本发明公开了一种多孔立方体锂电池正极材料镍锰酸锂及其制备方法。所述的制备方法包括:在水中加入草酸、锂源、镍源和锰源,搅拌溶解,然后向其中加入可溶性淀粉,搅拌均匀,得到混合溶液;所得混合溶液于75‑95℃条件下除去水分,之后置于真空条件下干燥,得到前驱体;所得前驱体在含氧气氛中于700‑800℃条件下煅烧,即得到多孔立方体锂电池正极材料镍锰酸锂;其中:所述草酸的加入量为控制草酸根的摩尔量为镍源中镍元素和锰源中锰元素的总摩尔量的1.5‑2.0倍;所述可溶性淀粉在体系中的浓度为15‑20wt%。按本发明所述方法制得的镍锰酸锂具有优异的循环稳定性,特别是具有优异高倍率性能,且制备工艺简单易行。
本发明提供一种空心镍锰酸锂结构掺杂锂离子电池正极材料的制备方法,包括以下几个步骤:1、碳球的制备;2、掺镁空心镍锰酸锂的制备;3、掺杂镁空心结构的镍锰酸锂包覆的制备。本发明使得电池的循环寿命得到了大大的提升,并且循环效率保持在90%左右。
本发明公开了一种氟化锂改性纳米硅锂离子电池负极材料及其制备方法和应用,利用氟化锂溶液浸泡纳米硅,经过刻蚀,实现对纳米硅提前嵌锂,并在纳米硅表面形成一层氟化锂包覆层,减缓纳米硅在充放电过程中因体积膨胀导致的SEI膜破碎重组及其对锂源的消耗,提高锂离子电池硅基负极的循环稳定性,再通过凝胶包覆碳化,实现在纳米硅外层包覆一层碳层来缓解纳米硅在充放电过程的体积膨胀,提高硅基负极材料的使用寿命。
本发明适用于锂离子电池领域,公开了电池正极片、锂离子电池、层状镍锰酸锂的制备方法以及层状镍锰酸锂,其中,电池正极片包括正极金属基片和涂覆于所述正极金属基片外的正极涂层,所述正极涂层的组分包括正极活性物质、正极粘结剂、正极导电剂,所述正极活性物质为层状镍锰酸锂LiNixMnyO2,其中x=0.6~0.8,y=1‑x。本发明采用层状镍锰酸锂LiNixMnyO2(其中x=0.6~0.8,y=1‑x)作为正极活性物质,提高了正极活性物质的热稳定性和加工性能,降低了电池正极片的成本。采用本发明的电池正极片制成的锂离子电池,具有成本低、比能量高、材料稳定性高、安全性能好、循环性能好、性价比高的优点。
本发明属于锂电池回收利用技术领域,具体涉及一种废旧锂电池黑粉加压焙烧固氟提锂的方法,主要步骤包括(1)将废旧锂电池拆解得到黑粉,向黑粉中添加固氟剂,混均后进行加压焙烧,得到熟料粉;(2)向熟料粉中加入水搅拌均匀制成浆料,然后向浆料中通入二氧化碳气体进行反应,经固液分离得到含锂溶液;(3)将含锂溶液加热分解后得到高纯度的碳酸锂。本发明具有可高效提取回收废旧锂电池材料中镍钴锰酸锂、氟化锂、磷酸锂、六氟磷酸锂等多种类型锂金属,同时实现固化杂质氟的技术特点,有效地解决不同锂电池类型中锂结合形式各异、回收率低、氟杂质含量高和锂产品品质低的技术难题。
本发明提供了一种添加锂硅合金、碘化银和溴化银的硫化锂系固体电解质材料及其制备方法。所述的制备方法,包括以下步骤:1)在气氛保护条件下,按2.5?3.5:0.5?1.0:0.05?0.20:0.01?0.1的摩尔比称取硫化锂、硫化磷、锂硅合金粉末和硫磺,混合均匀,得到锂硫磷硅混合物;2)在气氛保护及安全红光条件下,取锂硫磷硅混合物、碘化银和溴化银,置于球磨罐中球磨,得到含碘化银和溴化银的非晶态锂硫磷硅混合物;3)步骤2)所得混合物在气氛保护条件下密封,之后于真空条件下升温至100?180℃进行热处理,即得。本发明通过同时添加锂硅合金、碘化银和溴化银以提升所得固体电解质材料的锂离子传导率。
