本发明公开了一种锂金属电池的锂负极表面处理方法,属于锂电池技术领域。该方法采用化学方法,将盐类或酯类作为添加剂溶解到有机溶剂中,制成电解质溶液;取电解质溶液与金属锂片反应,使得在锂片表面形成一层固态电解质保护层。本发明的操作方法简单,便于大规模的生产及定量控制;在金属锂表面原位形成的固态电解质层能有效抑制锂枝晶的产生,减少锂源的损失,使得整个电池的库伦效率在没有添加剂的条件下得到明显提高,实现了金属锂负极在电池长续航过程中的稳定和高效,在抑制金属锂枝晶和提高并保持全电池的高库伦效率方面都有明显效果。
一种含铁和钾的锂离子电池钛酸锂负极材料的制备方法,包括:选取二氧化钛和钛酸四丁酯中的一种作为钛源,乙酸锂、碳酸锂和氢氧化锂中的一种作为锂源,铁氰化钾、氧化铁和硝酸铁中的一种作为铁源,硝酸钾和碳酸钾中的一种作为钾源,将锂源、钛源、铁源和钾源按物质的量比分别进行称量,之后,将锂源、铁源和钾源溶于去离子水形成三者的混合水溶液,同时,将钛源溶于无水乙醇形成乙醇溶液,再将乙醇溶液逐滴加入到混合水溶液中,搅拌形成黄色胶体溶液,将得到的黄色胶体溶液干燥,得到前驱体,将前驱体研磨,压片后,置于坩埚中在马弗炉里高温煅烧,得到含铁和钾的锂离子电池钛酸锂负极材料。所制备的材料具有高的放电比容量和更好的循环稳定性。
本发明涉及一种失效磷酸铁锂电池正极材料中回收铁和锂的方法,属于废弃物回收利用领域。为了克服现有技术中从失效磷酸铁锂电池正极材料中回收铁和锂过程中回收成本较高,且处理步骤复杂的技术不足,本发明提供一种从失效磷酸铁锂电池正极材料中回收铁和锂的方法,该方法中将硫酸氢钠与失效磷酸铁锂电池正极材料混合,将混合料高温焙烧后加水浸出,过滤得到包含锂元素的硫酸盐溶液。该方法制备工艺简单,过程可控性强,非常适合磷酸铁锂电池铁和锂元素的回收利用。
本发明的全固态锂离子二次电池含有充当固体电解质的新型石榴石型氧化物。所述石榴石型锂离子传导性氧化物为由式Li5+XLa3(Zrx,A2-X)O12表示的石榴石型锂离子传导性氧化物,其中A为选自Sc、Ti、V、Y、Nb、Hf、Ta、Al、Si、Ga、Ge和Sn中的至少一种且X满足不等式1.4≤X<2,或为如下石榴石型锂离子传导性氧化物,其通过用离子半径不同于Zr的元素来置换式Li7La3Zr2O12表示的石榴石型锂离子传导性氧化物中的Zr位而得到,其中在基于(220)衍射峰的强度进行归一化时,具有(024)衍射峰的X射线衍射(XRD)图案的归一化强度为9.2以上。
本发明公开了一种钛酸锂/铜复合锂离子电池负极材料,其特征在于,其由以下组份制成:钛源,锂源和铜源;通过原位复合实现铜在纳米钛酸锂中的均匀分布,其中铜在复合负极材料中所占重量比例为0.01~5%,钛酸锂在复合负极材料中所占重量比例为95~99.99%。本发明还公开了钛酸锂/铜复合锂离子负极材料的制备方法。本发明提供的钛酸锂材料及方法,通过在钛酸锂材料中加入铜,从而提高负极材料的大倍率充放电性能,改善材料的导电性,以满足现代社会对锂离子电池应用的要求。
