烘干后得到高硫负载锂硫电池正极。该方法原料成本低,工艺简单,过程可控,有利于制得硫负载量高的锂硫电池正极。本发明还相应提供由该方法制得的锂硫电池正极,以及由该正极组装得到的锂硫电池。
本发明公开了一种用于制备锂离子电池负极的SiOC陶瓷材料及其制备方法和由该陶瓷材料制成的锂离子电池。该SiOC陶瓷材料包括摩尔比为1∶α∶β的硅元素、氧元素和碳元素,α为0.4~2.0,β为0.4~5.0,且α+β为0.8~7.0;其制备方法包括步骤:准备如下式的有机硅聚合物:a(R1R2SiO)x(R3R4SiO2)y(R5R6SiO3)zb其中,a和b为封端官能团,R1、R2、R3、R4、R5及R6为官能团,其中至少有一个官能团为氢基或烯基,x为0.3~1,y为0~0.7,z为0~0.5,且x+y+z=1;并准备含有能与硅氢基、硅羟基或烯基反应的活性基团的有机小分子化合物;将有机硅聚合物和有机小分子化合物混合并交联固化制成共聚物,再进行高温裂解即得。本发明的锂离子电池具有较高容量、较好的循环性能和较高的可逆容量。
本发明公开了一种具有梭形形貌的多孔微纳结构锂离子电池富锂正极材料及其制备方法。本发明的方法是首先将锂源、金属盐加入到溶剂中并搅拌成均一溶液,再向该溶液中加入沉淀剂,在油浴条件下进行共沉淀反应,得到前驱体粉末;然后将前驱体粉末进行预烧、煅烧,得到本发明的具有梭形形貌的多孔微纳结构富锂正极材料。本发明所得材料的多孔结构不仅能有效提高活性粒子的比表面积,增大活性粒子与电解液的接触面积,而且能够缩短锂离子和电子的扩散路径,提高材料的倍率性能;同时结晶度高,颗粒粒径分布均匀,具有优异的循环性能和良好的倍率性能,能满足动力锂离子储能和动力电池的使用要求,具有良好的应用前景。
本发明公开了一种锂离子电池电解液及其锂离子电池,所述锂离子电池电解液,包括锂盐、添加剂和非水有机溶剂,以锂离子电池电解液的总重量份计算,所述添加剂包括四乙烯基硅烷0.01~0.05份;磷酸乙烯三氟乙酯0.01~0.05份;磺酸吡唑化合物0.01~0.1份。本发明采用特定的四乙烯基硅烷、磷酸乙烯三氟乙酯和磺酸吡唑化合物组成的添加剂,在含量能够控制到1%以下的情况下还具有耐高温性能和耐高温存储性能。避免了因为添加剂的含量过多导致的其他电化学性能下降的缺陷。所述电解液可以用于锂离子电池中。
本发明公开了一种锂离子电池拼接式层单元框架及其构成的锂离子电池模块,锂离子电池模块包括底板、顶板、多个层单元,层单元由拼接式层单元框架、软包锂离子电池、弹性调整垫、散热板组成,散热板冲有凹坑构成软包锂离子电池、弹性调整垫的容纳空间,散热板两端延设有凸耳,凸耳上设有通孔,多个散热板平行布置在拼接式层单元框架中,每一个散热板上设置的凸耳均夹装在拼接式层单元框架中的上端边框与下端边框之间,构成一个层单元,在底板与顶板之间叠置多个层单元,通过螺栓紧固定位。本发明模块结构紧凑,方便维修,容易扩展,实现电池单体的隔离,对电池起到保护作用,对提高电动汽车锂电池组使用寿命和能量密度具有显著的作用。
本发明适用于锂离子电池技术领域,提供了一种双极性聚合物锂离子电池的制作方法及锂离子电池,该方法包括采用压延法制作正极活性物质片和负极活性物质片,采用热压复合和辊压法利用正极活性物质片、集流体和负极活性物质片制作双极性极片、单边正极极片和单边负极极片,将得到极片吸附含有电解质溶液的混合溶液,经紫外光照射使极片被聚合物膜包裹,然后经收卷、冲切和叠片工序得到极群,极群经辊压、封装和化成工序处理,得到双极性聚合物锂离子电池。本发明提供的制作方法制作的锂离子电池具有安全性高、内阻小、充放电功率大、工作温度范围宽和循环寿命长的优点,在做成模块和系统后可以简化热管理装置,降低整体系统造价。
