本发明公开了一种锂离子电池高电压钴酸锂正极材料及其制备方法,该材料由掺杂型钴酸锂基体及其表面的包覆物组成,掺杂型钴酸锂基体的通式为LixCo1-yMyO2-zNz,包覆物的通式为LiNix’Coy’Alz’O2;其制备方法为:先通过一次烧结得到钴酸锂基体LixCo1-yMyO2-zNz,然后利用液相共沉淀反应制备得到表面包覆有Nix’Coy’Alz’(OH)2的钴酸锂正极材料前驱体,最后通过二次烧结即得到本发明的高电压钴酸锂正极材料。本发明制得的高电压钴酸锂正极材料加工性能好、压实密度高,在高电压状态下具有较高的比容量和良好的循环性能,可以在高电压3.0~4.5V间稳定循环。
本发明公开了一种废旧磷酸铁锂材料选择性提锂的方法,包括以下步骤:将废旧磷酸铁锂材料浸入氢氧化钠溶液中,进行碱浸除铝,过滤,对过滤得到的除铝后料进行干燥,得到磷酸铁锂粉料,并将过滤出的铝酸钠滤液回收;将磷酸铁锂粉料放入加热炉,通入选择性提锂气体,再进行焙烧,得到磷酸铁和锂的化合物;将磷酸铁和锂的化合物加入球磨机,进行湿法球磨,过滤,分别得到磷酸铁固体和含锂溶液;将含锂溶液的pH值调节至9.0‑11.0,除杂,得到纯净的锂溶液;将碳酸钠溶液加入纯净的锂溶液中反应,过滤,对过滤得到的固体进行洗涤、干燥,得到碳酸锂。用本发明的方法回收废旧磷酸铁锂材料中的锂,锂回收率高达95%以上。
本发明公开了一种基于镁锂硫酸盐晶体形态及密度和溶解度差异的镁锂分离工艺,包括以下步骤:首先使卤水中的硫酸根浓度增大,直到促使硫酸盐结晶;利用硫酸锂的密度比硫酸镁都要大的物理特性,运用选矿学中的重介质重选原理,将锂盐和镁盐分开,以达到分离镁和锂的目的;然后利用溶解度差异分理出部分镁盐;最后采用纯碱沉锂得到碳酸锂产品。本发明完全不需要喷雾干燥和煅烧程序,极大地减少了能源的消耗,可以降低70%的生产成本,且工艺流程简单,不会因流程复杂造成产品质量难以控制,而且环保无污染。
本发明公开了一种锂离子二次电池用低浓度电解液,包括锂盐和有机溶剂,有机溶剂包括链状羧酸酯类溶剂和氟代羧酸酯类溶剂,锂盐的浓度为0.01~0.5mol/L。该电解液采用链状羧酸酯类溶剂和氟代羧酸酯类溶剂的混合溶剂作为电解液的溶剂体系,并加入低浓度锂盐,构成的电解液体系不仅粘度低,与正负极有良好的浸润性,而且能够形成稳定的CEI/SEI层,缓解循环过程中的过渡金属溶解,同时还能降低生产成本,具有可观的应用前景,组装的电池具有良好的循环性能。
本发明公开了一种钛酸锂锂离子电池的制备方法。该电池负极膜片中的负极活性物质是钛酸锂。在注液时第一次注含离子液体和功能添加剂的电解液,并进行第一次预充活化,第二次注商用锂离子电池电解液,并进行第二次活化,并经高温充放电循环后进行抽气密封步骤得到锂离子电池。本发明使用两次活化,第二次活化的目的是进一步加强第一次形成固体电解质膜(SEI)性质,以利于在负极表面形成稳定、致密的SEI膜,可以有效抑制钛酸锂锂离子电池在充放电过程中产生气体,并显著改善电池的循环寿命和快速充放电性能。
本发明提供了一种三元锂电材料还原装置、三元锂电材料还原装置的控制方法及锂的回收方法。该三元锂电材料还原装置包括加热炉、传送带、气体管道、至少两根气源管道以及与气源管道对应设置的控制阀。传送带包括沿自身传送方向依次设置的进料段、反应段和出料段。气体管道至少经过传送带的反应段。气体管道包括第一进气部。至少两根气源管道和与气源管道对应设置的控制阀,至少两根气源管道分别通过对应的控制阀与第一进气部连接。调节控制阀使得输送需求的工作气体的气源管道和第一进气部导通,以提供三元锂电材料进行还原反应所需的条件。如此一来,三元锂电材料还原装置可以适应三元锂电材料的多种还原工艺,因而使用范围广泛。
