本发明公开一种锂离子负极材料银表面修饰钛酸锂的制备方法,该方法以锂盐、钛的氧化物为原料进行球磨混合,干燥料进行干燥预烧得到钛酸锂前驱体,再以聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,氨水为络合剂, 硼氢化钠为还原剂,还原AgNO3来制备粒径均匀分布的纳米银颗粒,并使其均匀附着在钛酸锂前驱体颗粒表面,然后经过二次烧结处理,得到锂离子负极材料银表面修饰钛酸锂。本发明所制备的锂离子负极材料银表面修饰钛酸锂表面休息均匀,能利用金属银良好的导电性和延展性提高钛酸锂负极材料的电导率,减少钛酸锂材料表面直接与电解液接触,提高了钛酸锂负极材料的性能,通过电导率的提高实现了钛酸锂负极材料大倍率充放电性能。
本发明属于锂金属电池技术领域,具体涉及一种复合锂金属负极材料及其制备方法、应用和锂金属电池。复合锂金属负极材料包括:锂片;压制在锂片一侧表面的多孔金属层;以及涂覆在锂片另一侧表面的固体电解质层。复合锂金属负极材料的制备方法包括以下步骤:1)制备用于制作固体电解质层的原料;2)在锂片的一侧上压制多孔金属层;3)在锂片的另一侧涂覆固体电解质层。该复合锂金属负极材料可抑制锂枝晶的生长,其利用多孔的结构还能缓解锂溶解/沉积过程中带来的体积膨胀的问题,防止死锂的产生,抑制锂的粉化,从而达到较好的锂保护效果,使以金属锂作为负极的锂硫电池、锂‑空气电池等锂金属电池的循环稳定性得到极大的改善。
本发明属于锂电池回收技术领域,公开了一种锂废料制备氢氧化锂的方法,包括以下步骤,S1:将锂废料收集后进行通风陈化,得到稳定锂材料;S2:将所述稳定锂材料加酸溶解,得到含锂浸出液;S3:调节所述含锂浸出液的pH至7~8,除杂后得到第一净化液;S4:对所述第一净化液进行冷冻析钠操作,分离得到芒硝和第二净化液;S5:向所述第二净化液加入络合剂进行精制、浓缩结晶,分离得到氢氧化锂。本发明能够对锂废料进行综合处理,解决了废锂料处置过程中易起火、处理难度大、处理成本高的缺点,采用简单工艺对锂废料进行回收得到高价值的氢氧化锂以及芒硝产品。
本发明公开了一种补锂缓释胶囊及其电解液和锂离子电池,属于锂离子电池电解液技术领域。所述补锂缓释胶囊,包括囊芯、第一层囊壁和第二层囊壁;囊芯为新型锂盐溶液;新型锂盐溶液为二氟磷酸锂溶液、双氟磺酰亚胺锂溶液、二草酸硼酸锂溶液和双三氟甲烷黄酰亚胺锂溶液中的一种或两种;第一层囊壁为明胶改性氨基树脂复合材料;第二次囊壁为丙烯酸酯聚合物。本发明提供的补锂缓释胶囊可以在电池的使用过程中,逐渐释放内部的芯液,减少添加剂在电池体系中的部分副作用,且可以使添加剂长期作用于锂离子电池体系内。同时还可以起到补充锂离子损耗,进一步提高电池的循环使用寿命。
本发明一种用于萃取分离锂元素的萃取溶剂及其萃取分离锂元素的方法,属于湿法金属冶金技术领域。本发明采用酸性萃取剂或酸性萃取剂与中性磷萃取剂的混合物为萃取剂,将萃取剂皂化后萃取分离含锂溶液中的锂元素,得到含锂元素的溶液。本发明一种用于萃取分离锂元素的萃取溶剂及其萃取分离锂元素的方法,取得了不使用氯化铁作协萃剂,适用性广,萃取剂易取得,投资少,成本低,使用方便、安全、可靠,便于工业化生产,以及可以从碳酸锂等生产废水中回收锂元素,也可以用于从高镁锂比卤水等高杂质、复杂原料中提取锂元素。特别适用于从我国卤水中提取锂元素,有利于改善我国锂资源品位低、分离难度大、污染重、成本高的现状。