本发明公开了一种多孔空心球形锂离子电池正极材料碳包覆磷酸钒锂及其制备方法,该正极材料的制备方法为:取粘结剂、锂源、钒源和磷源置于水中,搅拌溶解,所得混合液进行喷雾干燥,得到前驱体;所得前驱体与碳源混合,在保护气氛条件下煅烧,即得;其中:粘结剂在水中的浓度为0.3‑0.5wt%;锂源中锂元素在水中的浓度为0.1‑1mol/L;钒源中钒元素在水中的浓度为0.06‑0.6mol/L;磷源中磷元素在水中的浓度为0.09‑0.9mol/L;碳源的加入量为前驱体的4‑20wt%。采用本发明所述方法制得的正极材料呈多孔空心球形形貌,具有较高的比表面积,能够有效改善所得产品的循环倍率性能。
本发明公开一种具有电量耗尽预警功能的磷酸铁锂锂离子电池,包括正极材料、负极材料、导电剂、粘结剂、正极片、负极片、隔膜、电解液和壳体,所述正极材料是以磷酸铁锂为主的正极活性物质以及钒酸锂为预警功能的辅助正极活性物质,其中磷酸铁锂的重量比含量是50%-80%,钒酸锂的重量比含量是15%-45%;本发明电池比现有的磷酸铁锂离子电池多一个电量耗尽预警的电压平台,该电压平台比现有的磷酸铁锂锂离子电池的放电平台低,当放电电压到达该预警平台时,就可以在无需软件支持的情况下,通过更简单可靠的电子电路测量特征的预警平台电压,准确提供电量耗尽预警,而且能在预警后仍剩下一定的容量供应急使用。
本发明的锆、钡参杂磷酸铁锂纳米正极材料及其制备方法,其锂源、铁源、磷酸根源、锆源、钡源的原料,按照1mol?Li∶0.00002-0.00005mol?Zr∶0.0003-0.003mol?Ba∶1mol?Fe∶1mol?P比例混合后,在5-120℃密封搅拌反应器中,反应0.5-24小时,过滤、洗涤、烘干后得到纳米前驱体,将烘干得到的前驱体置于高温炉内,在氮气氛中,经500-750℃高温煅烧16-24h,即得本发明的参杂磷酸铁锂纳米粉末正极材料,其粉末粒度在30-85nm范围,所得粉末正极材料,粒度在30-85nm范围,其首次放电容量大大提高,达160.21mAh/g以上,生产成本可降十倍以上。
本发明适用于化学电源技术领域,提供了一种富锂锰基前驱体、正极材料制备方法,锂离子电池及其制备方法,将过渡金属盐的水溶液和改性化合物的水溶液混匀后与沉淀剂水溶液反应形成富锂锰基前驱体,通过溶剂热法对前躯体进行预处理,利用预置入的离子来构建颗粒内部的气体排出通道,方便前驱体转化为电极材料过程中的气体排出,同时有利于锂离子和掺杂离子进入颗粒内部,存在在表面的掺杂离子则在后续烧结过程中形核生长,提高烧结后产物的密实度,提高电极压实密度,进而提高电极循环过程的结构稳定性。本发明的富锂正极材料比容量高、压实密度高大,在循环过程中结构稳定。采用该正极材料制作的锂离子电池能量密度高,电压衰减小,安全性好。
