本发明公开了一种十四面体形纳米锰酸锂的制备方法,所述方法先通过微波加热法制备得到锰酸锂晶种,然后再用水热法制备得到纳米级的锰酸锂;该方法利用微波的快速加热效果,得到的晶种细小均匀,作为后续水热步骤的晶体生长基点,有助于得到粒径小并且尺寸均匀的产物,而在水热过程中,选用氨基酸作为沉淀剂以及软模板剂,利用其缓释作用以及特殊的位阻效应,得到十四面体结构的锰酸锂。本发明得到的十四面体形纳米锰酸锂作为锂离子电池正极材料,由于其特殊的形貌对离子扩散的影响以及对颗粒堆积的影响,提高了功率密度和电池比容量,具有广阔的应用前景。
本发明涉及一种锂离子电池复合正极片及其制备方法、锂离子电池,属于锂离子电池技术领域。该锂离子电池复合正极片,包括集流体和在远离集流体方向上依次设置的正极活性物质层和功能材料层;正极活性物质层由正极材料和热塑性聚合物组成;功能材料层由无机固体颗粒、粘结剂和导电剂组成;无机固体颗粒为快离子导体和/或氧化物。该复合极片的功能材料层具有一定导电性,在异物或枝晶刚刺穿隔膜接触到功能材料层时先产生小电流又不至于立即进入热失控状态,使电源管理系统发出警报,而热塑性聚合物在后续升温时吸收热量阻隔正极活性材料颗粒之间的热传导,延迟正极材料的释氧,延缓电池进入热失控,给应对电池热失控提供充足时间。
本发明提供了一种氨基膦酸酯类化合物及其在含有锂离子的碱性溶液中萃取锂的应用,涉及金属离子萃取技术领域。所述氨基膦酸酯类化合物的结构如下式(Ⅰ)所示,式(Ⅰ)中,R1为C1~C20的直链或带有支链的烷基,C1~C20的直链或带有支链的烷氧基,或C6~C10的芳香基;R2、R3各自独立的为氢,C1~C10的直链或带有支链的烷基,C1~C10的烷氧基,或C6~C10的芳香基;R4、R5各自独立的为C1~C10的直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烷基,或C6~C10的芳香基;n为1~4的整数。上述氨基膦酸酯类化合物可以广泛应用于在含有锂离子的碱性溶液中萃取锂离子。
本实用新型公开了一种提升锂电池安全性的顶封封头结构及锂电池,所述顶封封头结构包括上封头和下封头,下封头的封装面上设有两个热熔胶凹槽,在两个热熔胶凹槽之间设有两个极耳凹槽,在两个极耳凹槽之间设有半贯通凹槽,且所述热熔胶凹槽两侧的封装面存在150‑400μm的高度差。本实用新型采用在两个个极耳凹槽中间增设半贯穿凹槽,使得电池铝塑膜顶封处存在防爆薄弱区,一旦电池失效鼓胀,防爆薄弱区受压冲开,实现可预见泄压的效果,避免电芯进一步鼓胀,短路,起火,提高锂锂电池安全性。此外,开设热熔胶凹槽,且存在高度差,能有效避免铝塑膜中热熔胶过熔、粘连封头。
本发明公开了一种锂电池快充负极极片的制作方法及锂离子电池,本发明通过优选合适的负极面密度,降低涂覆面密度,有利于缩短锂离子传输距离,减少锂离子的迁移阻力;通过优化选择合适的负极压实密度,提供更宽敞的锂离子迁移通道;通过对集流体预涂导电碳层,降低负极材料和集流体之间的接触电阻,并能提高两者之间的附着能力,进而提高电池的快充性能。
本发明公开了一种海胆状纳米TixSn1?xO2/石墨烯三维复合材料的制备方法及其在锂离子电池负极上的应用。本发明是利用配位原理和分子自组装方法,通过一步水热合成技术自组装制备海胆状纳米TixSn1?xO2/石墨烯三维复合材料。本发明的制备方法是:(1)制备氧化石墨烯,(2)制备表面带负电的氧化石墨溶胶;(3)还原制得海胆状纳米TixSn1?xO2/石墨烯三维复合材料。本发明反应过程在水溶液中进行,无需添加其它试剂,工艺简单、成本低廉且节能环保,易于工业上量产。作为锂离子电池阳极材料,这种三维复合结构有利于电解液在复合材料间的扩散及电子和离子在材料中传输,能有效提高复合材料的充放电容量、循环寿命和倍率等性能。