本发明公开了一种含有锂合金骨架网络的三维多孔材料、其复合锂负极材料及制备方法。本发明控制高温熔融富锂合金在三维多孔材料的内部和/或表面发生的相分离或成分偏析过程,微纳米尺寸的三维锂合金骨架网络将多孔材料的孔进一步分割为更小尺寸、相互贯通的小孔,且锂合金微纳米骨架不参与充放电反应,仅起到扩大比表面积、诱导锂离子均匀沉积、抑制锂枝晶形成的作用,与三维多孔基材形成多尺度骨架结构,协同作用进一步提高负极的电化学性能。金属锂填充在锂合金骨架之中或表面,形成锂、锂合金骨架、三维多孔材料三者复合而成的含有锂合金骨架网络的复合锂负极材料,其中金属锂提供电池充放电反应的可逆容量。
本公开涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法、正极和锂离子电池。该正极材料含有掺杂镍钴锰酸锂颗粒,所述掺杂镍钴锰酸锂颗粒的结构式为Li(NixCoyMn1‑x‑y‑p‑q‑rZrpAlqWr)O2,其中0.6≤x≤0.8,0.1≤y≤0.2,0.0005≤p≤0.0015,0.002≤q≤0.006,0.0003≤r≤0.0009;所述掺杂镍钴锰酸锂颗粒的XRD谱图的(003)衍射峰的峰强度I003和(104)衍射峰的峰强度I104的比值1.22≤I003/I104≤1.25;所述掺杂镍钴锰酸锂颗粒的(104)衍射峰的半峰宽为0.23~0.25。本公开的正极材料含有掺杂元素Zr、Al和W,改善了晶型结构,提高了材料的结构稳定性和完整性,从而优化了镍钴锰酸锂三元材料的循环性能以及安全性能。本公开的方法掺杂量较小,操作简单,易于控制,且生产成本较低,适合工业化大规模生产。
本发明公开了一种回收利用过期废药复方硫酸亚铁制剂和旧锂电池中废锂箔的方法,属于新能源材料技术领域,本发明将过期废药复方硫酸亚铁制剂和旧锂电池中的废锂箔以LiFePO4/C的形式加以回收,然后以LiFePO4/C为电极活性材料制成电极片,在无水无氧条件下组装成扣式模拟锂离子电池,并测试其电化学性能;本发明变废为宝,工艺简单,为过期废药复方硫酸亚铁制剂和旧锂箔的回收利用提供了新途径和新方案,降低了过期废药复方硫酸亚铁制剂和旧锂箔对环境造成的生态危害,促进了循环经济和可持续战略的发展。
本发明公开了一种橄榄石型磷酸锰锂的制备方法,属于锂离子电池的正极材料技术领域。本发明以有机溶剂作反应溶剂,结合表面活性剂的表面修饰作用,通过改变反应参数,实现溶剂热反应过程中磷酸锰锂的核化和生长过程调控,简易合成橄榄石型的磷酸锰锂电极材料。有机溶剂和表性活性剂在热反应过程中的共同调控作用可以促进LiMnPO4晶体沿着ac平面上的晶体取向生长,提升锂离子扩散能力和电解质的渗透能力,改善LiMnPO4材料的电化学性能表现。该方法制备得到的橄榄石型磷酸锰锂纯度高,分散性好,从而提高磷酸锰锂电极于高倍率充放电情况下电化学性能,且制备工艺过程简单,易于控制,无污染,成本低,易于规模化生产。
本发明公开了一种石墨烯锂电池负极浆料,其原料组分包括浆料溶剂、石墨、导电剂和粘接剂,导电剂为石墨烯或者主要组分为石墨烯,石墨烯锂电池负极浆料中还包括准Dawson结构的硒钨酸盐,硒钨酸盐的抗衡阳离子为质子化的乙二胺和/或三乙胺,负极浆料中的硒钨酸盐经过400℃以上的烧结或焙烧处理。通过热处理在硒钨酸盐的多酸阴离子簇中形成阳离子孔隙,形成大量的锂活性位,有助于增加负极固体干料中锂离子的嵌入量,并且减小固体干料中锂离子的脱嵌深度和行程,改善大倍率充电条件下负极的极化作用,优化电池的快充快放性能。本发明还公开了一种石墨烯锂电池负极浆料的制备方法及快充锂离子电池。