本发明适用于化学电源技术领域,提供了一种类葡萄状富锂锰基阴极材料及其制作的锂离子电池,采用类葡萄状富锂锰基材料碳酸盐作为前驱体与锂源混合烧结的方式制备类葡萄状富锂锰基阴极材料,然后利用该阴极材料制作锂离子电池。前驱体是采用共沉淀反应制得,通过多次静置去除共沉淀过程中上层清液以提高溶液中固含量,该共沉淀反应以碳酸盐溶液作为沉淀剂;通过控制共沉淀反应过程中,混合盐的金属离子浓度、沉淀剂浓度、络合剂浓度、反应物混合速度、搅拌速度、反应pH值和反应温度。本发明的类葡萄状富锂阴极材料比容量高、库伦效率高、比表面积大,在循环过程中结构稳定。采用该阴极材料制作的锂离子电池能量密度高,电压区间宽,安全性好。
本发明公开一种锂电池正极材料锰酸锂用电解二氧化锰的生产方法,它是按照如下步骤进行:(1)将氧化锰矿粉与硫铁矿粉混合后与硫酸按一定的物料比投入连续搅拌的浸出槽中,过程反应温度控制在85-90℃,反应时间3-4h,得硫酸锰溶液;(2)除钾;(3)净化除杂;(4)电解;(5)溶解;(6)高温煅烧,即得到电解二氧化锰产品。本发明制得的电解二氧化锰晶型单一,具有纯β型结构,更有利于锂的嵌入与脱嵌;杂质含量极低,制得的锰酸锂能够表现出优良的电性能和安全性能。
本发明提供了一种用于制备薄膜锂电池的锰酸锂正极靶材及其制备方法。制备方法包括:预混步骤、球磨步骤、过筛步骤、压制步骤、烧结步骤以及冷却步骤。本发明的锰酸锂正极靶材及其制备方法,能够专门适用于采用磁控溅射镀膜方式制备全固态薄膜锂电池的方案,解决了采用磁控溅射镀膜方式制备全固态薄膜锂电池过程中所存在的“无可用的合适靶材”问题。基于本发明所制备的锰酸锂正极靶材以及磁控溅射镀膜技术,制得的全固态薄膜锂电池的接触面电阻明显降低,显著提高了电池的性能。
本发明公开了一种添加锂锡合金和氯化银的硫化锂系固体电解质材料及其制备方法。所述的制备方法包括以下步骤:1)在气氛保护条件下,按2.5‑4.0:0.5‑1.0:0.02‑0.1:0.01‑0.05的摩尔比称取硫化锂、硫化磷、锂锡合金粉末和硫磺,混合均匀,得到锂硫磷锡混合物;2)在气氛保护及安全红光条件下,取锂硫磷锡混合物及相当于其质量1‑5%的氯化银,置于球磨罐中球磨,得到含氯化银的非晶态锂硫磷锡混合物;3)所得含氯化银的非晶态锂硫磷锡混合物在气氛保护条件下密封,之后于真空条件下升温至80‑150℃进行热处理,即得。本发明通过同时添加锂锡合金和氯化银以提升所得固体电解质材料的锂离子传导率。
本发明提供了一种添加锂硅合金和碘化银的硫化锂系固体电解质材料及其制备方法。所述的制备方法,包括以下步骤:1)在气氛保护条件下,按2.5?3.5:0.5?1.0:0.05?0.20:0.01?0.1的摩尔比称取硫化锂、硫化磷、锂硅合金粉末和硫磺,混合均匀,得到锂硫磷硅混合物;2)在气氛保护及安全红光条件下,取锂硫磷硅混合物及相当于其质量1?5%的碘化银,置于球磨罐中球磨,得到含碘化银的非晶态锂硫磷硅混合物;3)所得含碘化银的非晶态锂硫磷硅混合物在气氛保护条件下密封,之后于真空条件下升温至120?200℃进行热处理,即得。本发明通过同时添加锂硅合金及碘化银以提升所得固体电解质材料的锂离子传导率。
