本发明涉及锂离子电池技术领域,具体涉及一种降低磷酸铁锂电池极化效应提高酸铁锂电池电化学(倍率性能)磷酸铁锂电池正极活性材料及其制备和应用。活性材料为两层,第一层活性材料,以及涂覆于第一层活性材料表面的第二层活性材料;所述第一层活性材料按重量份数计,由80~95份的磷酸铁锂正极材料,3~12份的导电剂,3~10份的第一类粘结剂组成;所述第二层活性材料按重量份数计,由85~98份的磷酸铁锂正极材料,1~8份的导电剂,5~8份的第二类粘结剂组成。采用本发明改性方法制备的双层磷酸铁锂正极材料极片,相比含有相同导电剂的普通磷酸铁锂极片,其电池极化有大幅度降低,从而使得磷酸铁锂的倍率性能具有明显的提高。同时该产品的循环性能优异。
本发明公开了一种层状锂镍锰钴氧复合氧化物正极材料,所述前驱体为LiNiaMnbCocO4,其中0.4≤a≤0.6,0.2≤b≤0.4,0.1≤c≤0.3,且a+b+c=1。一方面:由于材料的振实密度较高,材料颗粒更加紧密排列堆积在一定空间内,这样材料内部的接触会更加紧密,从而提高了材料的电子电导率,可有效降低电池内阻;另一方面:该产品相比传统的锂钴氧、锂镍氧、及锂锰氧的正极材料,采用锂镍锰钴氧复合氧化物的形式,具有更加优越的物理化学和电化学性能,在成本低廉的条件下大大提高了过充安全性,比容量高并且高温下结构稳定性强,该生产工艺简单,能耗低,效率高、反应时间不长,且全过程自动监控,原料易得,成本低。
本发明公开了一类聚合物型硼酸酯锂盐及其制备方法和应用。该化合物具有如下结构:其中X1,X2,X3,X4为:R为C1-C5烷基、C1-C5氟代烷基的一种。Y为:直链或带支链的烷基,直链或带支链的氟代烷基,芳基,氟代芳基的至少一种。该类聚合物型硼酸酯锂盐反应可分别采用水相和有机相作为反应介质。工艺过程为:水相——将摩尔比为1∶1的H3BO3和LiOH加入蒸馏水中,惰性气体保护,在搅拌加热状态下慢慢加入配置好的等摩尔比的单体水溶液。反应1h,共沸除水。即得到固体颗粒或粉末,过滤。有机相——将摩尔比为1∶1的LiB(OH)4和硅烷基活化的单体加入有机溶剂中,惰性气体保护,加热搅拌,使有机溶剂回流,反应48h,得到固体粉末或者颗粒,旋转蒸发。将过滤或者旋转蒸发后的产物进行烘干即得到聚合物型硼酸酯锂盐。该聚合物型硼酸酯锂盐可应用于二次锂离子电池,钠硫电池中。
本发明公开了一种高电压固态锂电池及其制备方法,所述高电压固态锂电池包括电池壳和封装在所述电池壳内的多个电池单元,多个所述电池单元依次堆叠串联,所述电池单元包括固体电解质、正极片和负极片。本发明的高电压固态锂电池包括多个电池单元依次堆叠串联而成,可以改善固态电池中的电极/电解质界面问题,可以极大提升电池安全性。本发明的高电压固态锂电池的制备工艺简单易实施,可简单、批量化地制备高电压、高安全性的固态纽扣电池,具有很好的产业化应用前景。
本发明公开一种石榴石型锂镧锆基固体电解质材料的制备方法,所述材料的分子式为Li7La3Zr2O12,步骤如下:(1)将醋酸锂溶解于醋酸水溶液中;(2)将醋酸镧和锆酸四丁酯溶解于乙醇中;(3)在搅拌下将步骤(2)的溶液加入到步骤(1)的溶液中,陈化8-10小时,得到凝胶;(4)将步骤(3)的凝胶在80-100℃下干燥1-2小时后,升温至500-800℃煅烧1-3小时,自然冷却,得到所述的石榴石型锂镧锆基固体电解质材料。与现有方法相比,本发明可明显降低煅烧温度,避免锂元素的烧失,其常温下的离子电导可高达2.25×10-4S/cm。
