一种锂离子电池镍钴二元氧化物正极材料前驱体的制备方法。本发明以废旧三元锂离子电池为原料,碱性浸出使得后续再生前驱体过程中无需调节pH值,且浸出液中的氨能够调节前驱体形貌,选择性浸出镍钴。利用本发明,无需进行复杂除杂工序,经喷雾干燥法直接制备镍钴前驱体;操作流程简单可控,可节约碱液,对设备无腐蚀性,不会产生大量有毒有害气体,对环境友好,产生附加值高的镍钴前驱体,并且无需面临废液处理排放问题,节约生产成本。
本发明公开了一种锂电池咪唑离子电解液及其制备方法,包括锂盐、离子液体混合溶剂和功能添加剂。与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明的咪唑离子电解液难挥发,热稳定性好,电导率高;功能添加剂的添加提高电解液的循环性能,提高电池的充放电容量和效率。
本发明提供了一种锂离子电池正极材料球形颗粒造粒方法,包括如下步骤:S1:将锂离子电池正极材料、导电炭黑和/或粘接剂混合均匀,即正极浆料;或直接以废旧正极浆料为原料;S2:将所述正极浆料或废旧正极浆料,干燥、粉碎,然后焙烧获得球形正极材料。本发明的上述方案不同于传统的正极材料造粒方法,以导电炭黑为引发剂,与正极材料和/或粘接剂混合均匀后进行焙烧,在热的驱动下自发形成球形颗粒;工艺简单,流程短,材料颗粒球形度好,可快速制备高压实密度的电极材料。
本发明提供一种基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,该方法包括废旧锂电池正极的热处理与细磨、熔盐粉末的制备、正极粉末与熔盐粉末及氯化铵的混料压球、球团热处理分离熔盐与正极粉末以及处理后正极粉末的水浸等步骤。本发明可以实现正极铝集流体以Al(OH)3直接回收,同时还可以使正极中有价元素Li、Ni、Co与Mn全量回收。
本发明涉及一种热稳定的锂离子电池隔膜及其制备方法,由共聚聚酰亚胺或共混聚酰亚胺制备而成,其玻璃化转变温度大于260℃,200℃加热1小时后尺寸变化率小于0.2%,分解温度大于500℃,机械强度20‑50Mpa,吸液率大于100%,混合电解液在隔膜上的静态接触角为0‑15°。所述热稳定的电池隔膜是一种各向同性的具有均匀孔结构、高孔隙率的多孔膜材料,同时具有良好的尺寸稳定性、热稳定性、润湿性、吸液率和耐溶剂性,可应用于小型和动力锂离子电池,起到提高电池安全性、电池循环性能和充放电性能等作用。
本发明公开了一种锂离子电池用三相复合负极材料的制备方法,先将硬碳、针状焦生焦、天然石墨微粉进行混合,然后将三相混合料与改性剂进行混捏得到湿料,再将湿料转入融合机中进行表面复合改性,将表面改性的三相混合料和沥青进行混合,然后在惰性气氛下,边搅拌边加热至500~600℃,并保温1~2h,得到三相转炉料;三相转炉料经分级、石墨化、筛分得到锂离子电池用三相复合负极材料。本发明克服了现有三相复合技术所存在的快充性能、高低温性能差的缺点。
本发明公开了一种沥青碳包覆天然混合石墨材料及其制备锂离子电池负极的方法。沥青碳包覆天然混合石墨材料的制备过程为:将微晶石墨和鳞片石墨球磨混合,得到混合石墨粉;混合石墨粉与沥青液及有机溶剂进行溶剂热反应,得到前驱体材料;前驱体材料经过预碳化和碳化处理后,采用酸提纯,即得。该方法简单,成本低廉,可规模化生产;制备的沥青碳包覆天然混合石墨材料具有平均层间距大、比表面积适中、导电性好等优点,作为负极材料用于制备锂离子电池,展示出良好的循环稳定性和高比容量,具有规模化应用前景。
