本发明涉及一种锂离子电池正极材料高密度磷酸锰铁锂的制备方法,它属于能源新材料技术领域。本发明的制备方法的主要内容是采用三价铁为原料,与锰源、磷源、还原剂混合,加入氨水溶液反应合成磷酸锰铁锂的前躯体,然后再与锂源在保护气氛下高温烧结,得到堆积密度高,导电性好,比容量高的磷酸锰铁锂粉体,本发明工艺简单、实施方便、效果显著、成本低廉。
本发明涉及一种用于可再充电锂电池的负极材料,以负极材料总重计,所述材料包括70-80%活性材料、5-10%无定形碳、5-15%羟甲基纤维素和5-10%环氧树脂,所述活性材料为含锂化合物,所述化合物中为锂氧化物中掺杂锰、镍、铬、钒和钴。本发明的负极应用于锂离子电池中可以使电池稳定,改善电池寿命。
本申请涉及锂电池技术领域,公开一种用于锂电池充放电的保护电路,包括:检测电路;开关电路;第一保护器件,与检测电路、开关电路和锂电池连接,根据检测电路的信号和锂电池的电压,控制开关电路以导通/断开锂电池的充电或放电回路;第二保护器件,与检测电路、开关电路和锂电池连接,根据检测电路的信号和锂电池的电压,控制开关电路以导通/断开锂电池的充电或放电回路。检测电路和保护器件检测锂电池的状态。当锂电池的状态出现异常时,通过开关电路切断充电或放电回路,起到保护锂电池的作用。当一个保护器件失效时,另一个保护器件能够正常切断回路,以提高锂电池充放电保护电路的可靠性。本申请还公开一种锂电池管理系统。
本发明属于无机非金属材料领域,涉及一种锂离子电池正极材料的表面改性技术。通过将高温烧结后的锂离子电池正极材料,主要包括钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂三元材料、镍钴铝酸锂以及层状富锂高锰等固溶体材料,放入到有机溶剂中充分搅拌,接着将固液混合物进行过滤。再将滤饼进行加热处理,获得最终产品。经过本发明改性的锂离子电池正极材料,可以有效降低其pH值和杂质锂含量,改善材料的高温循环和储存性能,使其具有优异的循环性能和高温性能,可以广泛用作锂离子电池正极材料,特别是在动力型锂离子电池中的应用。
本发明属于锂电池技术领域,具体涉及一种无负极二次锂电池的电解液及无负极二次锂电池和化成工艺。液态电解液为以磺酰亚胺锂和氟代烷氧基三氟硼酸锂作为主锂盐,碳酸酯化合物‑有机氟化合物作为有机溶剂体系,体系中加入功能添加剂。本发明还公开了一种无负极二次锂电池化成工艺,即将无负极二次锂电池在一定高温(40~100℃),一定压力(0~3MPa),一定真空度(0~‑0.1MPa)中化成。本发明所提供的无负极二次锂电池具有高能量密度、高安全性和长循环寿命等优点。
本申请实施例公开了一种钛酸锂/过渡金属复合材料、电极材料、电池及制备方法,所述钛酸锂/过渡金属复合材料为钛酸锂和纳米级过渡金属单质的复合材料。本申请实施例提供的的钛酸锂/过渡金属单质复合材料在充放电过程中具有两种储能机制,分别为过渡金属单质纳米颗粒基于自旋电容的界面电荷存储以及钛酸锂材料基于锂离子嵌入脱出机理。该材料具有高能量密度,良好倍率性能和较好的循环稳定性,是具有广阔应用前景的电极材料。