本发明涉及用于改进安全的非含水电解质添加剂和包括该添加剂的锂离子二次电池,更特别地涉及可改进锂离子二次电池的循环寿命和安全性能的非含水电解质添加剂。根据本发明,将由化学通式(1)表示的有机金属化合物作为添加剂加入到电池的非含水电解质中,因此如果由于短路和电池的过度充电等而使电池电压不在正常操作电压范围内,非含水电解质添加剂分解并且一部分分解的添加剂聚合以在阴极表面上形成绝缘膜,一部分金属与在阴极表面上形成的绝缘膜反应以改进电池的热稳定性,从而改进电池的安全。此外,在短路的情况下通过与从阳极到阴极释放的锂反应,一部分添加剂的金属氧化物除去锂的活性或降低锂的移动速度,从而可以在短路时通过延迟电流流动而获得电池的安全。
一种锂电池用负极,在电池容器(10)内收纳正极(12)、负极(13)和非水电解质的锂电池负极中混合能够吸留、放出锂的碳素材料和由放出锂平均电位高于上述碳素材料的元素构成的添加材料,加入的上述添加材料使其与碳素材料的重量比在0.01-9.0重量%范围,同时上述碳素材料和添加材料的平均粒径为0.01-50μm。使用这种负极,放电后保存以碳素材料作为负极的锂电池时可防止气体产生造成的电池膨胀。
本发明涉及一种锂二次电池正极,该正极包括正极活性材料及分散于正极活性材料中的吸水剂。正极活性材料包括锂锰氧化物、锂镍氧化物、锂钴氧化物等锂与过渡金属的复合氧化物;吸水剂包括锂化分子筛、活性炭、活性氧化铝、硅胶、氧化钙、硫酸钙等,具有露点低于-56℃的强吸水性。吸水剂能完全吸附锂二次电池制程中残留及使用时水分子气透性渗入的水份,防止锂离子电池中毒,从而提高锂二次电池使用寿命。本发明还涉及一种使用该正极的锂二次电池。
本发明公开了一种钴酸锂复合正极材料及其制备方法、二次锂离子电池,要解决的技术问题是正极材料具有好的循环性能和倍率放电性能。本发明的钴酸锂复合正极材料,以钴酸锂颗粒为基体,粒度在11~16微米之间,基体外包覆有占基体质量比0.5~5%的锰酸锂包覆层。其制备方法包括:锰酸锂前驱体制备,钴酸锂包覆。二次锂离子电池的正极由正极集流器和涂覆在正极集流器上的正极活性物质构成,正极活性物质具有钴酸锂基体,基体外包覆有占基体质量比0.5~5%的锰酸锂包覆层。本发明与现有技术相比,正极材料可以表现出优越的循环性能和倍率放电性能,而采用该钴酸锂材料制作的电池表现出良好的电化学性能和更高的能量密度。
本发明公开了一种二氧化钛包覆的镍钴锰酸锂正极材料,镍钴锰酸锂粉末表面包覆的二氧化钛层的厚度为10nm~1μm,将镍钴锰酸锂粉末置于等离子体增强回转炉中,以惰性气体为保护气,持续通入钛源气体和含氧气体,并通过脉冲微波激发,在镍钴锰酸锂粉末表面沉积一层二氧化钛,制得二氧化钛包覆的镍钴锰酸锂正极材料。本发明在镍钴锰酸锂粉末表面形成的二氧化钛包覆层,均匀性好、厚度可控,制备方法便于操作实施,制备过程所需的包覆温度低、时间短,易于工业化生产;本发明制备的正极材料对锂离子电池带来优良的电化学循环性能,容量保持率大幅提升。
为了解决现有锂离子电池电解液难以兼顾良好的高低温性能和循环性能的问题,本发明提供了一种锂离子电池非水电解液。所述锂离子电池非水电解液,包括如下结构式1所示的化合物A和二氟磷酸锂,其中,所述式1中,R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立为氢原子、卤素原子或C1‑C5基团中的一种。本发明提供的锂离子电池非水电解液,通过化合物A和二氟磷酸锂的组合使用,可以赋予使用该非水电解液的锂离子电池优良的综合性能,具体包括优良的循环性能、高温存储性能和低温性能。