一种高电压锂离子电池用非水电解液及锂离子电池,包括电解质锂盐、非水有机溶剂和添加剂,所述添加剂包括添加剂A、添加剂B和添加剂C,其中:添加剂A为具有结构式1的环状磷酸酯化合物,具体为间苯三酚三(环状磷酸酯),添加剂B为含有草酸根基团的锂盐;添加剂C为硫酸乙烯酯或其衍生物。本发明通过环状磷酸酯化合物和含有草酸根基团的锂盐两者配合使用,能有效地抑制胀气,提高锂离子电池的高温性能以及在常压和高电压下的循环性能和使用寿命;通过含有草酸根基团的锂盐和和硫酸乙烯酯类化合物两者联用可以使电池保持较低阻抗,进而使电池获得良好的低温性能。此外,电解液还具有高效阻燃效果,从而大幅提高电池的安全性能。
本发明公开了一种基于一种从混合废旧锂电再生富锂锰基正极的方法,所述方法包括以下步骤:1)将废旧LiNixCoyMnzO2和LiCoO2混合废旧极片原料直接粉碎,采用碱性还原氨浸出得到富含Li、Ni和Co的浸出液及含大量Mn元素的浸出渣;2)将浸出渣与废旧LiMn2O4粉末混合,采用酸浸的方法,得到富含Li和Mn的浸出液;3)将步骤1和2所得的浸出液混合并添加适当的金属盐,固定锂、镍、钴、锰元素的摩尔比;4)将上述混合溶液采用水热的方式,制备富锂锰基前驱体,在马弗炉内进行煅烧,即得到富锂锰基正极材料。本发明基于混合多种废旧锂电池回收富锂锰基正极材料,具有适用性高,耗能相对低,且再生产品附加值高,流程可控性强的优势。
本发明公开了一种综合利用钛铁矿制备钛酸锂和磷酸铁锂前驱体的方法,其特征在于包含以下步骤:1)钛铁分离:将钛铁矿球磨,用硫酸浸出钛铁矿,冷却,过滤得滤渣和滤液;2)制备钛酸锂前驱体:将所得滤渣用稀硫酸洗涤,然后用75~90%的硫酸溶解,并稀释,加入沉淀剂反应,冷却,静置,过滤,将滤渣烘干即得钛酸锂的前驱体;3)制备磷酸铁锂前驱体:将滤液稀释,向溶液中加入氧化剂和沉淀剂,然后用碱水溶液控制体系的pH值,反应后将所得沉淀洗涤、过滤、烘干即得磷酸铁锂的前驱体--磷酸铁。本发明原料来源广、工艺流程简单、产品质量好且稳定、成本低,对钛铁矿进行了综合和充分的利用。
本发明公开了一种锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂,其比表面积在0.2~0.6m2/g,Na和K离子含量小于800ppm,其他杂质小于200ppm,压实密度大于3.35g/cm3,0.1C扣式电池初始放电容量达115mAh/g以上,100周循环容量衰减小于8%;其制备方法包括:先以锂源、锰源和掺杂金属添加物进行配料,然后将锰源置于500℃~1000℃温度下预烧;将预烧后的锰源与锂源及掺杂金属添加物进行混合;再对混合原料进行多段烧结,对得到的烧结样进行水洗处理,离心甩干并干燥;最后进行筛选分级,得到锰酸锂产品。本发明的锰酸锂产品不仅颗粒形貌规整、压实密度高、杂质含量少,且加工性能及电性能均较好。
本发明公开了一种从铁锂云母中获取碳酸锂的方法,该方法包括将铁锂云母与焙烧剂进行混合,然后焙烧,再用水浸出获取浸出液,将浸出液净化除杂后冷冻析钠再浓缩,在浓缩液中加入碳酸钠以获取碳酸锂沉淀以及含钾、铷、铯的溶液。采用本发明提供的方法可以提高铁锂云母精矿中锂、钾、铷、铯的提取率。
本发明公开了一种废旧锂离子电池选择性浸锂工艺,1.包括以下步骤:(1)取废旧锂离子电池浸泡在盐水中进行放电处理,拆解分离出极片并干燥处理,然后粉碎并进行筛分,得到拆解粉料;(2)取所述拆解粉料和硫化剂混合形成混合物,所述硫化剂含有硫酸根,所述混合物依次通过一段转型过程和二段分解过程进行热处理,得到热处理产物,所述一段转型过程的热处理温度为100~600℃,所述二段分解过程的热处理温度为600~1400℃;(3)在所述热处理产物中加入浸出剂进行浸出,固液分离,得到富锂溶液。本发明采用两段热处理大大提高了锂的转化效率,提高了锂的浸出率,具有良好的应用前景。
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