本发明公开了一种三维自支撑亲锂性载体封装的金属锂复合负极及其制备方法,包括如下步骤1)蜜胺泡沫在惰性氛围内经碳化处理得到富氮的亲锂性三维自支撑载体;2)将金属锂封装在三维自支撑载体的孔隙中,得到金属锂复合负极。采用蜜胺泡沫经碳化得到的碳海绵作为金属锂的载体,具有引导金属锂均匀沉积,避免枝晶产生的作用。该载体上均匀分布有亲锂性官能团,且在载体的孔径表面沉积亲锂涂层,提高了载体的亲锂性能,有效地缓冲了金属锂电极在循环过程中的体积变化,而且三维载体上均匀分布的亲锂官能团作为金属锂沉积的活性位点,降低了形核过电势,能够有效地调控金属锂的均匀成核,从而避免了枝晶的产生。
本发明提供一种磷酸铁锰锂材料、其制备方法及锂离子电池正极材料,该磷酸铁锰锂材料为碳包覆磷酸铁锰锂材料,其通式为:LikFeXMnyMzPO4/C,其中, 0.98≤k≤1.02、0.6≤x≤0.95、0.05≤y≤0.4、0.005≤z≤0.05,M为混合掺杂金属氧化物。该方法采用锂源、铁源、锰源、磷源和混合掺杂金属氧化物进行湿磨,并加入碳包覆剂,然后进行超细粉碎,最终对浆料进行喷雾干燥和烧结得到产品;本发明对材料进行了混合晶体的掺杂、碳包覆和一次颗粒纳米化使得材料导电性大大提升,即保留了磷酸铁锂的高容量和长循环寿命有增加了磷酸锰锂高电压下的高能量密度,使得该材料在动力电池更具应用前景。
本发明涉及锂离子电容器领域,具体涉及一种锂离子电容器负极预嵌锂的方法。该方法通过制备负极活性浆料,将浆料凃覆于可透过锂离子的多孔径铜箔上,制得负极极片,再在负极极片背面贴附一层低成本的含锂材料锂片或锂箔的方式,制得可嵌锂负极极片;通过可嵌锂负极极片,再制得锂离子电容器;在电容器化成时,贴附在负极背面的锂片通过电势差自发嵌入负极材料中,完成锂离子电容器负极的预嵌锂;该方法简洁方便,成本低,对锂离子电容器产业化具有极其重要的价值。
本发明涉及一种锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法,该方法通过对传统固相法的改进,通过对锂离子正极材料镍锰酸锂的处理,从而得到一种区别于传统制备锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法,本发明所述方法制备的锂离子电池正极材料LiNixMn2-xO4(0.3
本发明公开了一种锂电池负极锂带包装方法,包括以下步骤:(一)在干燥间内将锂带缠绕在卷绕芯上形成锂带卷绕盘,将卷绕盘放入软塑包装袋内进行封装形成软包锂带卷绕盘;(二)将软包锂带卷绕盘水平叠放装满铁罐后,将铁罐密封。本发明采用锂带塑料卷绕芯,将锂带直接卷绕在塑料卷绕芯上形成锂带卷绕盘,降低了包装成本,减少了占用空间,节省了包装资源;在干燥间直接用软塑包装袋将锂带卷绕盘封装,不用充加惰性气体,节约成本,并且不易破损,提高了阻隔性,能够有效避免金属锂与空气和水蒸气接触;因此本发明具有高强度、高阻隔性,能在运输、储存过程中,有效地防止磕碰、挤压、雨淋等对包装物及内容物性能的影响。