本发明属于锂离子电池领域,具体提供一种锂离子电池正极材料层状锰酸锂LiMnO2@C及其制备方法,用以克服锂离子电池正极材料层状锰酸锂(LiMnO2)难以制备,且电化学性能较差、结构极易发生相转变以及不能高倍率放电的缺点。本发明通过软化学法水热反应制备出六面体或立方体形貌的MnCO3,将其制备成为相同形貌的高活性的Mn2O3后与锂源进行低温固相反应,使得制备出的层状锰酸锂颗粒为六面体或立方体结构材料,该材料不仅结晶度高,而且在较低倍率下的电化学性能优异;同时,再通过碳包覆得到可在高倍率下放电的LiMnO2@C复合正极材料。
本发明公开一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂的合成方法,即在水合磷酸铁中加入去离子水配制成磷酸铁悬浮液,搅拌状态下球磨得到前驱物A;然后将水合氢氧化锂与蔗糖溶解在去离子水中配成氢氧化锂/蔗糖溶液并在搅拌状态下将其加入到前驱物A中,搅拌均匀后得到的前驱物B中加入去离子水并搅拌均匀后于密闭反应釜中,于160-220℃下进行水热还原反应4-6h,水热还原反应完后所得产物过300目筛、抽滤、水洗,控制出风温度为105℃进行喷雾干燥,然后于600-750℃进行真空煅烧2-6h即得锂离子电池正极材料磷酸铁锂。该合成方法能够将三价铁完全还原成二价铁,所得磷酸铁锂粒径均匀,形貌统一,电化学性能一致且稳定性好。
本发明公开了一种改性锂离子电池富锂锰基正极材料,是以富锂锰基正极材料为基体,在基体的表面包覆有硼酸镁。本发明的制备方法,包括以下步骤:先将富锂锰基正极材料加入硝酸镁溶液中,再在水浴、搅拌的条件下逐滴加入H3BO3溶液,形成凝胶;最后将凝胶烘干、研磨、煅烧,即得到硼酸镁包覆的富锂锰基正极材料。本发明首次将硼酸镁用于对锂离子电池正极材料进行改性,且使得材料电化学性能明显改善。本发明制得的硼酸镁包覆的富锂锰基正极材料在1C首次放电克容量可高达180mAh·g?1,经过100次循环后,容量保持率能够达到98.3%;显著提高了其倍率性能,尤其是10C下的倍率性能。
本发明公开了一种钛酸锂负极材料的制备方法及锂离子电池,其中钛酸锂负极材料的制备方法为将锂盐与二氧化钛按锂原子与钛原子的摩尔比为4:5混合均匀,放入密封容器中抽真空,加热到800‑1000℃,持续通入乙炔气体3‑8小时,自然冷却,得到与碳纳米混合均匀的钛酸锂负极材料,所述锂盐为氢氧化锂和碳酸锂的一种,并以此作为锂离子电池的负极,制备锂离子电池。本发明通过在钛酸锂的生产过程中,生成碳纳米,使两者充分混合均匀,不仅提高了钛酸锂的导电性,降低了过电位,使电解液不分解,从而解决了电池鼓包的问题,而且所得到的锂离子电池的导电性显著提高、充电电压降低。
本发明涉及一种锂离子电池复合材料磷酸铁锂/碳的制备方法。本发明属于锂离子电池技术领域。一种锂离子电池复合材料磷酸铁锂/碳的制备方法,制备过程包括:1)制备悬浮的石墨烯分散的水溶液体系:将石墨粉碎到1-5微米,加入到蒸馏水或纯净水中,加入0.1-5%的表面活性剂,在搅拌状态下,密封升温到180-250℃,搅拌2-6小时,降温;2)将磷酸铁锂粉碎到粒径1-5微米,加入蒸馏水或纯净水;搅拌下,加入0.01-1%的偶联剂,搅拌均匀;加入石墨烯分散的水溶液,搅拌,过滤;3)过滤得到的固体粉料在真空烘干,煅烧2-12小时,得到被石墨烯包覆的磷酸铁锂正极材料。本发明具有工艺简单,材料性能优良,导电能力高,堆积密度和压实密度高等优点。