一种高纯锂离子电池正极材料锰酸锂的制备方法,将强力除铁后的金属锰粉加入到铵盐溶液体系中,反应得到锰化合物料浆,加入锂盐和添加剂,搅拌均匀后经喷雾干燥得锂、锰混合的粉末,将该粉末烧结、冷却,研磨、过筛得产品。本发明的方法工艺简单,易于控制,所得锰酸锂产品均匀性好,纯度高,性能优良,有效改善了锰酸锂电池的高温性能和循环性能,而且生产无环境污染,适用于产业化。
本发明提供了一种添加锂硅合金和氯化银的硫化锂系固体电解质材料及其制备方法。所述的制备方法,包括以下步骤:1)在气氛保护条件下,按2.5?3.5:0.5?1.0:0.05?0.20:0.01?0.1的摩尔比称取硫化锂、硫化磷、锂硅合金粉末和硫磺,混合均匀,得到锂硫磷硅混合物;2)在气氛保护及安全红光条件下,取锂硫磷硅混合物及相当于其质量1?5%的氯化银,置于球磨罐中球磨,得到含氯化银的非晶态锂硫磷硅混合物;3)所得含氯化银的非晶态锂硫磷硅混合物在气氛保护条件下密封,之后于真空条件下升温至100?180℃进行热处理,即得。本发明通过同时添加锂硅合金及氯化银以提升所得固体电解质材料的锂离子传导率。
本发明公开了一种改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法,将锰盐、镍盐材料混合通过溶胶凝胶法制备镍锰前驱体,镍锰前驱体与锂盐采用三维斜式混合机混合,经过预烧结、高温烧结,再掺杂F-或F-与金属阳离子,然后加入金属氧化物进行湿法包覆,最后经低温烧结、气流粉碎和分级获得镍锰酸锂成品。本发明利用离子掺杂改性技术改善了镍锰酸锂的循环性能及高温稳定性,利用湿法包覆技术提高了镍锰酸锂的高压循环性能及高温稳定性。
本发明公开了一种氟化锂包覆层转化提高锂离子电池三元正极材料循环性能的方法。将氟化物乙醇溶液、锂盐乙醇溶液与锂离子电池三元正极材料混合,恒温反应,过滤、洗涤得到滤渣,烘干滤渣,低温热处理,复合包覆层将三元正极材料与电解液隔离,避免电解液中可能存在的HF对电极材料的腐蚀以及溶解,提高三元正极材料的循环性能。氟的掺杂增大三元材料的晶胞体积,为锂离子的扩散提供更大的扩散通道,利于提高三元材料的倍率性能以及晶体结构稳定性,氟化锂的转化为三元材料提供了包覆和掺杂的两种功能,提升三元正极材料的电化学性能。本发明制备工艺简单、绿色环保,操作方法简单,具有较大的应用价值。
本发明的铝、钡参杂磷酸铁锂纳米正极材料及其制备方法,其特征在于:其锂源、铁源、磷酸根源、铝源、钡源的原料,按照1mol?Li∶0.002-0.005molAl∶0.0003-0.003mol?Ba∶1mol?Fe∶1mol?P比例混合后,在5-120℃密封搅拌反应器中,反应0.5-24小时,过滤、洗涤、烘干后得到纳米前驱体,将烘干得到的前驱体置于高温炉内,在氮气氛中,经500-750℃高温煅烧16-24h,即得本发明的参杂磷酸铁锂纳米粉末正极材料,其粉末粒度在30-85nm范围,其首次放电容量大大提高,达160.21mAh/g以上,生产成本可降十倍以上。
本发明涉及氢氧化锂生产技术领域,特别是一种用盐湖矿石与锂聚合物混合生产氢氧化锂的工艺,包括以下步骤:将锂聚合物依次经过煅烧、冷却、细磨、加酸反应、冷却、调浆、浸出,压滤机压榨分离,加入盐湖矿石,净化、过滤、苛化,再冷冻分离硫酸钠,蒸发、低温重结晶、干燥等工艺步骤制得氢氧化锂。本发明将盐湖矿石和锂聚合物混合生产单水氢氧化锂,锂聚合物是一种新型矿源,极具提取价值,具有极大的经济效益,解决了当锂矿石资源不足的困境,增加生产线抵抗资源不足的风险,同时解决了盐湖矿石资源生产氢氧化锂品质低的问题,采用品质更高的锂聚合物作为原料,在前期处理时,工艺条件相比于用锂辉石作为原料时的工艺条件更加宽泛。