本发明提供了一种近零膨胀系数镁橄榄石‑锂霞石复合陶瓷材料,在室温‑600oC范围内使用的零膨胀材料,以镁橄榄石、镁砂、二氧化硅,氧化铝和碳酸锂为原料,首先将镁橄榄石在烧结,得到镁橄榄石熟料,采用高温固态烧结法方法制备的锂霞石,混合二氧化硅、氧化铝和碳酸锂之后在预烧,得到锂霞石负膨胀材料;然后将合成的镁橄榄石、镁砂混合,将镁橄榄石、镁砂的混合粉体与和锂霞石粉料按比例进行配料,并将粉料倒入球磨罐中球磨,出料烘干后,进行造粒、排胶、烧结得到镁橄榄石‑锂霞石复合陶瓷材料。该方法制备的镁橄榄石‑锂霞石复合材料在室温‑600oC范围内材料膨胀系数为零,该方法过程简单,成本低廉,适合大规模生产。
本发明属于锂电池材料回收技术领域,具体涉及一种退役锂离子动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料回收再利用方法,包括如下步骤:(1)将废旧三元锂离子电池经过放电、拆解、分选,而后对正极片进行稀酸浸泡配合机械搅拌和超声清洗,分离出集流体;(2)经过除杂,过滤并调控浸出液中离子配比;(3)喷雾干燥后进行阶梯高温煅烧得到镍钴锰酸锂正极材料。本发明通过稀酸浸出−搅拌清洗法达到分离集流体和电池材料的目的,分离效率达到99%以上,氨水调控pH的方法去除Al、Fe杂质离子,加入乙酸钡可去除SO42‑离子的影响,本发明设计的回收方法流程简单,过程中新引入的化合物少,且副产物纯度高,过程绿色无污染,适合产业化推广。
本发明公开了一种安全补锂负极片、制备方法及其锂电池,本发明通过设计一种极片安全预锂的方法以提高负极为硅基材料的电池的首效及安全性能。负极片的安全预锂由均匀分散于负极活性物质表面的补锂物质以及补锂后负极片表面的陶瓷保护层来实现。采用安全预理方法的电池具有较高的首次充放电效率与放电容量,并且这种结构设计可以抑制补锂过量造成的电池安全问题。该复合涂层制备方法简单、电化学性能安全性能优异,具有广阔的应用前景。
本发明提供了一种中高温低膨胀系数镁橄榄石‑锂辉石复合陶瓷材料,以镁橄榄石、镁砂、碳酸锂、正硅酸乙酯,异丙醇铝以及硝酸锂为原料,首先将镁橄榄石在高温下烧结,得到镁橄榄石熟料,然后将合成的镁橄榄石、镁砂进行混合,将镁橄榄石、镁砂的混合粉体与和锂辉石粉料进行配料,并将粉料倒入球磨罐球磨,出料烘干后,加入PVA溶液作为有机粘合剂进行造粒,将造粒后的粉料倒入模具中压成圆柱形块体。块体排胶后随后高温下烧结得到镁橄榄石‑锂辉石复合陶瓷材料。本发明制备陶瓷材料,改善镁橄榄石材料的热震性能,提高镁橄榄石格子砖在温度急剧变化过程中的稳定性,该类材料在中高温区具有较低的负膨胀性能,同时制备工艺简单,生产成本较低。
本发明公开了一种锂离子电池负极材料碳包覆及金属掺杂钛酸锂的制备方法,该制备方法是以锂源化合物和偏钛酸为原料,或者以锂源化合物、偏钛酸和金属源化合物为原料,将其原料加入到行星式球磨机中进行球磨混合,混合均匀后得到前躯体,将前躯体进行干燥、粉碎,得到细粉,然后将细粉置于坩埚中,在非氧化氛围下利用微波在650~850℃温度下热处理25~45分钟,微波热处理后制备出本发明产品锂离子电池负极材料碳包覆或金属掺杂钛酸锂。本发明技术方案生产工艺简单、成本能耗低、产量高,易于工业实施;利用本发明技术方案制备的产品导电性高、电阻和极化较低,电池的能量密度较高,在大幅度地提高Li4Ti5O12电导率的同时,有效地提高了充放电容量和循环次数。
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正负极板及其制备方法、卷芯和锂离子电池。该锂离子电池正负极板中,正/负极板包括正/负极集流体层、正/负极阳面材料层和正/负极阴面材料层;所述正极阳面材料层、正极阴面材料层分别叠设于所述正极集流体层的两个外表面;所述负极阳面材料层、负极阴面材料层分别叠设于所述负极集流体层的两个外表面;阴面材料层中电极材料的面密度为相应极板总电极材料面密度的30%~48%;阳面材料材料层中电极材料的面密度为相应极板总电极材料面密度的52%~70%。该正负极板结构使得正负极板配合得更加紧密,有效的增加正负极板的压实密度,使最终获得的锂离子电池能量密度提高了至少8.5%以上。