本发明涉及一种锂电池充电器及其充放电状态监测方法,装置包括外壳和设置在其内的锂电池充电器电路;外壳上设有输入端接电端和线性输出端接线端,锂电池充电器的芯片分别连接设置在外壳上的触摸屏、旋钮、指示灯、USB接口,线性输出端接线端用于连接待充电电器。方法包括连接输入端接电端与电源,连接线性输出端接线端与待充电电器;芯片通过温度传感器检测环境温度,若不在充电器工作温度范围内则蜂鸣器报警;否则,执行用户设置充电参数的步骤,及芯片根据充电参数控制充电电路对待充电电池进行充电的步骤直到充电完成。本发明的充电器可同时为三个不同类型的电池充电,根据电量检测结果设置不同的充电电流大小,降低充电过程中锂镀的发生。
本发明公开了一种聚碳酸亚乙烯酯基锂离子电池聚合物电解质及其制备方法和在室温全固态锂离子电池中的应用。该电解质包括聚碳酸亚乙烯酯或其共聚物、锂盐、多孔支撑材料以及添加剂;聚碳酸亚乙烯酯基聚合物的分子量为172–1×107?Da; 聚碳酸亚乙烯酯基聚合物电解质在25?oC时的离子电导率1×10?3–1×10?5?S/cm,起始分解电压范围4.5–5.2?V?vs.Li+/Li。聚碳酸亚乙烯酯基电解质采用原位聚合方法制备,使电解质与电极之间具有优异的界面相容性。聚碳酸亚乙烯酯基聚合物电解质可以应用在室温全固态锂离子电池中;聚碳酸亚乙烯酯基聚合物电解质具有优异的电化学氧化还原稳定性,可以用于耐高电压的聚合物电解质材料。本发明还提供了上述聚碳酸亚乙烯酯基锂离子电池聚合物电解质的制备方法,以及使用其组装的锂离子电池。
本发明涉及聚合物电解质,具体的说是一种环碳酸酯基聚合物电解质以及原位制备方法及其在固态锂电池中的应用。该电解质由环碳酸酯基单体或环碳酸酯基单体/共聚单体、有机塑化剂、锂盐、引发剂在锂电池中原位聚合得到。本发明的聚合物电解质具有电化学窗口宽、锂离子电导率高、机械性能好等优点,能有效抑制锂枝晶的生成,提高高电压循环稳定性。
本实用新型提出一种聚酰亚胺复合锂电池隔膜,属于锂电池技术领域,能够有效的解决现有锂电池隔膜陶瓷涂覆膜中涂层易脱落、聚烯烃隔膜不耐高温以及锂离子电池因隔膜造成的安全等问题,且该锂离子电池隔膜孔隙率较高、具有良好的电解液浸润性、耐高温,可提高锂离子电池的循环性能和安全性能。该聚酰亚胺复合锂电池隔膜包括聚烯烃基材微孔膜、位于聚烯烃基材微孔膜一侧或两侧表面的聚酰亚胺颗粒层以及所述聚酰亚胺颗粒层一侧或两侧表面的聚酰亚胺湿法涂覆层。本实用新型能够应用于锂电池隔膜的制备中。
本发明涉及一种用于锂电池负极的复合材料,采用一步水热法制备出氧化石墨与锰的氧化物及水锰矿尖晶石结构,从而达到提高材料的电化学性能的目的。本发明的有益效果是:本发明采用水热的方法制备出NC@Mn3O4@MnOOH复合材料,将该复合材料用于锂离子电池负极时表现出良好的电化学性能。通过调控材料的晶型来提高材料的电化学性能。复合物中MnOOH纳米线的形成为合成Mn3O4提供了更多的空间,同时能有效缓解由于锂离子的不断嵌入/脱嵌过程中的体积变化,从而极大的提高了材料的电化学性能。
本发明涉及一种锂电池正极纯化分离与再生方法,属于锂电池技术领域。将废旧的磷酸铁锂电池放电后,拆解磷酸铁锂电池的外壳得到电池内芯;将电池内芯放入有机溶剂中浸泡溶解电解质,将正极混合料烘干后,煅烧除去正极混合料中的粘结剂,得到磷酸铁锂粉、碳粉及部分煅烧残留物的混合粉料;将混合粉料进行酸解反应后过滤,将悬浮液过滤得钴酸锂、碳粉的混合物;水洗金属渣、塑料至无钴酸锂、碳粉产出即可,分离得洗液,过滤洗液得钴酸锂、碳粉的混合物;所述锂电池正极回收材料粗粉料进行破碎和筛选,得到锂电池正极回收材料细粉料;得到的所述锂电池正极回收材料细粉料进行烧结,得到恢复晶型结构的锂电池正极修复材料。