本发明提供了一种锂离子电池用正极活性材料及制备方法,材料由层状氧化物内核——含尖晶石结构的氧化物过渡层——纳米碳包覆外层形成的复合结构,层状氧化物内核的化学通式为Li[Li1-x-yMnxMy]O2,尖晶石结构的氧化物过渡层的化学通式为LiMnxM2-xO4。本发明通过原位碳还原法,借助高温下碳的还原作用诱导层状结构向尖晶石结构转变,成功制备出层状/尖晶石/碳复合纳米结构正极材料。本发明材料的锂离子电池具有良好的倍率性能和循环性能,同时本发明材料也有良好的界面稳定性,制备方法工艺流程也得到了简化。
本发明公开了一种具有核壳结构的碳化钼/碳复合材料及其制备方法和在锂空气电池中的应用。该复合采用具有核壳结构,内核和外壳均由表面多孔的碳化钼掺杂碳材料构成,其制备方法是将钼酸盐溶液与树脂溶液混合,得到悬浮液,所述悬浮液通过溶剂热法合成球形前驱体;所述球形前驱体置于保护气氛中,在高温下进行热处理,即得导电性能好、比表面积大及催化活性高的碳化钼/碳复合材料,将其用作锂空气电池催化剂材料具有较低的过电位,高比容量以及优异的循环性能,且其制备方法简单,成本低廉,具有广阔的工业化应用前景。
一种锂离子电池用镍钴锰三元正极材料及其制备方法,所述三元正极材料由以下方法制成:(1)将镍源、钴源、锰源和软模板溶于多元醇中,得混合溶液;(2)进行回流反应,冷却,离心,洗涤,干燥,得金属醇盐;(3)在空气或氧气中煅烧,冷却,得前驱体;(4)与锂源分散于低级醇中,加热搅拌至蒸干,得黑色粉末;(5)在空气或氧气气氛中煅烧,冷却,即成。本发明材料前驱体和三元正极材料颗粒均匀,均呈空心球状结构;所得三元正极材料组装成电池,在3.00~4.40V,15mA/g下,首次放电克容量可高达196mAh/g,首效可高达81.5%,循环20圈,保持率可高达95%;本发明方法简单,成本低,适用于工业化生产。
本发明公开了一种水热法制备锂电池钒酸盐正极材料的方法,该方法包括如下步骤:将偏钒酸铵和过氧化氢溶液混入35ml去离子水中,在室温条件下搅拌,直至得到澄清的黄色溶液,然后将化学计量比的可溶性盐加入上述溶液中,继续搅拌使之混合均匀;之后,将所得溶液转至50ml高压釜中进行水热反应;水热或水热后烧结得到锂电池钒酸盐正极材料。本发明制备的AgVO3,Na0.33V2O5等钒酸盐正极材料具有较好的电化学性能,并且制备周期短,工艺简单,产物的产率大且纯度高。
本发明公开了一种硅基负极锂离子电池及其制造方法。包括正极片、负极片、隔膜,以及电解液,其负极片包括负极集流体和分布在负极集流体上的负极活性物质,负极活性物质中包含碳硅复合材料;负极片中的活性物质涂层具有石墨涂层和硅碳负极涂层,构成具有复合涂层结构的负极片。并且在制作过程中加入含复合添加剂的电解液和首次充电时采用多段充电活化方式。本发明有利于提高硅碳复合负极的粘结性、加工性能,增强充放电过程中对体积变化的缓冲能力,提高硅基负极与电解液的相容性,改善负极表面SEI膜的形成与稳定性,提高硅基负极锂离子电池的电化学性能。
本发明提供了一种多功能混合机及一种合成钛酸锂负极材料的方法,该多功能混合机包括分散罐、机体和中空主轴,还包括换热器、接受罐及真空泵;分散罐设置为间隔的双层结构,在双层结构之间的空间内安装有电阻丝,且双层结构之间的空间内灌注有导热油;换热器与分散罐连接,接受罐与换热器连接,真空泵与接受罐连接。本发明解决了因为混合不均匀而烧结出的钛酸锂产品中含有杂相,且产品倍率充放电性能较差的问题。