一种锰酸锂正极靶材的退火方法以及锰酸锂正极靶材。其中,退火方法包括:将烧结好的锰酸锂正极靶材放入真空退火炉内,抽真空至第一设定真空度,并保持第一设定时长,然后通氮气,使真空退火炉内的气压高于外部大气压,并保持第二设定时长,之后抽真空至第二设定真空度,并保持第三设定时长;在预设的气氛条件下按照预设的升温程序进行退火处理;抽真空至第三设定真空度,并保持第四设定时长,然后通氮气,使真空退火炉内的气压高于外部大气压,随炉缓慢冷却至室温,得到退火后的锰酸锂正极靶材。基于本发明所制备的锰酸锂正极靶材以及磁控溅射镀膜技术,制得的全固态薄膜锂电池的接触面电阻明显降低,显著提高了电池的性能。
本发明公开了一种新型金属单质铜/磷酸铁锂/碳复合材料及其制备方法和应用,通过两步法合成了不同质量比的金属单质铜与磷酸铁锂复合材料,本发明制备的金属单质铜/磷酸铁锂/碳复合材料的晶体物相结构分析表明出现明显磷酸铁锂和金属单质铜的主要峰型,无明显杂质峰型。微观形貌SEM分析表明复合材料颗粒性明显、分散性较好,颗粒大小主要为400nm。室温下测试磁滞回线表明铜的引入使得复合材料的磁化强度(Ms)、剩余磁化强度(Mr)和磁滞回线面积(Area of hysteresis loop)是随着铜的增加而有所减小。
本发明公开了一种添加锂锡合金、溴化银和氯化银的硫化锂系固体电解质材料及其制备方法。所述的制备方法包括以下步骤:1)在气氛保护条件下,按2.5?4.0:0.5?1.0:0.02?0.1:0.01?0.05的摩尔比称取硫化锂、硫化磷、锂锡合金粉末和硫磺,混合均匀,得到锂硫磷锡混合物;2)在气氛保护及安全红光条件下,取锂硫磷锡混合物、溴化银和氯化银,置于球磨罐中球磨,得到含溴化银和氯化银的非晶态锂硫磷锡混合物;3)将步骤2)所得混合物在气氛保护条件下密封,之后于真空条件下升温至60?150℃进行热处理,即得。本发明通过同时添加锂锡合金、溴化银和氯化银以提升所得固体电解质材料的锂离子传导率。
本发明公开了一种基于盐湖矿石、锂聚合物以及锂辉石组合的元明粉制备方法,属于元明粉制备技术领域,将锂辉石和锂聚合物混合后依次经过煅烧、冷却、细磨、加酸反应、冷却,调浆、浸出,过滤洗涤,加入盐湖矿石,净化、苛化、冷冻结晶、芒硝溶解、蒸发浓缩、离心分离、干燥、气流粉碎后得到元明粉。盐湖矿石Li2SO4·H2O含量达到80.1~92.1%,平均含量为85.1%,锂聚合物品位达到8.5%~12%(Li2O),Al含量25.05%,Mg含量1.23%,Si含量0.84%,Mn含量0.69%,两者与锂辉石混合,能生产出高品质的元明粉,本制备方法运用了连续冷冻结晶技术分离出硫酸钠,保证晶核稳定成长以及生产的连续性,能生产出高品质的产品,同时缩短了生产周期,节约了成本。