本发明公开了一种锂离子电池补锂方法,使用隔膜将金属锂与极片组隔绝,将金属锂封装到电池特定空间,避免金属锂与正负极大面积接触,降低电池安全风险,之后将金属锂与正极或负极连接导通,不需要引出第三极,操作更加方便;注入电解液浸润金属锂,然后进行电池小电流化成,在首周化成过程中,金属锂逐渐溶解到电解液中实现对电池补锂,首周没有完全溶解的金属锂在后续充放电循环过程中能够实现对电池持续补锂,实现提升电池首次库伦效率、提升容量和循环寿命的效果;相比现有的在正极或负极极片表面贴锂箔、喷锂粉和蒸镀金属锂的方法更加安全、便捷,更易大规模应用。
本发明提供了一种软包装锂离子电池的制造方法及根据这种方法获得的软包装锂离子电池。锂离子电池的电芯上已装设有两个极耳,极耳裸露于电芯外的裸露部分满足连接要求;提供一形状尺寸匹配的调整带;将调整带电连接于极耳的裸露部分构成新的极耳。本发明的制造方法及所制造出来的软包装锂离子电池更好地满足了对极耳中心距的要求,而且简单可行,可以在电池制造厂家现有设备条件下进行操作。本发明不仅可以应用于软包装锂离子电池的制造,还可以应用于对现有的软包装锂离子电池的结构进行改造,使得制造获得或改造后的锂离子电池的正、负极耳的中心距在指定的波动范围内,提高电芯合格率,减少库存,降低成本。
本发明提供能够从二氟磷酸锂溶液中回收二氟磷酸锂粉体的制造方法。本发明使用二氟磷酸锂粉体的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括如下工序:向在主溶剂中溶解二氟磷酸锂而成的溶液中添加不良溶剂,使固体状的二氟磷酸锂析出的工序;和从包含前述主溶剂和前述不良溶剂的液体中固液分离前述固体状的二氟磷酸锂而得到二氟磷酸锂粉体的工序,前述主溶剂的辛醇/水分配系数PP与前述不良溶剂的辛醇/水分配系数PA的关系式如以下的式(1)所示。PA≥‑4/3×PP+1.2…(1)。
本发明涉及一种包覆磷酸锂的磷酸铁锂电极及其制备方法,属于锂二次电池电极材料技术领域。所述磷酸铁锂电极表面包覆有纳米级玻璃态的磷酸锂。所述电极的制备方法步骤如下:将磷酸锂粉末与有机溶剂混合,球磨成浆状物,将浆状物干燥得到粉末,将粉末压制成磷酸锂靶材前躯体,然后煅烧得到磷酸锂靶材;以磷酸铁锂电极作为基片,与磷酸锂靶材进行磁控溅射得到一种包覆磷酸锂的磷酸铁锂电极;靶材与基片的距离为4~8cm,本底压强≤1.0×10-5Pa。所述电极具有高的锂离子传导率,同时增加电极的容量;包覆的磷酸锂具有良好的化学和电化学稳定性,能保护所述电极结构的稳定;所述制备方法简单、成本低廉且易于实现大规模化生产。
本发明公开了一种高比容量富锂型锂电池材料的制备方法,所述的高比容量富锂型锂电池正极材料化学式为xLi2MnO3·(1-x)LiNixCoyMn1-x-yO2,其中0.4≤x≤0.6、0.2≤y≤0.5、0.2≤z≤0.35,其制备方法包括以下步骤:a、配置反应釜底液、b、制备共沉淀物、c、制备前躯体、d、微波反应。本发明提供的高比容量富锂型锂电池材料的制备方法,通过在前躯体内添加微波敏感物质氧化锆,提高前躯体吸收微波、转化热能的效率,显著缩短所合成材料时间,同时该微波敏感物质氧化锆在反应后期可以生成锂离子导体Li2ZrO3起到包覆剂的作用,显著提高材料的循环稳定性能。