本发明公开了一种锂电池用电解液,包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂,所述添加剂为烷基硼酸,添加剂的重量百分比含量为0.5‑2.0wt%。烷基硼酸为正丙基硼酸、正己基硼酸、正辛基硼酸中的一种或几种的混合物。本发明还公开了上述锂电池用电解液的制备方法,采用上述电解液制备的锂电池。本发明采用锂电池用电解液及其制备方法及锂电池,能够解决现有的锂电池充放电次数低的问题,具有循环稳定性好,比容量衰减缓慢的优点。
一种磷酸钒锂包覆锂离子电池三元材料的方法,采用磷酸钒锂活性电极材料作为包覆材料,可在三元材料表面形成均匀的包覆层。本发明的制备方法包括:(1)三元材料的制备;(2)三元材料与磷酸钒锂混合;(3)将混合样品置于还原气氛中煅烧。本发明的突出优势在于表面包覆的磷酸钒锂材料锂离子的传输速率快,提升材料的大倍率性能;同时磷酸钒锂材料具有很好的稳定性,可以有效抑制电解液对于内核三元材料的侵蚀,包覆后的三元材料综合了三元材料和磷酸钒锂的优点,表现出优良的倍率性能和循环性能。
本发明公开了一种锂离子电池或锂硫电池电解液,其包含有机超分子添加剂;所述有机超分子具有含缺电子空间的环内孔结构。锂离子电池或锂硫电池电解液充分利用有机超分子的缺电子空间来捕捉电解液中富电子的负离子,负离子与超分子结合成大分子,锂盐的电离得到促进,电导率提高,同时,阴离子的迁移受到限制,锂离子的迁移数变大,锂离子电池或锂硫电池的倍率性能可以得到明显提升。
本发明属于锂金属电池领域,具体公开了一种稳定金属锂沉积的电解液;包含导电锂盐、有机溶剂和添加剂组成的有机溶液;所述的所述的添加剂为纳米级的氮化硼、氮化铝、氮化钙、氮化镁、氮化硅、氮化钛、氮化钒、氮化钨、氮化铌、氮化钽中的一种或几种。本发明还包括所述的电解液的应用以及包含所述电解液的锂金属电池。本发明所述电解液配方简单、成本低廉且适合大规模产业化。采用本发明所述电解液可以实现均匀的锂沉积,有效避免充放电过程中的锂枝晶,极大的改善了其循环性能安全性能。该电解液可以作为锂硫电池、锂空电池等以金属锂为负极的储能器件中,实现其长循环的稳定性。
一种多孔球形锂离子电池正极材料磷酸氧钒锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、钒源、磷源、还原剂按照锂元素、钒元素、磷元素和还原剂的摩尔比为1:1:1:1-5的比例溶于去离子水中;(2)将所得混合液置于70-80℃水浴锅中搅拌2-6h,形成溶液;(3)将所得溶液调节pH至1-14;(4)将所得溶液通过喷雾干燥的方法进行干燥造粒;(5)将所得磷酸氧钒锂前驱体置于管式烧结炉中,于非还原性气氛下300-600℃烧结6-10h。本发明制备得到的正极材料磷酸氧钒锂具有较高的比表面积,有利于电解液的充分浸润,能缩短离子传输路径,有利于锂离子的传递,同时加工性能得到改善,还能改善材料的倍率性能。
本发明公开了一种从含锂溶液中提取锂的方法,先将铝与活化剂混合球磨将铝粉活化,然后与含锂的溶液反应,将锂以沉淀的形式提取,其它成分留在溶液中。该方法适用于从各种不同锂含量的物料中提取锂。本发明工艺流程短,操作简单,提取锂的选择性好,效率高。
一种用废旧磷酸铁锂极片制备电池级碳酸锂的方法,涉及锂电池技术领域,该方法包括以下步骤:步骤一、释放电量;步骤二、氧化焙烧,得到含磷酸铁锂活性物质和集流体铝箔的极片焙烧料;步骤三、将焙烧料进行粉碎并筛分,得到分离出来的铝粉和磷酸铁锂极片粉;步骤四、先检测磷酸铁锂极片粉中锂元素的含量,根据锂元素的含量按一定的摩尔比配置酸溶液,再将磷酸铁锂极片粉按一定的质量固液比加入到上述酸溶液中进行反应,最后过滤得到第一混合液;步骤五、在第一混合液中加入氢氧化钠进行反应,然后过滤得到第二混合液;步骤六、将第二混合液与碳酸钠溶液进行反应,过滤得到电池级碳酸锂。本发明可以有效的提高锂元素的浸出率以及碳酸锂的纯度。