一种电解制备金属锂的方法:电解池的阳极腔内是至少含有锂离子的水溶液,阴极腔内是具有锂离子导电性的有机溶剂;分隔阳极腔和阴极腔的隔膜为具有锂离子导体性质的锂离子导体陶瓷膜,或锂离子导体与聚合物的复合膜;常温常压下,在阳极集流体和阴极集流体施加直流电压,在阳极腔内水相中的锂离子在电压驱动作用下穿过具有锂离子导体特性的隔膜,在阴极腔的有机溶剂中被还原为金属锂单质,并在阴极集流体表面沉积富集得到产品;阴极腔为惰性气氛。本发明避免了传统的高温熔融电解工艺制备金属锂所需要的苛刻条件,具有能耗低,提锂效率高,产物纯度高,环境友好以及原料来源广泛等特点。
本发明涉及一种锂电池应力预测方法,属于锂电池控制技术领域。本发明预测模块根据待测锂电池所在的环境温度、所述待测锂电池的充放电周期对应的放电容量和属性的锂电池对应的拟合公式,确定所述待测锂电池的最大应力和充放电周期的映射关系之前,获取至少两个样本锂电池的样本数据,采用电子拉伸测试法,测试包装膜的纵向和横向形成载荷曲线,并进行处理,分别转化为包装膜的纵向真实应力应变曲线和横向真实应力应变曲线;测量膜片断面处的包装膜铝层厚度,根据所述包装膜铝层厚度对包装袋样品的安全性进行评估。
本实用新型公开了一种利用两相流动力型分离式热管的锂电池预热及散热系统,涉及电池热管理技术领域,包括锂电池单元、热管工质循环管路、中央控制器和自循环热管电磁阀,还包括热转换单元和动力单元。本实用新型的有益效果是,提高了锂电池使用的安全性和散热效果,解决了锂电池在低温运行中性能低的问题,进而延长了锂电池的使用寿命。
本发明属于电池充放电控制技术领域,具体公开了一种锂离子蓄电池组的模块控制器。所述模块控制器包括电源电路、MCU、充放电控制电路、电流检测电路、温度检测电路与LED显示电路;其中,充放电控制电路,包括充电控制单元与放电控制单元,充电控制单元与放电控制单元由MCU控制实现锂离子蓄电池组的充放电选择;电流检测电路,用于检测锂离子蓄电池组的母线电流。本发明中所述及的模块控制器,能够对锂离子蓄电池组充放电过程中的电压、电流与温度进行检测,保证锂离子蓄电池组能够合理地进行充放电,不会出现过压、过流、短路与过温等损害电池寿命的现象,使得电池能更加持久有效的工作。
本发明公开了一种静电纺丝制备的锂电池阻燃纤维素隔膜,属于锂电池材料领域。本发明所提供的锂电池隔膜为阻燃纤维素隔膜,采用在静电纺丝过程中加入阻燃剂或在后处理中涂覆阻燃剂而制备得到的。本发明的锂电池隔膜厚度为20?m-200?m,透气度为5s-700s/100cc,孔隙率为40%-90%,电解液吸收率为100%-1500%,机械拉伸强度为3MPa-100MPa,尺寸热稳定性能好,阻燃性能优异,安全性高。同时,本发明所制备的锂电池隔膜具有较高的离子电导率和优异的电化学界面稳定性,以该隔膜组装的锂电池具有高的倍率性能和长的循环寿命。该方法快速简便,易于大规模生产。
本发明涉及一种基于硅酸盐涂层保护全固态锂负极的方法,属于全固态锂金属电池技术领域。该前驱体溶液含有硅烷偶联剂、离子液体和溶剂,室温条件下,将锂金属浸渍在前驱体溶液中,探究硅烷、离子液体和时间对在锂负极表面形成硅酸盐涂层的影响。本发明提供的人工保护层是由硅烷上的硅烷氧基和锂金属表面羟基发生化学作用,形成均匀致密的硅酸盐导离子层。LixSiOy无机成分抑制锂枝晶,有机基团增强电极/电解质界面相容性,提高涂层粘附力。LixSiOy能作Li+导体,促进Li+传输,所述的离子液体能够用来加快锂离子传输,减少锂金属表面局部电流密度不均匀的程度。所述的溶剂选择醚类电解液,可以很好的混溶,从而起到溶剂化的作用。该改性的锂金属负极提供锂均匀的成核位点,增强粘附力,提高电极/硫化物固态电解质界面相容性,提高锂金属的稳定性,表现出优异的电化学性能。