光子雪崩机制Zn和Er双掺杂铌酸锂晶体上转换材料及其制备方法,它涉及一种铌酸锂晶体上转换材料及其制备方法。它解决了现有技术制备的Er掺杂铌酸锂晶体上转换材料存在发光强度不高的问题。本发明光子雪崩机制Zn和Er双掺杂铌酸锂晶体上转换材料由Li2CO3、Nb2O5、ZnO和Er2O3制成。方法:1.称取所需成分;2.烧结;3.采用提拉法生长晶体;4.极化处理,即得光子雪崩机制Zn和Er双掺杂铌酸锂晶体上转换材料。本发明在Er掺杂铌酸锂晶体中掺杂元素Zn,使其上转换机制由双光子过程改变为光子雪崩机制,明显提高了铌酸锂晶体上转换材料的发光强度。
本发明公开了一种硅酸锂改性钛酸锂负极材料及制备方法、应用,该钛酸锂负极材料的表达式为LTO/LSO。本发明还公开了硅酸锂改性钛酸锂负极材料的制备方法,包括如下步骤:按比例称取钛酸锂、硅酸锂乳液。将钛酸锂与硅酸锂乳液混合均匀,然后在100~200℃进行烘干,在650~900℃烧结3-10小时后自然冷却至室温,研磨。本发明制备的硅酸锂改性钛酸锂负极材料,具有优异的离子和电子传导性能,作为锂离子电池负极材料,勿需进行表面碳包覆即具有高的库仑效率和优异的电化学性能,在500mA/g电流密度下进行快速充放电仍具有高的库仑效率、高的可逆容量和优异的循环稳定性。步骤简单、操作方便、实用性强。
本发明提供一种含双硼亚胺锂锂盐的电解质溶液,该电解质溶液由四类成份组成:含双硼亚胺锂、其他锂盐、碳酸酯类和/或醚类有机溶剂和其他功能添加剂,其中含双硼亚胺锂锂盐在此电解质溶液中的摩尔浓度为0.001~2mol/L,其他锂盐在此电解质溶液中所占的摩尔浓度为0~2mol/L,其他功能添加剂在此电解质溶液中的摩尔浓度为0~0.5mol/L;含双硼亚胺锂为离子型化合物,其阳离子为锂离子。本发明提供的电解质溶液中含有含双硼亚胺锂,能大大提高电解质溶液的低温性能,将其应用于50℃以上高温或-20℃以下低温的锂电池后,其电池容量百分率均有所提高,延长了锂电池的循环寿命和储存寿命。
本发明提供了一种多孔钛酸锂材料及其制备方法、负极材料及锂离子电池。该制备方法包括:步骤S1,将包括钛源、锂源、分散剂的混合液依次进行均质、第一干燥、第一煅烧,得到钛酸锂初品;步骤S2,将钛酸锂初品进行造球处理,得到微米球;以及步骤S3,对微米球进行第二煅烧,得到多孔钛酸锂材料。上述具有较大比表面积的该多孔钛酸锂材料增大了电解液的浸润面积,从而为锂离子提供了更多的脱嵌位点,减小了极化并提升了锂离子扩散速率,进而提高了锂离子电池的比容量、能量密度以及倍率性能,进一步地改善了锂离子电池的抗低温性能。此外,上述制备方法简单,成本较低。
本发明提供了一种锂离子电池正极材料、其制备方法及锂离子电池,包括以下步骤:以过渡金属Mn的化合物、含锂化合物为原料,混合、烧结、冷却、破碎,得到Li1+xMn2O4,然后与含M元素的添加剂、含锂化合物、分散剂进行混合、焙烧、冷却、破碎,从而得到以Li1+xMn2O4为内核结构材料、含M元素的锂化合物为壳层结构材料(Ⅰ)的锂离子电池正极材料。实验结果表明,在锂离子电池化成过程中,正极材料含M元素的锂化合物壳层结构材料(Ⅰ)脱出一部分锂离子、形成具有新的化学式的壳层结构材料(Ⅱ),脱出的锂离子则参与SEI膜的形成或者嵌入负极中补充首次充放电的不可逆容量,从而使锂离子电池具有更高的首次效率。