本实用新型属于锂离子电池技术领域,尤其涉及一种补锂电芯结构及锂离子电池,包括电芯组件以及用于补锂的金属锂片,所述电芯组件包括依次层叠放置的第一负极片、第一隔离膜、正极片、第二隔离膜以及第二负极片,所述金属锂片的一端与所述第一负极片电连接,金属锂片的另一端与所述第二负极片电连接。本实用新型的一种补锂电芯结构,能够实现对负极的补锂,结构简单,安全性好,易于大批量规模化生产。
片状结构锂离子电池正极材料磷酸氧钒锂/碳的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、钒源、磷源以锂离子、钒离子、磷酸根离子的摩尔比1:1:1的比例混合,同时加入有机碳源作为反应物原料,采用固相法、液相法、溶胶凝胶法、化学还原法或淬冷法合成磷酸钒锂/碳;(2)研磨,转移至双氧水或臭氧溶液中常温浸泡,移至真空烘箱中进行干燥处理;(3)烧结。本发明制备的磷酸氧钒锂正极材料微观形貌厚度均为纳米级的片状结构产物,材料物相表面有原位碳包覆以优化其电导率,颗粒分布均匀,其中0.1C放电比容量达127.3mAh/g,电化学性能优异;方法简单易行,成本低,无任何三废排放。
一种钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法,所述材料中钴酸锂的质量百分含量为1~10wt%,钴酸锂形成厚度5~30nm的包覆层包覆在镍钴铝酸锂上;所述正极材料为粒径5~15μm的球形颗粒。所述方法,包括以下步骤:(1)将水溶性表面活性剂溶于水中,加热,进行超声搅拌反应;(2)将氢氧化镍钴铝、可溶性钴盐和可溶性锂盐同时加入,加热,进行超声搅拌反应;(3)在超声搅拌下进行喷雾干燥;(4)置于管式炉中,在氧化性气氛下,进行两段烧结,即成。本发明正极材料具有较好的循环稳定性和大倍率放电性能;本发明方法能有效降低常规包覆时表面残锂的问题,成本低,工艺简单,适宜于大工业生产。
本发明公开一种尖晶石型锂离子电池正极活性材料及其制备方法、正极极片和锂离子电池。该正极活性材料呈微纳分级结构,是由尖晶石型活性材料纳米片组装而成的中空纳米微球组成,且该纳米片是以{111}晶面为主要暴露面。该正极活性材料的制备方法包括:以PS微球为模板,在PS微球表面生长MnO2纳米片,再通过溶剂蒸发法掺入Li+和/或Ni2+,之后进行高温烧结而得到。该正极极片由质量比为80:10:10的所述正极活性材料、超导碳、PVDF组成。该锂离子电池主要由该正极极片组成。与现有锂离子电池正极材料相比,本发明的锂离子电池正极活性材料具有优异的循环性能、倍率性能以及高电流密度下优异的长周期循环性能。
本发明公开了一种用于高温固相法合成锂离子电池正极材料锰酸锂前驱体掺锂碳酸锰的制备方法。本发明以硫酸锰和碳酸氢铵制成锰源材料碳酸锰,以碳酸锂做晶种,使新生成的碳酸锰均匀地包覆在碳酸锂的表面,制得锰酸锂前驱体掺锂碳酸锰,然后将该前驱体进行高温固相法烧结制成锂离子动力电池正极材料锰酸锂,测得首次放电比容量为111~118mAh/g,500次后循环容量保持率为81~84%。本发明彻底解决了锰源和锂源材料机械混料不充分、合成的锰酸锂产品颗粒较大、不均匀、电化学性能差等问题,同时该法节省设备投资,降低生产成本,简化生产工艺,缩短生产周期,容易实现产业化。