本实用新型涉及锂电池芯技术领域,公开了一种锂电池芯结构,包括安装底座,所述安装底座的前后壁开设有相对设置的第一限位滑槽,所述安装底座的顶部固定安装有定位柱,所述安装底座的顶部放置有限位框,且限位框的顶部放置有定位座,所述限位框和定位座套接在定位柱上,所述限位框的四周固定安装有散热网板,所述定位座的前后壁开设有相对设置的第二限位滑槽,所述第一限位滑槽和第二限位滑槽的内部活动卡嵌有限位滑块,且限位滑块上固定安装有定位拉板,便于更好的对多组锂电池芯进行组装,同时锂电池芯拆装更便捷,并且可对锂电池芯进行高效散热,使得锂电池芯不易受到损坏。
本发明涉及一种改性石墨烯掺杂的锰酸锂电正极材料及其制备方法。本改性石墨烯掺杂的锰酸锂电正极材料按重量份计,由以下组分按照所示比例制备而成,氧化石墨烯35、锰酸锂55、45%的硝酸铁锂溶液25、鳞片石墨7、粘结材料7。本发明克服了锂离子电池因为保护板自放电而造成失效的缺陷,从而改善整个电池组的自放电,实现延长锂电池存放时间的目的,保证用户使用完用电器而不充电的情况下可以储存较长的时间。
本发明涉及一种新型锂离子电池正极材料。本新型锂离子电池正极材料,按重量份计,由以下组分按照所示比例制备而成,活性材料70~75、功能性材料5~10、导电材料4~7、粘结材料4~7。功能性材料为60%的硝酸酸铁锂溶液。正极材料为锰酸锂。导电剂包括主导电剂和辅助导电剂,其中主导电剂为导电石墨鳞片石墨,辅助导电剂为鳞片石墨。本发明克服了锂离子电池因为保护板自放电而造成失效的缺陷,从而改善整个电池组的自放电,实现延长锂电池存放时间的目的,保证用户使用完用电器而不充电的情况下可以储存较长的时间。
本发明涉及一种高效硫/炭掺杂的钴酸锂正极材料及其制备方法。本高效硫/炭掺杂的钴酸锂正极材料按重量份计,由以下组分按照所示比例制备而成,硫/炭复合材料30、活性材料95、功能性材料3、导电材料6、粘结材料6。所述功能性材料为60%的硝酸铁锂溶液。所述正极材料为钴酸锂。所述导电剂为鳞片石墨。本发明克服了锂离子电池因为保护板自放电而造成失效的缺陷,从而改善整个电池组的自放电,实现延长锂电池存放时间的目的,保证用户使用完用电器而不充电的情况下可以储存较长的时间。
本发明属于锂离子电池制备技术领域,涉及一种利用单根纳米线或纳米管原位组装锂离子电池的工艺方法;选用透射电镜设备,先将金属Li或LiCoO2颗粒分别粘附在透射电镜原位样品台的AFM探针头上,构成锂离子电池的阴极,再以在金属颗粒上形成的氧化物层作为锂离子电池电解质,然后在透射电镜原位样品台的金探针上滴加分散有金属氧化物纳米线的液体,使金属氧化物纳米线粘附在金探针的尖端上作为锂离子电池阳极,再采用压电陶瓷驱动操纵单根金属氧化物纳米线接触到液态或固态电解质,实现原位组装成锂离子电池结构;其设计思路新颖,原理简单,制备成本低,生产环境友好,具有广泛的实用性。
本实用新型公开了一种磷酸铁锂电池供电系统,箱体内设置有磷酸铁锂电池组,磷酸铁锂电池组与总机械开关电路连接,总机械开关通过第一电路与直流接触器线路连接,总机械开关通过第二电路与充电器接口电路连接,第一电路与第二电路之间设置有第三电路,第三电路上连接有锂电池管理系电路板,第三电路在第一电路的一端设置有第一二极管,充电器接口通过第四电路与直流接触器线路连接。磷酸铁锂电池组通过总机械开关直接给锂电池管理系统电路板供电,锂电池管理系统电路板主要完成对磷酸铁锂电池组的单体电池的电压、温度、电流进行检测并控制相关器件完成保护;总机械开关及其他开关供用户使用,绿色无污染,延长电池组的使用寿命。