一种钛酸锂基锂离子电容器,包括壳体、置于壳体内部的电芯和含浸于电芯内的电解液,所述的电芯是由正极电极片、负极电极片和置于正极与负极之间的隔膜通过卷绕或叠片的方式得到的,所述的正极电极片包括正极集流体和涂覆于正极集流体上的正极涂布层,所述的负极电极片包括负极集流体和涂覆于负极集流体上的负极涂布层,所述的正极涂布层包括正极活性材料、导电剂和粘结剂,所述的负极涂布层包括负极活性料、导电剂和粘结剂,其特征在于所述的正极活性材料由高比表面积的碳材料组成;所述的负极活性材料为钛酸锂与碳材料的复合材料,且对所述的负极电极片进行了预嵌锂处理。
本发明提供了一种高倍率锂离子电池材料、一种圆柱型软包装锂离子电池结构及其制作方法。锂离子电池材料的正极材料和负极材料中分别添加石墨烯材料做为导电剂,正极材料中添加比例为0.4-1.5%,负极材料中添加比例为0.3-2.5%;可以有效提升锂离子电池的比能量,同时锂离子电池内阻比添加传统导电剂的锂离子电池内阻低。电池的制备方法为将正极材料及负极材料分别搅拌均匀后涂布、辊压制得极片,然后在极片上切割出多个极耳;然后对极片进行段切、卷绕、测短路;将铝带或镍带分别与极耳焊接;然后按照后续正常工序进行生产;本发明无需在极片内部焊接极耳,可以有效缩小卷绕电池直径,便于成型。
一种表面包覆硼锂复合氧化物的镍钴锰酸锂极材料,是在镍钴锰酸锂正极材料表面包覆一层硼锂复合氧化物。该材料的制备方法是在锂源和硼源的混合醇溶液中,加入制备好的镍钴锰酸锂,超声使其均匀分散在溶液中,再加入分散剂,充分的使材料浸润在溶液中,蒸发溶剂后热处理得到表面包覆α-Li4B2O5的LiNixCo1-x-yMnyO2。本发明实现了包覆物与正极材料分子水平的接触,包覆层厚度均匀。此外本发明通过在正极材料表面包覆硼锂复合氧化物,提高了锂离子的扩散系数,增强了材料的离子导电性,同时有效避免电解液与正极材料的直接接触,减少电极副反应的发生,从而提高正极材料的化学稳定性和循环性能。
本发明属于化工领域,具体涉及一种萃取锂离子用于制备高纯度碳酸锂的方法,采用磷酸酯型萃取剂、酮类萃取剂或者大环聚醚萃取剂;加入稀释剂混匀,配制低粘度的萃取有机相;根据含锂水溶液中锂含量,按一定比例混合萃取有机相和含锂水溶液,进行萃取;采用碱性金属碳酸氢盐及其碳酸盐、碳酸以及碳酸氢根铵盐水作为反萃剂,将其与含锂有机相混合,重复萃取,得到碳酸氢锂水溶液;热沉;结晶析出;洗涤干燥得到纯度在99.9%以上的碳酸氢锂晶体。该方法可在酸性、中性和碱性任一pH条件下从含多种碱金属及镁离子杂质的含锂水溶液中萃取锂离子;能够在镁锂比500:1以内高效环保的提取锂离子,达到镁锂高效分离,具有良好的应用前景。
本发明涉及镍钴锰酸锂材料领域,尤其是涉及一种制备镍钴锰酸锂的方法,步骤如下:(1)首先制备多孔氧化铝;(2)将镍源、钴源、锰源和锂源按(1.1~1.3):(1.1~1.3):(1.1~1.3):1的摩尔比溶于水中,随后,向水溶液中加入乙二醇,混合均匀后,在73~78℃下加热蒸发,形成溶胶;(3)将步骤(1)得到的多孔氧化铝浸泡于步骤(2)溶胶中,取出后,在820℃~850℃下烧结9~10h,再浸入溶胶,再烧结,如此重复6~8次,得到负载镍钴锰酸锂的多孔氧化铝;(4)将负载镍钴锰酸锂的多孔氧化铝浸入6~8mol/L碱性溶液中65~70min;(5)过滤后,用水和乙醇清洗,蒸发结晶,然后球磨筛分,得到镍钴锰酸锂产品。优点:镍钴锰酸锂粒径均匀,形貌结构一致。