本发明涉及碳酸锂生产技术领域,特别是一种环保型的用锂聚合物生产碳酸锂的工艺,包括以下步骤:以锂聚合物为原料,经过高温煅烧转型,冷却,球磨,酸化焙烧,冷却,调浆,浸出压榨分离,冷冻分离硫酸钠,蒸发、碳化、离心干燥等工艺步骤得到碳酸锂。本发明选用锂聚合物为原料,是一种新型矿源,其品位高,极具提取价值,具有极大的经济效益,还在粉尘收集处增加了双轴加湿搅拌器,将粉尘进行加湿处理,减少了粉尘排放的风险,有效地解决了环保问题,同时还将有效成分进行了回收再利用,提高了原料的利用率。
本发明公开了一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂前驱体的制备方法,先将菱铁矿浸出并调整溶液浓度,然后不经除杂直接加入氧化剂和沉淀剂,通过控制合成条件使菱铁矿中对磷酸铁锂电化学性能有益的镁和锰元素选择性地进入沉淀,干燥后即得磷酸铁锂前驱体。由于金属掺杂元素镁和锰以磷酸盐形式均匀地分布在前驱体颗粒中,因此合成磷酸铁锂时无需再掺杂,这些掺杂元素能大大提高磷酸铁锂的导电性,从而极大地提高其电化学性能。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,特别适合于为生产锂离子电池正极材料磷酸铁锂提供优质铁源,同时也使菱铁矿资源得到了综合利用,若能形成规模化生产,必将给社会带来巨大的经济效益和生态效益。
本发明提供了一种添加锂硅合金和银卤族化合物的硫化锂系固体电解质材料及其制备方法。所述的制备方法,包括以下步骤:1)在气氛保护条件下,按2.5?3.5:0.5?1.0:0.05?0.20:0.01?0.1的摩尔比称取硫化锂、硫化磷、锂硅合金粉末和硫磺,混合均匀,得到锂硫磷硅混合物;2)在气氛保护及安全红光条件下,取锂硫磷硅混合物、碘化银、溴化银和氯化银,球磨,得到含碘化银、溴化银和氯化银的非晶态锂硫磷硅混合物;3)步骤2)所得混合物在气氛保护条件下密封,之后于真空条件下升温至100?180℃进行热处理,即得。本发明通过同时添加锂硅合金和银卤族化合物以提升所得固体电解质材料的锂离子传导率。
本发明公开了一种监测锂一次性电池容量的电路结构,包括锂电池、滤波电容、精密电阻、负载电路、A/D电压转换电路、电池内阻计算及容量判断固件,所述锂电池、滤波电容、精密电阻串联而成形成主回路,所述锂电池和滤波电容之间设有线路接地;所述负载电路与滤波电容并联;所述精密电阻正负极两端分别连接A/D电压转换电路的正负极两端;所述电池内阻计算及容量判断固件与A/D电压转换电路串联连接。本发明监测锂一次性电池容量不仅精密度高,而且不增加成本和额外的能量消耗。
一种锂离子动力电池锰酸锂前驱体的制备方法,制备步骤为先将电解二氧化锰经过气流粉碎、分级,再将分级得到的电解二氧化锰经过高温烧结,最后将高温烧结得到的锰氧化物进行洗涤、干燥。用本发明的方法制备锂离子动力电池锰酸锂前驱体不仅工艺简单,易于控制,而且使锂离子动力电池锰酸锂前驱体在粒度及杂质含量上得到很大改善,以本发明所制得的前驱体为原料生产的锂离子动力电池锰酸锂具有杂质含量低的特点,可明显改善尖晶石型锰酸锂在锂离子电池中的高温性能和循环性能。
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