一种动力锂电池动态充电方法涉及到一种实时充电方法,尤其涉及到动力锂电池的充电方法。其步骤为:设定初始的充电电流Ii,设定最高的阶段的充电电流If,设定好实时的充电电流随电压变化的函数I=f(V),使得函数满足Ii=f(Vi),If=f(Vf),I=f(V)本身满足设定的函数形式。在整个充电过程中,充电电源提供周期为T的恒定电流,初始阶段以Ii恒流充电T时间,然后采样得到电压V0,V0代入函数I=f(V),得I1。一下周期以I1恒流T时间,得电压V1,然后代入函数I=f(V),得I2。下一周期再以I2恒流充电T时间,如此循环迭代,直到充电结束。函数可以用多项式的形式(即泰勒展开)来表示,即I=a0+a1*(V-3)+a2*(V-3)2+a3*(V-3)3+......+an*(V-3)n+...的形式,用一个4或者5次多项式来近似。设定的充电函数应考虑不同电位下正负极材料处于的不同状态。
本发明提供一种碳硫复合材料,该复合材料包括原位负载少量Co、Fe、Ni、Cr、Mn和Zn中的一种或两种以上的金属和/或金属化合物的高孔隙率的多孔碳基体和硫颗粒,通过高孔隙率的分级多孔碳构筑出具有丰富界面的三维互联的电子传导路径和快速的离子扩散通道,硫颗粒部分填充在多孔碳基体的孔隙内,部分包覆于纳米碳颗粒表面,电子和锂离子在界面处与活性硫充分接触,提高硫的利用率和改善电极的机械稳定性,少量的金属和/或化合物均匀分散于纳米碳颗粒之间,对多硫化物进行有效化学吸附,同时促进多硫化锂向Li2S2/Li2S的电化学转化,提高碳硫复合材料的电化学性能。
本发明公开了一种氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用。该复合材料具有核壳结构,内核为鳞片石墨和微晶石墨混合石墨,外壳为氮掺杂碳层。其制备方法为:将沥青与鳞片石墨和微晶石墨通过湿法球磨处理后,干燥,得到沥青包覆混合石墨;沥青包覆混合石墨与氮源混合均匀后,置于含氮气体气氛下进行热处理,即得具有丰富活性位点和良好结构稳定性的氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料,将其作为锂离子电池负极材料表现出优异的电化学性能,不但具有高可逆比容量,还表现出更好的循环稳定性。该方法采用部分微晶石墨替代鳞片石墨为原料,原料成本降低,经济效益高,适合工业化应用。
本发明涉及一种低能耗制备磷酸铁锂的方法,利用可溶性铁盐与磷酸盐沉淀制备磷酸铁盐前驱体,在有机溶剂中与碘化锂均匀混合,然后进行焙烧,得到颗粒分布均匀的小粒径LiFePO4粉体。该方法具有反应温度低,能耗低、反应条件温和,工艺流程短等优点,适宜于低大规模化工业生产。
一种锂离子电池负极材料氟磷酸钒的制备方法,包括以下步骤:(1)将钒源、磷源、还原剂按照钒元素、磷元素和还原剂的摩尔比为1:1:1-4的比例溶于去离子水中;(2)将所得溶液置于60-90℃水浴锅中搅拌4-8h,形成溶液;(3)将所得溶液调节pH至6-9;(4)将所得溶液通过喷雾干燥的方法进行造粒得到球形氟磷酸钒前驱体;(5)将所得氟磷酸钒前驱体置于管式烧结炉中,于非还原性气氛下400-800℃烧结6-15h。本发明首次制备出的氟磷酸钒具有稳定的三维框架结构、快速的粒子传输通道和独特的微观球形形貌,表现出优异的电化学性能。