本发明公开了一种锂离子电容器正极片,该锂离子正极片包括活性材料、导电剂、粘结剂、集流体,其中正极活性材料为表面功能化石墨烯、纳米活化石墨烯材料、石墨烯/金属氮化物复合材料,集流体为开孔率30~50%的可以自由穿梭锂离子的多孔集流体。该正极片具有比表面积高、吸附电荷容量高、导电性好的优点,可以有效提高锂离子电容器的能量密度和功率密度。本发明还公开了一种使用该正极片的锂离子电容器,该锂离子电容器包括正极、负极、隔膜、电解液及具有可以实现向负极预嵌锂功能的辅助电极。
本发明涉及电池制备技术领域,具体而言,涉及一种锂离子电池正极材料锰酸锂的制备方法,其包括以下步骤:第一步:通过破碎筛选机构将选取的锰矿物进行粉碎处理和筛选,得到的锰矿物粉末;第二步:将得到的锰矿物粉末倒入浓硫酸溶液中,制成硫酸锰溶液;第三步:向硫酸锰溶液中加入碳酸锂溶液,得到锰酸锂溶液;第四步:向锰酸锂溶液中加入磁性纳米复合颗粒和PH调节剂,完成锰酸锂溶液的酸碱度调配;第五步:加入聚吡咯,得到糊状锰酸锂混合物;第六步:加入搅拌釜中,然后置于对辊机两滚轮中间;第七步:去除部分水分,并在对辊机上碾压至规定厚度,即可制成卷绕式正极。
本发明涉及一种制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的水热合成方法,它属于能源新材料技术领域。本发明是将铁源与磷酸盐混合,向其中加入锂源,搅拌均匀后放入高压反应釜中,再向其中加入还原剂,在180℃-200℃时保温8-12h生成球形磷酸铁锂;其中所述锂源、铁源、磷酸盐的摩尔比为3∶1∶1。本发明提供了一种简单一步直接制备磷酸铁锂的方法,采用该方法制备工艺参数容易控制,与采用三价铁作为原料相比,二价铁原料来源更加广泛,由此得到的磷酸铁锂粉体颗粒平均粒径细小,大约为3-5μm,颗粒分布均匀,振实密度可达2.0-2.5g/cm3,电池性能优异,首次充放电比容量为140mAh/g-160mAh/g。
一种表面包覆硼锂复合氧化物的镍钴锰酸锂极材料,是在镍钴锰酸锂正极材料表面包覆一层硼锂复合氧化物。该材料的制备方法是在锂源和硼源的混合醇溶液中,加入制备好的镍钴锰酸锂,超声使其均匀分散在溶液中,再加入分散剂,充分的使材料浸润在溶液中,蒸发溶剂后热处理得到表面包覆α-Li4B2O5的LiNixCo1-x-yMnyO2。本发明实现了包覆物与正极材料分子水平的接触,包覆层厚度均匀。此外本发明通过在正极材料表面包覆硼锂复合氧化物,提高了锂离子的扩散系数,增强了材料的离子导电性,同时有效避免电解液与正极材料的直接接触,减少电极副反应的发生,从而提高正极材料的化学稳定性和循环性能。
本发明涉及一种制备纳米级锂离子电池正极材料磷酸铁锂的化学方法,它属于能源新材料技术领域。其工艺步骤是配置锂源化合物、铁源化合物和磷源化合物溶液,将三种溶液按摩尔比Fe∶Li∶P=(0.8-1.5)∶1∶1混合,将配置好的氨水溶液逐滴加入到混合液中,不断搅拌,形成悬浊液,将悬浊液倒入反应器中,升温至70-100℃,反应时间5-10小时,取出过滤、洗涤,干燥后得到前躯体产物;将前躯体产物放入高温炉中,在惰性气体或者还原气体的保护下,升温至500-800℃,保温12-24小时。冷却降温至室温,取出产物,即得纳米级磷酸铁锂粉末。本发明提供的制备方法,合成工艺简单,成本不高,所得磷酸铁锂粉末粒径控制在纳米级,改善了其导电性能和电化学性能。