本发明提供一种用于二次锂电池正极活性材料的锂锰复合氧化物,其特征在于,所述锂锰复合氧化物由通式Mn-O/M-Mn-O@Li4Mn5O12(I)表示,式(I)中,M为金属,通式(I)所示的锂锰复合氧化物中,Mn-O/M-Mn-O作为所述锂锰复合氧化物的核,Li4Mn5O12包覆在所述Mn-O/M-Mn-O的外面形成外壳。实验结果表明,该锂锰复合氧化物作为锂电池正极材料时具有良好的充放电性能。
用于硅受控锂化的硅占主导的锂离子电池的系统和方法可以包括阴极、电解质和阳极。阳极可以包括放电后锂化水平被配置成高于最小阈值水平的硅,其中所述最小阈值锂化是3%硅锂化。在所述电池充电之后,所述硅的锂化水平可以为30%至95%硅锂化、30%至75%硅锂化、30%至65%硅锂化或30%至50%硅锂化。在所述电池放电之后,所述硅的锂化水平可以为3%至50%硅锂化、3%至30%硅锂化或3%至10%硅锂化。所述最小阈值水平可以是锂化水平,在所述水平以下,所述电池的循环寿命劣化。所述电解质可以包括液体、固体或凝胶。
本发明提供了一种软包装锂离子电池原位补锂及电池制造方法,包括以下步骤:步骤1:正极片和负极片的制备;步骤2:将正极片、负极片和隔膜制成电池卷芯或极片集束,在电池卷芯或极片集束外包裹表面包有隔离膜的富锂辅助电极,组装成软包电池;步骤3:向步骤2得到的软包电池中注入电解液,一次封口后进行预锂化;步骤4:预锂化完成后取出富锂辅助电极,二次封口后进行活化,活化后进行抽真空处理和三次封口。本发明通过预设富锂辅助电极,实现了对锂离子电池负极的原位预锂化,从而提升锂离子电池的能量密度。并且预锂化过程中的锂主要来源于富锂辅助电极上的预锂化剂,对电解液的影响很小,预锂化过程简单、安全、高效。
本发明涉及一种镍钴锰酸锂复合正极材料及其制备方法、锂电池,属于锂电池材料技术领域。本发明的镍钴锰酸锂复合正极材料,包括镍钴锰酸锂颗粒以及包覆在镍钴锰酸锂颗粒表面的磷酸铁锂层,所述镍钴锰酸锂颗粒为镍钴锰酸锂二次颗粒。本发明的镍钴锰酸锂复合正极材料采用磷酸铁锂将镍钴锰酸锂二次颗粒包覆,降低了镍钴锰酸锂材料表面的pH,并降低了材料表面的残锂,进而有效地解决了现有技术中镍钴锰酸锂材料在合浆过程中的吸水果冻问题,从而改善了材料的加工性能,提高了材料在电池充放电过程中的稳定性,进而提高了电池的循环性能。
本发明涉及一种从氧化铝生产过程提取锂并制备电池级碳酸锂的方法:将精液降温后与酸性化合物反应制备氢氧化铝活性晶种;再将活性晶种与铝酸钠溶液混合,富集铝酸钠溶液中的锂,得到富锂氢氧化铝;将富锂氢氧化铝与有机酸混合进行微波脱附反应,反应结束后进行固液分离,固体为脱锂氢氧化铝,液体为富锂脱附液;富锂脱附液中加入碱液调整pH值,并加入锂净化抑制剂,脱除铝离子、铁离子、钙离子、镁离子得富锂精制液;在富锂精制液中加饱和碳酸钠溶液沉锂,得碳酸锂粗品,用高纯水反复洗涤得电池级碳酸锂。本发明实现了氧化铝生产流程中锂的高效高质提取,而且与现有氧化铝生产流程无缝对接,工艺简单、生产成本低,适宜产业化推广。
本发明涉及金属锂或锂合金中氮化物的降除方法,属于锂金属技术领域。本发明解决的技术问题是提供金属锂或锂合金中氮化物的降除方法。该方法在真空或惰性气体保护氛围下,将金属锂或锂合金熔化并搅拌,然后加入除氮源A进行反应,控制反应温度为180~1000℃,反应时间为0.1~10h,反应完成后进行沉降、过滤,滤液即为除氮后的金属锂或锂合金。本发明采用活性金属合金作为除氮源,实用性强,成本低,反应时间短,操作简便易于实现。通过本发明方法处理后的金属锂或锂合金的回收率在98%以上,同时活性金属合金残留量少,不影响处理后的金属锂或锂合金的纯度,且金属锂或锂合金中的含氮量可降低至50ppm以下,远低于国标中的标准值300ppm以下。