本发明公开了一种锂离子电池用硅基负极材料的制备方法,以正硅酸乙酯为硅源,纳米氧化铝为模板剂,制备出二氧化硅包覆纳米氧化铝材料,然后通过镁热还原和酸处理得到中空多孔硅;利用多巴胺的自聚反应在中空多孔硅的表面包覆一层聚多巴胺,随后经热处理后制备得到聚多巴胺热解碳层包覆的中空多孔硅,即为锂离子电池用硅基负极材料。多孔硅的中空结构能够为硅在充放电过程中的体积变化提供一定的膨胀空间,聚多巴胺经热处理后形成的掺氮碳层具有比普通碳层更好的机械性能和导电性能,从而使得本发明的硅基负极材料具有较好的循环性能和倍率性能。经过50次循环后,本发明硅基负极材料的充电比容量的保持率仍有90%。
一种用于溴化锂冷温水机组及热泵的可焊接式钛板换热器,包括换热器本体,其特征在于:换热器本体包括壳体和设于壳体内若干个钛板组成的钛板组件,钛板之间焊接成一体,钛板上设有至少一个介质进口和介质出口,介质进口和介质出口处均焊接有金属接口。本实用新型不仅具有较高的耐腐蚀性,耐磨损性,还具有与作为热交换器壳体的碳素钢相近的热胀系数,没有应力损坏隐患,也不易结垢,使用寿命较长,用料较省;同时还具有直接与溴化锂冷温水机组及热泵进行熔合焊接的优点。
本发明公开了一种废旧锂离子电池破碎料水动力分选及湿法剥离工艺。首先将废旧电池进行破碎及电解液低温挥发或有机物热解预处理,处理后破碎料用水动力分选将外壳分选出去,然后再用亲核类试剂对样品进行一段或多段浸泡,由于该类试剂会与PVDF或铝、铜发生化学反应,且某些试剂能够溶解PVDF或铝、铜,从而使得浸出后极粉与铜、铝等完全剥落分离,实现极粉回收率及品位的提高。本发明采用水动力对隔膜、极片、外壳等物质进行高效、清洁预分选,分选效果较现有的技术有很大的提高,同时避免传统风力风选扬尘及粉爆、铝爆风险。采用亲核类试剂浸出的方法对废旧锂离子电池的极粉进行剥离,极粉脱落效果明显,极粉回收率及品位高。
本发明提供了一种用于锂硫电池的多孔高载量电极的制备方法,包括以下步骤:1)采用辊压工艺将电极制作材料制备成硫碳膜层,所述电极制作材料包括以下原料:含有升华硫的硫‑碳混合物、导电剂和NH4HCO3;2)将铝网置于两片所述硫碳膜层之间,进行辊压覆合,制成高载量电极;然后通过热烘处理除去硫碳膜层中的NH4HCO3,在所述高载量电极中形成离子通道,得到所述多孔高载量电极。本发明通过在高载量电极制备过程中引入造孔剂NH4HCO3,利用其加热分解的气化反应在高载量电极中留下合适孔径的离子通道,该离子通道对于改善电解液的浸润性,提高电池反应中的离子传输效率具有重要作用,可使锂硫电池的总体能量密度提高2‑3倍。
本发明属于锂离子电池的生产技术领域,具体涉及一种锂离子电池材料的性能预测方法。该方法包括:通过将电池材料制备成扣式电池,对扣式电池以4.8V恒压充电,充电完成后将电池拆解,所有组件置于有机溶液中浸泡,取出所有组件得到溶液,将溶液进行ICP测试,得到极片的主元素溶出数据,并以上述扣式电池在常压进行多次充放电,进行相同处理后获得常规测试后的主元素溶出数据,对比两组溶出数据建立对应关系,即可根据对应关系采用4.8V恒压充电一次并检测主元素溶出量预测电池材料性能。该方法测试时间短,减少了人力物力的消耗。
本发明涉及锂离子电池材料技术领域,公开了一种锂离子电池正极材料前驱体的制备方法。本发明在前驱体合成过程中,将反应过程分为两个阶段:第一阶段上调pH值,第二阶段下调pH值至10.5‑11.5;第一阶段的反应时间占总的反应过程的时间的4‑15%;当反应进行到总的反应过程的时间的1‑40%时,将通入反应釜的氮气切换成氧化性气体。在pH值的调控的同时,通过控制反应气氛切换点的时间,实现对前驱体团聚程度的控制。本发明工艺控制简单,和现有主流间断法相比,没有新增成本,适用范围广,前驱体产品的团聚程度便于调节。