本发明公开了一种锂二次电池负极材料纳米级尖晶石型钛酸锂的制备方法,包括以下步骤:(1)以碳酸锂或氢氧化锂作为锂源,分散在乙醇水溶液中,制成锂分散液;(2)按照钛源∶锂源=7∶4~5∶4的摩尔比,称取钛源需要量,将其溶于锂分散液中,然后进行强烈搅拌;(3)将溶液放于反应釜中进行水热反应,反应结束后,自然冷却至室温,然后洗涤过滤得到百色沉淀,将滤出的白色沉淀在马弗炉里焙烧得钛酸锂粉末。本发明与现有钛酸锂的制备方法相比,降低了反应温度,缩短了反应时间,并且制备工艺简单,易于操作,原料廉价易得,得到的产物均匀,颗粒较小,产品性能优良。
本发明公开了一种以钛酸锂为负极的锂离子电池抑制胀气的工艺,包括以下步骤:1)以一定压力(0~10mpa)、一定温度(0~70℃)加热,真空(0~-0.1MPa)化成。2)以红外加热和加压搁置(时间2h~72h,远红外线加热方式60℃~85℃,直接辐射至电池,电池所处环境真空)。3)红外加热一次抽气封装(温度50~70℃)。本发明采用红外加热、真空以及压力在锂电工艺中的使用,充分的将钛酸锂所产气体排出,彻底解决了钛酸锂在电池产气的问题,并实现了钛酸锂材料”零“应变的性能,提高了钛酸锂电池的倍率性能和使用寿命。所述钛酸锂电池5C循环3000周容量剩余90.1%,厚度膨胀1.8%。
本发明涉及一种富锂锰酸锂固溶体正极材料的制备方法,具体涉及一种两步高能球磨制备富锂锰酸锂固溶体正极材料的方法,将镍化合物或钴化合物中的一种或两种与锰化合物经粉碎混合后与锆球在球磨机混合,然后烧结得到固溶体,再将固溶体与锂化合物经粉碎后与锆球在球磨机混合,最后烧结得到富锂锰酸锂固溶体正极材料。本发明具有以下优点:(1)高能球磨有利于降低材料的反应活化能,有利于固相反应的发生。(2)固相法工艺简单,成本低,易于工业化生产。(3)采用两步烧结:先将镍、钴、锰的化合物球磨后预烧结,反应形成三者的固溶体前驱体,然后将该前驱体加锂二次球磨烧结,有利于锂元素在各个相中的均匀分布。
本发明公开了一种二氟草酸硼酸锂与双草酸硼酸锂的合成工艺,包括如下步骤:1.将含氟的化合物、含硼的化合物、含锂的化合物以及含草酸根的化合物在10~120℃、反应压力为0.1~1Mpa、及反应介质中反?应,其中锂元素、氟元素、硼元素与草酸根离子的摩尔比为5~8∶5~9∶2~3∶?3~4;生成含有二氟草酸硼酸锂与双草酸硼酸锂的反应液;2.对反应液中的二氟草酸硼酸锂与双草酸硼酸锂进行初步分离,然后用能萃取二氟草酸硼酸锂或双草酸硼酸锂的有机溶剂进行进一步的萃取分离;3.分别进行重结晶并真空干燥得到电池级的二氟草酸硼酸锂与双草酸硼酸锂。本发明适合于工业化生产两种性能优良的、用于锂离子电池的锂盐。