本发明公开了一种锂辉石管道反应提锂工艺,将β‑锂辉石粉、硫酸钠(或者含有硫酸钠的循环母液)和添加剂配成浆料进行预热后或者直接通过泵输送至管道反应器中,在管道反应器中进行充分混合反应。反应完成后的浆料降温后进行固液分离,所得滤液经过除杂、浓缩精制、沉锂和过滤得到碳酸锂产品,沉锂母液可作为循环母液返回反应,锂辉石中锂的浸取率可达95%左右。本发明通过浆料在高温高压的管道流动过程中进行反应,反应过程中没有机械搅拌装置,设备简单、投资少,充分利用价值低廉的硫酸钠,与锂辉石提锂过程形成闭路循环系统,实现了生产过程的良性循环,具有流程简单、处理量大、成本低、能耗小等优点,实现了矿石提锂过程的清洁生产。
本实用新型涉及锂提取技术领域,具体涉及一种从锂辉石中提碳酸锂的装置,包括用于贮储锂辉石的料仓,用于对锂辉石进行高温煅烧转型的回转窑,用于粉磨细化β型锂辉石的球磨机,用于混合锂辉石与浓硫酸的混酸机,用于酸化焙烧混合物的酸化窑,用于调浆中和和浸出的浸出槽,用于过滤浸出后的料浆的过滤机,用于净化除杂浸出液的净化槽,用于浓缩蒸发净化液的蒸发器,用于分离出碳酸锂的离心机,用于烘干碳酸锂的干燥机。本实用新型经转化焙烧、酸化焙烧、浸出净化、蒸发浓缩、过滤烘干等处理工序从锂辉石中提取碳酸锂,具有工艺流程短、锂提取率高、产品质量好等优点,与石灰石提锂相比,产率高、能耗低、成本低等优点更为显著,适用于产业化提锂。
本实用新型公开了一种锂带定量自动供给装置,包括锂带夹持对件,所述锂带夹持对件包括上夹紧块和下夹紧块,所述锂带夹持对件设置有用于夹紧、放松锂带的驱动机构和用于其前后移动的推动机构,还包括用于限制所述锂带夹持对件运动行程的限位块和回程限位块。本实用新型还公开一种扣式锂电池负极自动生产线,包括前述的锂带定量自动供给装置。本实用新型采用锂带夹持对件夹持输送锂带,锂带夹持对件的运动行程由限位块和回程限位块间的距离精确限定,保证了锂带的输送等长度定量供给,从而使扣式锂电池负极锂片大小均匀,长度一致,提高电池性能和使用寿命。
本发明公开了一种富锂锰酸锂正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将二氧化锰与氢氧化锂混合后进行焙烧,使二氧化锰与氢氧化锂反应生成Li2MnO4;(2)将步骤(1)所得Li2MnO4溶解,得Li2MnO4溶液;将氢氧化锂溶于所述Li2MnO4溶液中,再加入可溶性锰盐溶液进行氧化还原反应,得到氧化还原产物;(3)将步骤(2)所得的氧化还原产物进行烧结,得到富锂锰酸锂正极材料。该制备方法通过液相化学反应制备富锂层状化学二氧化锰前驱体,可以使锂、锰达到分子级别的混合效果,锂锰配比更均匀。通过控制锰盐溶液滴加速度,可以控制产品粒径和形貌,产品可以满足生产高倍率锂离子电池正极材料的要求。