本发明涉及一种锂负极及其制备方法、锂二次电池,属于金属锂负极技术领域。本发明提供了一种锂负极,自下而上依次为集流体、混合电导层Ⅰ、金属层和混合电导层Ⅱ;金属层为金属锂层或金属锂合金层;混合电导层Ⅰ和混合电导层Ⅱ为含金属锂的混合电导材料层;混合电导层Ⅰ中的金属锂与混合电导材料的重量比为1:0.05~1,混合电导层Ⅱ中的金属锂与混合电导材料的重量比为1:0.1~10。混合电导层Ⅱ含混合电导材料与金属锂,其混合电导材料为金属锂提供了均匀的沉积位点,有利于抑制锂枝晶的形成和生长;混合电导层Ⅰ与集流体具有良好的粘结性,同时,混合电导层Ⅰ和混合电导层Ⅱ有利于缓解金属锂在电化学反应过程中的体积效应。
本发明公开一种可充放锂离子的石墨烯复合多层带孔类球形锰酸锂电极材料及包含该材料的高电压可充放锂离子电池。所述多层带孔类球形锰酸锂是以三氧化二锰为前驱体使用固相法制备而成,具有多孔、分层和开口的形貌,复合后的材料中石墨烯片层结构均匀地分散在所制备的锰酸锂颗粒周围。所述高电压可充放锂离子电池是以石墨烯复合多层带孔类球形锰酸锂为正极,金属锂或或可嵌脱锂活性材料为负极,可溶性锂盐有机溶液为电解液。本发明公开的石墨烯复合多层带孔类球形锰酸锂作为锂离子电池电极材料,具有成本低、原料丰富、电压高、倍率性能好和循环稳定性强的优点。包含该材料的可充放锂离子电池具有高能量密度和高功率密度,具有广阔的市场应用前景。
本发明涉及一种针对豫北地区大型低品位含锂粘土矿,提出了“改性焙烧-堆浸”的新工艺,解决了该地区低品位含锂粘土的利用问题。新工艺避免了传统提锂工艺存在的工艺流程长、生产成本高等缺点。取得了锂浸出率达到91%的良好效果。
本发明涉及一种铌掺杂二氧化锡薄膜锂离子电池负极极片及其制备方法、锂离子电池,属于锂离子电池负极材料技术领域。铌掺杂二氧化锡薄膜锂离子电池负极极片包括集流体和设置在集流体上的铌掺杂二氧化锡薄膜。本发明的铌掺杂二氧化锡薄膜锂离子电池负极极片,体积膨胀更均匀,具有较高的锂离子扩散速率和导电率,能够有效缓解大倍率充放电下电极材料体积膨胀与结构粉化破裂脱离集流体的现象,增强放电容量以及提高循环寿命。此外,本发明的铌掺杂二氧化锡薄膜锂离子电池负极极片放电容量大,首次不可逆容量小,循环寿命长并且安全环保,在锂离子电池领域应用前景广阔。
本发明提供一种废旧锂离子电池电解液中六氟磷酸锂无害化利用方法,将废旧电解液中六氟磷酸锂的氟、磷有效分离,锂、氟以氟化锂形式高值化回收利用,磷无害化处理,从而实现六氟磷酸锂无害化的同时进行高值化利用。本发明可以有效提高废旧锂离子电池电解液回收的经济价值,避免有害物质产生,减少环境污染,对电池材料回收前处理及整个电池回收产业有重要意义。
本发明涉及一种Li3V2(PO4)3锂离子电池正极材料的制备方法,属于锂离子电池材料领域。该方法包括以下步骤:将锂源化合物、V2O5、磷酸按Li:V:P为3:1.8~2.0:2.8~3.0的摩尔比分别计量,然后将V2O5、磷酸混合,搅拌均匀,静置2~4h,得到初步反应的混合物A;然后将锂源化合物加入碳源化合物水溶液制成混合物加入到混合物A中,搅拌均匀得到膏状前驱体,将膏状前驱体置入微波炉中,以5~15℃/min的升温速率升温至700~800℃,热处理20~55min后,降温至室温即可。该方法生产原料来源丰富,制备工艺简单、易于控制、能耗低、成本低廉,产物纯度高、质量稳定、电化学性能良好,可广泛适用于工业化生产。?