一种废弃三元锂离子动力电池的综合回收方法,步骤如下:将废弃三元锂离子动力电池放电;拆解,采用NaOH溶液浸泡并进行超声波处理,经过筛分、洗涤、干燥、球磨,得到有价金属回收料;采用葡萄糖酸和盐酸进行浸出,并加入双氧水作为还原剂;浸出液中加入硫化钠溶液并通入硫化氢气体进行除铜;脱铜后的溶液萃取回收Co;萃余液回收Ni;蒸馏后回收Li。同时,还对Cu、Al和石墨进行回收。采用本方法,成本低、方法简单、有价金属回收率高。
本发明公开了一种循环性能好的锂离子电池正极材料及其制备方法,包括以下重量份的原料:铁盐12‑18份、磷酸盐15‑18份、锂盐10‑15份、五氧化二钒4‑7份、酒石酸4.5‑6.6份、梨子单宁2.4‑4份、质量分数为8‑15%的氨水8‑14份、骨胶3‑6份、聚苯胺3‑4.5份、甘氨酸1.8‑2.7份、葡萄糖4‑5.5份和蓝莓5‑7份。本发明原料来源广泛,通过对不同的原料进行不同的制备工艺,在各种原料的协同作用下,可以调节元素掺杂比例,降低材料内部的阻抗,提高导电性,提升容量,再经过干燥、一次烧结和二次烧结,制备的成品具有良好的电容量和循环性能。
一种基于钴酸锂配料系统的生产状态预测方法,先建立钴酸锂配料系统健康状态评价指标,再用基于双重加权的核主成分回归最小二乘支持向量机算法对配料系统健康指数进行预测:首先,提取输入变量的非线性特征,根据贡献率由大到小选取主成分;其次,对数据集进行处理,并确定输入向量与输出向量之间的相关关系;最后进行建模预测,并分别为训练样本及输入样本进行局部加权,对模型参数寻优。本发明采用是定义的健康指数,建模过程通过输入、输出样本间相关关系及输入样本与查询样本间距离分别建立一次及二次加权矩阵,在样本输入模型前进行一次加权,在建模过程对模型估计误差采用二次加权,减少了生产数据错误或遗漏给预测算法带来的影响。
本发明提供了一种锂离子电池用硅中间相碳微球的制备方法,通过在原料中添加单质硅或含硅氧化物,混合均匀后,进行热缩聚反应,再经过分离得到以硅为核心的中间相碳微球生球,然后通过碳化得到锂离子电池用硅为核心的中间相碳微球。本发明以硅或含硅氧化物为晶核成核、生长并制备出以硅为核心的中间相碳微球,在不影响优势性能的前提下,解决了常规中间相碳微球的比容量低的问题。
本发明属于能源材料领域,提出一种锂离子电池镍基多元正极材料,该正极材料为粉末物质,化学式为LiaNixCoyAlzO2/(BaTiO3)n,其中0.9≤a≤1.2,0.75≤x≤0.95,0.05≤y≤0.25,0≤z≤0.05, 0<n≤0.005;BaTiO3为包覆层。本发明还提出所述正极材料的制备方法。本发明通过表面包覆技术在镍基多元材料表面形成一层均匀的包覆层,保护内核材料与电解液的直接接触,阻止材料表面与电解液之间发生副反应,有效地阻止充电过程中Ni4+与电解液反应进而维持材料结构的稳定性;在镍基多元材料表面包覆一层钛酸钡,可以保护锂离子电池在温度上升过快时材料表面电阻增大变成绝缘体,保证了电池的安全性能。
本发明提供了一种锰酸锂正极材料及其制备方法。该方法,包括将锰酸锂与包覆材料混合球磨,烧结得到正极材料,包覆材料为浓度为2~4%的异丙醇铝乙醇悬浮液。制得电池后,该电池循环使用100次后,电池容量保持率可达99%。
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