本发明公开了一种高镁锂比盐湖卤水制备氢氧化锂联产硼酸的方法。本发明方法采用经得到的富锂卤水,该富锂卤水进行深度除杂,然后再采用双极膜电渗析技术对精制富锂卤水进行处理,从而在碱室得到含氢氧化锂和氢氧化钠的碱液,在酸室得到稀酸液,在盐室得到高硼盐液。碱液经氢氧化锂和氢氧化钠分离后得到粗氢氧化锂产品,再对粗氢氧化锂产品进行蒸发、离心、洗涤、干燥后得到电池级氢氧化锂产品。稀酸液进盐室与高硼盐液混合,酸化析硼后压滤干燥得硼酸产品。该方法不仅提高锂综合收率,从生产成本考虑可节约纯碱消耗,同时生产过程中产生的酸碱可以实现系统内部消化,整个生产过程无需添加其他化学助剂,不仅零排放还绿色经济。
本发明属于锂电池集流体材料的技术领域,具体涉及一种基于MOFs的复合碳纳米纤维集流体在制备无锂负极的锂电池的应用。所述复合碳纳米纤维集流体为富含N和ZnO的碳纤维负极材料PNCF@ZnO,其制备包括如下步骤:将MOFs和聚丙烯腈混合,并用有机物溶解形成纺丝溶液,用纺丝机制备出混合纳米纤维,碳化后形成复合碳纳米纤维集流体。本发明提供的复合碳纳米纤维集流体在制备无锂负极的锂电池的应用,实现了无锂负极的锂金属电池的稳定循环,其具有制备成本低、工艺简单、环境友好等特点,为无锂负极的锂电池的发展开辟了新的方向,为无锂负极的锂金属电池提供广泛的应用前景。
本发明公开了一种由正硅酸锂和碳包覆的钴酸锂复合材料、制备方法、应用,钴酸锂复合材料包括:钴酸锂基体以及包覆在所述钴酸锂基体表面的包覆层;所述包覆层的材质为碳源和硅源的复合材料。通过在钴酸锂基体的表面包覆碳源和硅源的复合材料,可以防止高电压条件下钴酸锂与电解液之间的副反应、钴离子的溶解及氧气的释放。同时包覆层中的硅材料有利于锂离子的传输,碳材料具有良好的电子电导率,碳原子的掺杂会减弱硅氧键,在碳原子取代氧原子后,形成多余的锂离子,电荷补偿以此来促进锂离子的运输,从而在整体上提升了钴酸锂复合材料的电化学性能。
本发明公开了一种碳酸锂粗品除Cl‑制备电池级碳酸锂的方法,包括以下步骤:第一步:酒精罐中配好的酒精及含有Cl‑的碳酸锂粗品分别通入至提取装置;第二步:提取器中的碳酸锂料浆在不断搅拌的条件下溶解30min,使氯化钠得到充分的溶解,其中酒精对氯Cl‑的洗涤效果最好,同时对钠Na+也有一定洗涤效果,随后提取液至精馏塔蒸馏酒精;第三步:洗涤后的碳酸锂进盘式干燥器干燥得到电池级碳酸锂。本发明具备能有效去除Cl‑,使所得的碳酸锂产品达到电池级标准的优点,解决了以工业级碳酸锂或碳酸锂粗品为原料制备电池级碳酸锂的工艺方法的选择因原料产品中杂质含量的不同而不同,不能够有效去除Cl‑,使得碳酸锂产品难以达标的问题。
本发明涉及一种补锂正极极片、制备方法及锂离子电池,补锂正极极片包括正极集流体、正极集流体表面依次设有底涂层、活性物质层,底涂层包括导电剂CNT‑Li、第一粘结剂、酸碱中和剂、第一溶剂,活性物质层包括导电剂CNT‑Li、磷酸铁锂、第二粘结剂、第二溶剂,导电剂CNT‑Li由以下制备方法得到:将酸洗处理后的CNT粉末、碳酸锂或氢氧化锂粉末、表面活性剂PVP、去离子水混合均匀,再将pH值调为7±1,后依次抽滤、洗涤、干燥得到CNT‑Li;本发明的补锂正极极片具有加工性能好,补锂分散均匀,价格便宜,无需降低正极主材的占比,可以持续缓慢补锂,而且使用该补锂正极极片所制备的锂离子电池常温循环性能优异。
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