本发明公开了一种以双金属有机骨架材料为前驱体制备掺杂多孔碳@石墨烯复合材料的方法及其在锂硫电池隔膜修饰中的应用。制备方法是以一定比例的锌盐和钴盐为原料,室温液相法合成锌/钴‑双金属有机框架@石墨烯复合材料,将其作为前驱体在惰性气氛下高温反应,酸洗干燥后即得钴/氮双掺杂多孔碳@石墨烯(Co‑N‑C@RGO)复合材料。Co‑N‑C@RGO具有较好的导电性,比表面积高达750~1000m2/g,Co的含量为2~4At%,N的含量为10~20At%。这种材料应用于锂硫电池的隔膜修饰中具有显著抑制多硫化物穿梭效应的效果,能大幅提升锂硫电池的实际比容量和循环性能。而且,该材料合成所需原料简单,操作方便,可实现大规模生产,对锂硫电池体系的商业化有一定的推动作用。
本发明提供一种锂电池正极及其制备方法以及锂电池、供电系统和用电设备。锂电池正极,包括正极基体以及设置在正极基体表面的功能层;正极基体包括集流体以及设置集流体表面的活性导电层,活性导电层包括活性物质、导电剂和粘结剂;活性物质包括LiMσOλ;功能层包括BaPbO3。锂电池正极的制备方法:将活性物质、导电剂和粘结剂混合并制成浆料;将浆料涂在集流体的表面,烘干后得到正极基体;以BaPbO3为靶材,通过磁控溅射在正极基体表面加工得到功能层。锂电池,包括锂电池正极。供电系统,包括锂电池。用电设备,包括供电系统。本申请提供的锂电池正极,倍率性能更好,结构更稳定,安全性更高。
本发明公开看一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法,旨在提供一种操作简单、无污染排放、能耗低,原料易得的粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法;其技术方案主要包括下述步骤:1)向将粗碳酸锂加入稀硫酸溶解,将溶解完毕的溶液PH调制12‑14,并加入过氧化氢氧化,过滤;2)将滤渣洗涤后的洗涤液回收,并且滤液中加入碳酸钠,充分搅拌1‑3h得到碳酸锂;3)将步骤2)得到的碳酸锂与水混合,在40‑80℃的温度下陈化1‑3h;过滤、洗涤,将滤饼洗涤烘干,得到电池级碳酸锂;回收滤液和洗涤液,加入步骤1)中重复利用;属于提纯技术领域。
本发明公开了一种新型锂硫电池用电解液,包括锂盐和溶剂,溶剂包括链状醚类溶剂和环状醚类溶剂,锂盐在电解液中的浓度为0.01~0.5mol/L。还公开了一种基于该电解液的锂硫电池。本发明提供的电解液可以有效抑制锂硫电池的穿梭效应,减小硫活性物质的损失,提高锂硫电池的稳定性和容量保持率,同时提供的低粘度锂硫电池用电解液与电极间浸润性良好;且能够在正负极表面分别形成稳定的CEI/SEI层,提高锂硫电池性能;能有效改善锂硫电池在低温下的反应动力学,扩大其应用温度;此外,还能降低锂硫电池电解液中锂盐添加量,进而降低生产成本。
本发明公开了一种锂离子动力电池用锰酸锂正极材料的制备方法及由该方法制得的锂离子动力电池用锰酸锂正极材料,制备方法包括以下步骤:(1)在搅拌条件下,将氢氧化钠溶液和含掺杂金属离子的可溶性锰盐溶液同时滴加至电解二氧化锰悬浮液中,滴加的同时通入空气进行氧化反应,生成球形掺杂二氧化锰;(2)将步骤(1)所得的球形掺杂二氧化锰和锂源混合后进行烧结,粉碎,得到球形掺杂锰酸锂前驱体;(3)将步骤(2)所得的球形掺杂锰酸锂前驱体在氧化气氛下焙烧,粉碎,得到锂离子动力电池用锰酸锂正极材料。所制得的锂离子动力电池用锰酸锂正极材料具有高温性能和存储性能优异、结构稳定、比表面积小、成本低等优点。
本发明提供一种Mn位掺杂锰酸锂的富锂正极材料及其制备方法,该Mn位掺杂锰酸锂的富锂正极材料通过锂源、锰源、掺杂金属盐和金属络合剂混匀、超声气雾化、煅烧制得球形锰酸锂粉末,与球形正极材料粉末混合、包覆和煅烧过程制备而成。本发明的正极材料通过在锰酸锂的Mn位进行掺杂,有效抑制析氧,改善循环过程的电压降问题,通过混合可提高粉体的振实密度,进而提高材料的能量密度,通过包覆步骤实现减少氧空位的流失和过渡金属离子的迁移,提高首次效率,提升电池的安全性能,提高材料的能量密度。