本发明涉及一种锂离子电池氧化还原对添加剂及锂离子电池电解液,属于二次锂离子电池电解液,特别涉及锂离子电池过充或滥用条件下使用的功能性电解液。本发明的锂离子电池过充防护功能性电解液,其过充添加剂采用氧化还原对添加剂。通过不同添加剂的组合不仅可以解决锂离子电池过充条件下的安全问题,还可以平衡电池组中的容量,提高电池使用效率。
本发明公开了一种利用含锂铝电解质制备氟化铝和碳酸锂的方法。将含锂铝电解质预破碎,破碎料与硫酸铝混合,所得混合物进行研磨,得到粉料A;粉料A压制成团块或装入坩埚中压实,将团块或装有粉料A的坩埚置于高温炉窑中焙烧,焙烧后得到熟料B;熟料B加水进行浸出,浸出后过滤,得到滤液C和滤饼D,滤饼D经洗涤、烘干,得到氟化铝;滤液C中加入碳酸钠溶液进行反应,反应后得到悬浮液,悬浮液进行固液分离,得到沉淀E和溶液F;沉淀E经洗涤、干燥,得到产品碳酸锂;溶液F蒸发结晶回收得到硫酸钠。本发明技术方案采用更少的步骤、更温和的反应条件、更绿色的反应药剂,以含锂铝电解质为原料制备碳酸锂,最终得到氟化铝和碳酸锂产品。
本发明公开了一种锂金属电池电解液及其应用和锂金属电池。所述锂金属电池电解液包括LiTFSI、有机溶剂和去离子水添加剂。本发明以去离子水作为锂金属电池电解液添加剂,有效地抑制了LiTFSI在高电位下对正极Al集流体的腐蚀,保证电池的正常循环,提升了电池的电化学性能;本发明通过简单地加入少量廉价易得的去离子水添加剂即实现了将常规低浓度的LiTFSI电解液应用于锂金属电池中,降低了含LiTFSI盐电解液的制备成本,简化了工序,具有广泛的应用前景。
本发明公开了一种含苯三硫醇添加剂的锂硫电池电解液及锂硫电池。该电解液包括醚类溶剂、锂盐和添加剂,所述添加剂为1,3,5‑苯三硫醇。该锂硫电池的电解液,以有机小分子硫醇1,3,5‑苯三硫醇为添加剂,苯三硫醇能快速的与锂硫电池中的锂负极生成均匀的有机‑无机SEI层,进一步改善锂负极枝晶的生成,同时也可与锂硫电池中的硫正极发生自结合低聚反应生成苯基多硫化物来减少多硫化物的生成、降低活性物质的溶解损失。苯三硫醇在锂硫电池的正负极形成了双层保护,有效提高了锂硫电池的长循环稳定性、库伦效率以及倍率性能,具有商业化应用潜能。
本发明公开了一种亚微米级海胆状钴锰酸锂的制备方法,首先利用水热法制备具有较多的活性位点中间产物,然后对其进行初步机械化学反应,进一步增加其活性,再通过机械化学反应,在固相条件下生成具有海胆状的初级钴锰酸锂,最后,在微波炉中对初级钴锰酸锂进行微波加热反应,提高其中的元素分布的均匀性,从而得到亚微米级的海胆状的钴锰酸锂。本发明公开的亚微米级海胆状钴锰酸锂的制备方法,得到的产物元素分布均匀,形状易于调控,产物活性高,比表面积大,经过测试,作为电池正极材料,容量高、循环衰减小,是一种优异的电池正极材料。
本实用新型属于锂离子电池技术领域,具体公开了一种锂离子电池正负极板、卷芯和锂离子电池。该锂离子电池正负极板中,正/负极板包括正/负极集流体层、正/负极阳面材料层和正/负极阴面材料层;所述正极阳面材料层、正极阴面材料层分别叠设于所述正极集流体层的两个外表面;所述负极阳面材料层、负极阴面材料层分别叠设于所述负极集流体层的两个外表面;阴面材料层中电极材料的面密度为相应极板总电极材料面密度的30%~48%;阳面材料材料层中电极材料的面密度为相应极板总电极材料面密度的52%~70%。该正负极板结构使得正负极板配合得更加紧密,有效的增加正负极板的压实密度,使最终获得的锂离子电池能量密度提高了至少8.5%以上。