本实用新型公开了一种熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备,包括放卷机构、熔涂复合成型装置和收卷机构:熔涂复合成型装置包括用于控制熔涂复合的金属锂层或锂合金层的厚度的控制辊组,控制辊组包括轴线相互平行的两根控制辊;两根控制辊的进料侧设有用于加入熔融金属锂或熔融锂合金的送料装置、出料侧设有使金属锂/锂合金复合带降温定型的冷却区;送料装置包括送料通道,送料通道包括靠近金属箔材设置的上内挡板和位于上内挡板背向金属箔材一侧的上外挡板,送料通道的下方与金属箔材及对应的控制辊之间形成熔涂复合区,熔涂复合区内设有用于破坏熔融金属锂或熔融锂合金的表面张力并使熔融金属锂或熔融锂合金与金属箔材复合在一起的熔涂复合辊。
本发明公开一种从低品位的锂辉石中提取锂的方法,属于化学冶金领域。本发明提供的提取方法,包括以下步骤:(1)将锂辉石破碎成小块后投入反应釜中,调整温度并设置微波功率为100~300w处理锂辉石;(2)在反应釜内投放氟化物和硫酸铵进行反应得到固相混合溶液;(3)用水浸取反应固相物质得到含硫酸锂的混合溶液;(4)调整浸取液的pH值,然后过滤得到硫酸锂滤液;(5)将硫酸锂滤液蒸发浓缩,然后加入纯碱沉淀锂离子,最后烘干得锂盐产品。本发明从锂辉石中提取锂盐的提取率高,同时以低品位锂辉石为原料提取锂盐的过程中也得到了钙、镁、铁的盐物质;同时本发明方法步骤简单、成本低。
本发明公开了一种锂金属电池用腈类电解液及使用该电解液的锂金属电池,由至少二种锂盐和至少一种含有氰基官能团的固体或液体试剂组成。本发明提供的锂金属电池用腈类电解液,在室温下的离子电导率可以达到与传统的碳酸酯类电解液相当的水平,都可以达到10‑2S cm‑2。使用该电解液组装的以金属锂负极为软包的电池在30周大面容量(4mA h cm‑2)循环后仍然有95%左右的容量保持率,相比传统碳酸酯类电解液组装的软包的容量保持率(55%)要大得多。并且将钴酸锂/锂的半电池在3‑4.7V的高电压下1C倍率循环,仍然可以实现500次循环后74%的容量保持率。且该锂金属电池用腈类电解液能够有效抑制软包电池胀气。
本发明涉及化工领域,为了解决氢氧化锂的制备方法生产和环保成本较高的问题,提高一种含锂卤水中提取锂并制备氢氧化锂的方法,首先,将含锂卤水与与萃取剂按一定比例混合均匀,分相得到萃取液;再往萃取液中通入纯水和CO2,得到碳酸氢锂;最后,向碳酸氢锂中加入氢氧化钙或氧化钙,反应生成氢氧化锂和碳酸钙。该方法萃取剂用量少、锂损失率低、能耗少、纯度高,直接从含锂卤水萃取锂离子后反萃液中制备高浓度氢氧化锂,既可有效避免传统固体碳酸锂溶解于水加入氢氧化钙而得到低浓度氢氧化锂水溶液,使制备氢氧化锂成本大幅降低。该方法选择性好、回收率高、可循环连续生产、经济环保。
本发明公开了一种锂离子电池正极材料锰酸锂及掺杂锰酸锂的制备方法,属于锂离子电池正极材料技术领域。其技术方案为:将四氧化三锰或掺杂四氧化三锰与锂化合物按原子比nLi∶nMe=0.4‑0.7研磨混合,其中Me为Mn、Cr、Ni,在马弗炉中于550‑700℃下预烧3‑10h后,在马弗炉中于700‑800℃下加热10‑30h,最后于650℃‑700℃下退火3‑10h,将合成的粉末研细即得锰酸锂或掺杂锰酸锂。本发明通过Mn3O4合成LiMn2O4不存在剧烈的结构变化,LiMn2O4的形成相对较为容易。与传统方法合成的锰酸锂相比,本发明的方法显著提高了锰酸锂的循环性能。