本发明公开了一种从废钽/铌酸锂中制备高纯五氯化钽/铌和氯化锂的方法,以酸碱清洗前处理的废钽/铌酸锂为钽/铌锂金属来源,石油焦、活性炭、炭黑为碳源,破碎后按一定比例混匀,经等离子体活化后,装入氯化炉中升温通入高纯氯气进行反应,产生的混合气控制温度280‑400℃,通过高温除尘和过滤段除铁后,进入温度控制150‑220℃的收料段冷却回收高纯五氯化钽/铌,氯化炉的残料通过水浸回收高纯氯化锂。本发明实现了高纯五氯化钽/铌和氯化锂的制备,解决了传统废钽/铌酸锂回收工艺普遍存在产品纯度不高、回收率低、工艺繁琐等问题,本发明具有工艺设备简单、原料完全利用、成本低廉、清洁环保的突出优点。
一种高能聚合物锂二次电池及其制备方法。它主要是解决以有机硫化合物作正极材料的锂二次电池因2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑低聚物溶解而引起电池容量降低、或因2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑单体迁移至负极而导致锂负极表面钝化,致使电池放电效率降低并缩短电池使用寿命等技术问题。本发明通过将2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑与聚邻甲基苯胺进行分子复合,由此而得的复合物与导电剂混合制得的悬浊液涂布或印刷在铜箔上,干燥后作正极,以偏氟乙烯-六氟丙烯凝胶电解质作为隔膜,并与作为负极的金属锂箔组装成全固态聚合物电池。以此方法制备的电池其循环次数达200次,大大延长了使用寿命,并有高达358Wh/kg的输出比能量,充放电电流密度也能达到0.3mA/cm2。
一种水热合成磷酸铁锂-磷酸钒锂复合材料的方法,包括以下步骤:(1)将0.5~2mol/L的铁源溶液和0.5~2mol/L的钒源溶液加入到高压搅拌反应釜中,加入适量尿素,使pH在1~7,搅拌,得到悬浊浆料;(2)加入锂源化合物、磷源化合物和复合碳源,使铁、钒、锂、磷和碳元素摩尔比为1︰1︰2.5︰2.5︰(2.5-7.5),反应10~30h,得到的沉淀经洗涤、过滤,再进行冷冻干燥,控制温度为-30~-50℃,控制干燥时间为10~20h,得磷酸铁锂-磷酸钒锂复合材料粉末。本发明工艺流程简单,原料来源广,成本低,能耗低,同时,本发明得到的正极材料粒径分布较均匀,分布更为细小均匀。所制得的磷酸铁锂-磷酸钒锂产品均一性好,反应活性高,电化学性能优异。
本发明提供了一种硅锰酸锂/碳复合材料及制备方法,材料中掺有硼元素,碳占材料总质量的5%~20%;材料为正交晶系,晶格常数b值大于基本采用溶胶—凝胶法制备得到前驱体材料,之后再热处理该前驱体材料得到,在制备溶胶过程中将硼的化合物加入。与现有技术相比,本发明制备的硼掺杂硅酸锰锂/碳复合正极材料,在硅酸锰锂中掺杂硼系聚阴离子,使得晶体结构发生择优生长,由于硼系聚阴离子的支柱效应使准层状材料硅酸锰锂的电化学循环稳定性得到了大幅提升。
本发明具体涉及使用磷酸钒锂/膨胀微晶石墨/碳复合材料的锂离子电容器的制备方法,将制备的磷酸钒锂/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钒锂/膨胀微晶石墨/碳复合材料制成电极片作为正极,磷酸钒锂/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。
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