本发明公开了一种锂离子电池正极材料的合成 方法,它包括以下步骤:在可溶性盐类溶液中均匀加入一定量 的氢氧化锂溶液和氨水溶液,生成氢氧化物沉淀和锂盐溶液, 其中氢氧化锂溶液加入量保证可溶性盐类中的金属离子与锂 离子比为1比0.9~1.2,氨水加入量以保证可溶性盐类中金属 离子以氢氧化物的形式存在;将上述反应生成物去除水分;把 去除水分的物料在700~950℃恒温烧制一定时间,合成分子式 为 Li1+XMO2的锂离子电池正极材料,X取值范围为-0.1~0.2。 由于用氢氧化锂代替氢氧化钠,不用经过多次水洗,省去了水 洗步骤,节约了水源,降低了成本。
本发明公开了一种镍锰酸锂正极材料及前驱体的制作方法,包括以下步骤:配置包含锂盐、镍盐和锰盐的金属离子混合溶液;配置草酸的草酸混合溶液;将金属离子混合溶液和草酸混合溶液加入反应釜中搅拌反应得到沉淀物;将沉淀物过滤、洗涤并烘干,得到镍锰酸锂前驱体;将镍锰酸锂前驱体煅烧得到镍锰酸锂。本发明的方法制得的镍锰酸锂正极材料具有优异的倍率性能及循环稳定性,且制作条件温和,对设备要求低,工艺简单,重现性好,易于应用。
本发明涉及一种矿用锂离子蓄电池电机车动力总成系统,包括1套矿用锂离子蓄电池电机车动力驱动系统和两组矿用锂离子蓄电池电机车电源总成;矿用锂离子蓄电池电机车电源总成由防爆箱、锂电池模块、锂电池模块管理系统和总成控制管理系统组成;锂电池模块管理系统用于实现单体锂电池的电压检测、单体锂电池充放电过程中的均衡管理、单体锂电池温度检测、电池组的充放电电流检测、多个电池组并联输出时电压差异造成的环流阻断、充电信号检测与自动使能和输出控制接口;在欠压、过流等故障发生时,锂电池模块管理系统直接对锂电池模块进行保护;该矿用锂离子蓄电池电机车动力总成系统具有无污染、使用寿命长的优点。
本发明属于锂离子电池和电化学领域,具体涉及一种锂离子电池用正极材料的快速合成方法。按化学计量称取锂源、沉淀剂和金属盐作为原料,而后将金属盐原料溶解制成溶液。再将各原料直接快速混合,使混合液在瞬间的过饱和浓度下,形成大量晶核,再通过水热反应获得水热产物前驱体,前驱体再通过后续热处理,得到锂离子电池的正极材料;或,将沉淀剂和金属盐快速混合,通过水热反应获得前驱体,而后通过后续的热处理过程中进行锂离子的掺杂,得到锂离子电池的正极材料。与同类方法共沉淀法相比,该方法制备的正极材料,粒径小,尺寸均一,颗粒形貌可控,具有优良的电化学性能,且能够克服传统共沉淀法制备前驱体沉淀物过程中加料时间过长的问题,工艺简单,成本低,操作方便,适用于工业化生产。
本发明涉及一种锂电池正极组合物。本锂电池正极组合物,按重量份计,由以下组分按照所示比例制备而成,活性材料85~95、功能性材料3~8、导电材料3~5、粘结材料3~5。功能性材料为70%的磷酸铁锂溶液。正极材料为锰酸锂。导电剂包括主导电剂和辅助导电剂,其中主导电剂为导电石墨鳞片石墨,辅助导电剂为鳞片石墨。本发明克服了锂离子电池因为保护板自放电而造成失效的缺陷,从而改善整个电池组的自放电,实现延长锂电池存放时间的目的,保证用户使用完用电器而不充电的情况下可以储存较长的时间。
本发明涉及一种高效硫/炭包覆的镍酸锂正极材料及其制备方法。本高效硫/炭包覆的镍酸锂正极材料按重量份计,由以下组分按照所示比例制备而成,硫/炭复合材料45、镍酸锂45、45%的硝酸铁锂溶液30、鳞片石墨8、粘结材料8。本发明克服了锂离子电池因为保护板自放电而造成失效的缺陷,从而改善整个电池组的自放电,实现延长锂电池存放时间的目的,保证用户使用完用电器而不充电的情况下可以储存较长的时间。
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