本发明提供了一种磷酸钒锂在锂硫电池隔膜涂覆中的应用,将磷酸钒锂材料用于锂硫电池隔膜的涂覆材料中,隔膜中磷酸钒锂含量为5‑15%,涂覆厚度为5‑20μm。包括如下步骤:采用溶胶凝胶法制备磷酸钒锂材料,然后将所得材料与导电碳,粘结剂进行充分地混合;通过控制粘稠度,将该混合浆料,粘附于PP隔膜表面,真空烘干后,得到所需的磷酸钒锂涂覆PP隔膜,最后,将所得隔膜应用于锂硫电池中。本发明的工艺简单、成本低、性能优良,适用于规模化生产。
本发明公开了一种含功能型添加剂的锂硫电池电解液及其锂硫电池,所述的电解液含有锂盐、溶剂和添加剂;所述的添加剂为具有式(一)所示含硫化合物的一种或几种;(一)R1,R2选自H,C1~C15的烷基、氨基;R3选自氰基、氟代烷基、硫代酰胺基或硫醇基。所述的锂硫电池电解液配方简单,通过在电解液中加入此类添加剂有助于与短链多硫化锂(Li2S、Li2S2)之间形成稳定的分子间化学键,以实现更多微溶性短链多硫化锂的溶解,通过液相反应降低锂硫电池在放电过程中的还原反应壁垒,减少多硫化锂的穿梭,显著提升锂硫电池的循环稳定性。
本发明提供一种锂矿石中碳酸锂的提取方法,包括如下步骤:将锂矿石和去离子水混合,浸出后过滤、洗涤,保留滤渣,得到浸出后的锂矿石。将其和去离子水混合,通入二氧化碳气体并维持反应,反应完全后过滤并保留滤液,得到含有碳酸氢锂的溶液。将其与第一选择性树脂混合,反应完全后除去杂质硼,得到除硼后的碳酸氢锂溶液。将其与第二选择性树脂混合,反应完全后除去杂质钙和镁,得到除去钙镁后的碳酸氢锂溶液。对除去钙镁后的碳酸氢锂溶液进行加热至沸腾,反应完全后析出沉淀,对沉淀进行洗涤并干燥,得到高纯碳酸锂。与利用传统的制备高纯碳酸锂的方法相比,本发明的锂矿石中碳酸锂的提取方法工艺简单,制得的碳酸锂中杂质含量较低。
本发明涉及一种钛酸锂镧复合电解质材料及其制备方法、复合极片、固态锂离子电池,属于锂离子电池固态电解质技术领域。本发明的钛酸锂镧复合材料,包括钙钛矿结构的Li3xLa2/3‑xTiO3和石榴石结构的Li7La3Zr2O12,0<x≤1/6,所述Li7La3Zr2O12分布于Li3xLa2/3‑xTiO3的晶界处和部分固溶于晶粒内。本发明的钛酸锂镧复合材料,Li7La3Zr2O12分布于Li3xLa2/3‑xTiO3的晶界处和晶粒内,大大提高了钛酸锂镧晶粒离子电导率、晶界离子电导率和总电离子导率。
本发明公开了一种从钴酸锂电池废旧正极片中回收钴酸锂的方法,包括以下步骤:(1)将钴酸锂电池废旧正极片投入到溶解有柠檬酸的1-2mol/L盐酸浸出液中,在60-80℃条件下反应4-6h;(2)将步骤(1)的浸出液进行过滤,分离出铝箔和固体颗粒;(3)将固体颗粒洗涤并干燥;(4)在固体颗粒中加入锂源调整固体颗粒中Co/Li质量比,混匀,煅烧,冷却,得到钴酸锂。本发明利用柠檬酸和盐酸的混酸作为浸出液,可以有效分离正极材料和铝箔,工艺简单,无有毒有害气体产生。本发明回收的钴酸锂首次放电容量仍可达到140mAh/g,40次充放电循环后放电容量不低于90%。
本发明涉及一种预锂化负极极片及其制备方法、锂二次电池,属于负极极片技术领域。本发明的预锂化负极极片包括集流体和依次设置在集流体表面的负极材料层Ⅰ和负极材料层Ⅱ;所述负极材料层Ⅰ与负极材料层Ⅱ相邻的一侧均嵌有锂元素。该预锂化负极极片能够有效补偿负极首周及循环过程中的活性锂损耗,提高电池能量密度,延长电池循环寿命。本发明的预锂化负极极片的制备方法,只需要在集流体表面设置一层负极材料层Ⅰ,然后设置一层预锂化剂层,部分嵌锂后再设置一层负极材料层Ⅱ,再经嵌锂即得预锂化负极极片,该制备方法简单,易操作。预锂化剂可充分地嵌入负极材料层Ⅰ和负极材料层Ⅱ中,避免嵌锂反应不够均匀造成的锂沉积。
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