本发明公开了一种基于多巴胺和磷酸锂包覆的富锂锰基氧化物材料的制备方法及其产品和应用,将乙酸锰、乙酸钴、乙酸镍和乙酸锂溶于醇中为A,将草酸溶于醇中为B,将B逐滴加到A中为C,将C移至反应釜中180℃保温24 h;将反应釜中的溶液离心获沉淀物,洗涤热处理获得前驱体氧化物;对前驱体和锂盐研磨,煅烧得富锂锰基氧化物材料。将所得富锂锰基氧化物材料分散于混合有多巴胺和磷酸锂的乙醇溶液中搅拌至乙醇全部挥发烘干,即得基于多巴胺和磷酸锂包覆的富锂锰基氧化物材料。本发明得到的基于多巴胺和磷酸锂包覆的富锂锰基层状材料具有高的放电比容量和优异的倍率性能,尤其是其循环性能相对于传统方法制备的富锂锰基层状材料而言,得到了很大的改善。
本发明属于电池领域,公开了一种三盐体系的锂离子电池非水电解液及锂离子电池。本发明三盐体系的锂离子电池用非水电解液包含锂盐、非水有机溶剂和添加剂,其中,所述锂盐为LiPF6、LiBF4和LiDFOB,且所述锂盐中LiBF4和LiDFOB的总加入量为锂盐质量的0.05‑0.15%;所述添加剂中包含氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3‑丙烷磺内酯(1,3‑PS)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、硫酸乙烯酯(DTD)、二氟磷酸锂(DFP)中的一种或多种。这种锂离子电池用非水电解液中含有三种锂盐组成的混合锂盐和独特的组合添加剂,在低温和常温环境下可有效防止电解质在阴极表面的氧化和电解液的分解,能够提高锂离子电池的低温性能和循环寿命。
本发明公开了一种绿色高性能陶瓷涂层锂离子电池隔膜及其制备方法。绿色高性能陶瓷涂层锂电池隔膜,包括聚烯烃基质微孔膜和复合在聚烯烃基质微孔膜上表面或上表面和下表面的陶瓷涂层;绿色高性能陶瓷涂层锂电池隔膜的总厚度为8~40μm;陶瓷涂层的厚度为2-5μm;聚烯烃基质微孔膜的孔隙率为42~52%,孔径为0.15~1.5μm,聚烯烃基质微孔膜上孔的轴截面为波浪状。采用本发明绿色高性能陶瓷涂层锂离子电池隔膜制造的锂离子电池具有较好的安全性,有效地解决了现有锂电池隔膜陶瓷涂层脱落、不耐温以及锂离子电池因隔膜造成的安全问题;该锂离子电池隔膜孔隙率高,具有很好的电解液润湿性、力学性能和耐温性能,同时还具有高温关断性能。
本发明提供一种锂离子电池及其富锂阳极片及制备方法。所述富锂阳极片包括:集流体;以及膜片,含有活性物质且形成在集流体上,膜片所含的活性物质为阳极活性物质。其中,膜片和集流体形成初始阳极片,且膜片远离集流体的一侧为表层而靠近集流体的一侧为底层;在对初始阳极片的膜片通过电解液浸润和充电富锂后,膜片形成富锂层和非富锂层,富锂层的厚度小于膜片的厚度;且在膜片的表层上还分布有金属锂层,且富锂层和金属锂层的富锂量总和与初始阳极片需要富锂的容量相匹配。所述锂离子电池包括上述富锂阳极片。本发明只在电解液浸润的区域产生SEI膜,对卷绕工序的环境要求更低,能够实现均匀富锂,同时富锂后的极片硬度又能够满足卷绕要求。
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