本发明涉及一种从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法,包括以下步骤:(1)锂矿石与氟硅酸反应;(2)过滤;(3)除氟反应;(4)加水溶解;(5)中和反应;(6)碳化沉锂。本发明不需要传统工艺中将锂矿石高温焙烧、加压反应等高能耗的工艺,是一种低温湿法从锂矿石中提取锂的方法,具有工艺简单、能耗低、提取率高的特点,而且副产品综合利用率高,大大降低了生产成本。
本发明涉及一种耐高电压的烷基硅烷基聚合物电解质、制备方法及其在锂电池中的应用。该电解质包括烷基硅烷基聚合物、锂盐、多孔支撑材料以及添加剂。实验表明所述的烷基硅烷基聚合物电解质材料成膜性好,机械强度为0.5 MPa‑300 MPa;其电化学窗口大于4.3 V,与高电压正极材料具有很好的相容性;室温离子电导率为1×10‑5 S×cm‑1‑10‑3 S×cm‑1,其组装的电池具有优异的长循环性能。本发明涉及的烷基硅烷基聚合物可以作为耐高电压的电解质材料。本发明也提供了上述聚合物电解质的制备方法及其组装的全固态锂电池的电化学性能。
本发明属于化工技术领域,针对目前的工艺不能实现碳酸锂的优势高效和廉价生产的上述问题,本发明提供一种从高镁锂比水中提取锂并制备碳酸锂的方法,采用吸附‑萃取法提取锂离子并制备高纯度碳酸锂,首先,将含锂水通入到吸附剂中吸附,解吸附;再往解吸液中加入一定量的碱,去除镁等杂质;然后将去杂后的解吸液与萃取剂按一定比例混合均匀,分相得到萃取液;再将萃取液与反萃剂混合,分相得到碳酸氢锂;最后,将得到的碳酸氢锂,加热分解、结晶析出,经洗涤、干燥得到高产率,高纯度的电池级碳酸锂。该方法可在镁锂比>500:1条件下高效、环保的提取锂离子;能耗少、纯度高,选择性好、回收率高、可循环连续生产。
本发明公开了一种具有已补锂极片的锂电池的活性锂激发方法,包括步骤:第一步,将具有已补锂极片的锂电池放置在温箱中静置预设时长,使得锂电池的内外温度差为零;第二步,在锂电池使用过程中,实时统计锂电池的充放电循环次数;第三步,预先设置锂电池的多个预设的不同充放电循环次数与多个制式之间的对应关系;第四步,实时检测锂电池的充放电循环次数是否达到预设的充放电循环次数,每达到一个预设的充放电循环次数时,即根据该预设的充放电循环次数所对应的制式,对锂电池进行一次充放电循环操作,实现定期动态地激发并释放锂电池极片中补充的活性锂。本发明能够有效激发锂离子电池极片上补充的活性锂,有效提升电池的容量。
本发明公开了一种简便、低能耗、零污染的制备原位掺碳锂离子电池负极材料钛酸锂的方法,其是以锂源的乙醇溶液和液态钛源为前驱物,将两者混匀后在密闭、耐高温、高压的不锈钢反应釜中进行反应,一步制得碳包覆钛酸锂复合锂离子电池负极材料。本发明以锂源的乙醇溶液和液态钛源为前驱物,反应在密闭、耐高温、高压环境下进行,溶液状态的锂源和钛源高温下直接分解固化反应生成钛酸锂,锂源和钛源前驱物分子中的有机组分则分解成碳,原位包覆在生成的钛酸锂表面,形成牢固紧密的导电碳层,起到了改善材料电子导电性能的作用,有效地提高了钛酸锂的充放电性能。
中冶有色为您提供最新的山东青岛有色金属材料制备及加工技术理论与应用信息,涵盖发明专利、权利要求、说明书、技术领域、背景技术、实用新型内容及具体实施方式等有色技术内容。打造最具专业性的有色金属技术理论与应用平台!