本发明公开了一种三维蜂窝状纳米结构MnO2锂离子电池阳极材料的制备方法,属于锂离子电池阳极材料的制备技术领域。本发明的技术方案要点为:将0.15g分析纯高锰酸钾溶解于50mL去离子水中,再加入0.05g活化处理后的三维凝聚碳球模板,搅拌使其分散于高锰酸钾溶液中,将混合溶液转移至反应容器中于70℃的油浴中回流反应36h,然后自然冷却至室温,离心收集沉淀,用去离子水、乙醇洗涤,再于50℃烘干得到三维蜂窝状纳米结构MnO2锂离子电池阳极材料。本发明采用水热法制备三维凝聚碳球模板用于制备三维蜂窝状纳米结构MnO2与其它方法相比容易操作,而且成本较低;制得的三维蜂窝状纳米结构MnO2应用于锂离子电池阳极材料时表现出较好的倍率性能和循环稳定性能。
本发明公开了一种固体锂离子电池用石墨类负极,包含有石墨类负极材料、聚氧化乙烯、锂盐、导电剂、水性粘结剂和含表面氧化的金属粉末。本发明的固体锂离子电池用石墨类负极中包含有表面氧化的金属粉末,金属粉末表面的氧化层使得在制备负极时不与水发生反应,保持制浆前后负极的性能一致和稳定,便于控制负极的质量。本发明的包含有表面氧化的金属粉末的固体锂离子电池用石墨类负极中,石墨片层颗粒之间搭建含有金属粉末的通道,改善固体锂离子电池中电解质层与石墨类负极的界面接触,改善锂离子电池的倍率性能,并且可使原本不参与电极反应的石墨颗粒也参与到电极反应中去,提高锂离子电池容量。
本发明公开了一种锂离子电池正极补锂材料Li5FeO4的制备方法及应用,属于锂离子电池领域。具体的,首先以含锂材料为锂源,含铁材料为铁源,络合剂和溶剂为原料合成稳定的溶胶,溶胶经干燥后获得干凝胶,干凝胶在惰性气氛的保护下,经过烧结得到正极补锂材料Li5FeO4。本发明提出的锂离子电池正极补锂材料Li5FeO4的制备方法,具有成本低、设备、工艺简单,获得的Li5FeO4正极补锂材料颗粒均匀、结构完整、纯度高,用作锂离子电池正极补锂材料充电容量大,放电容量微小,从而补充锂电池首次充放电过程中的Li+的损失。
本发明公开了一种锂离子电池的富锂锰基正极材料的制备方法,包括制备富锂锰基层状氧化物xLi2MnO3·(1−x)LiMO2,然后进行离子交换、原位沉淀包覆,再经200‑500℃煅烧固体粉末D 2‑15h即得到锂离子电池的富锂锰基正极材料。本发明的方法通过使用过硫酸铵进行离子交换将富锂锰基层状氧化物表层的锂离子交换出来,并在其表面形成微量的尖晶石相,这为电池反应中锂离子的嵌入预留了脱嵌的空位与通道,这些通道与富锂锰基正极材料的内部紧密相通,有效提高了富锂锰基正极材料首次充放电的库伦效率及放电容量;原位沉淀形成的包覆层可抑制与电解液发生副反应,从而提高了电池的循环性能。
本发明公开了一种以废旧锂离子电池为原料制备镍钴锰酸锂正极材料的方法。本发明的技术方案要点为:一种以废旧锂离子电池为原料制备镍钴锰酸锂正极材料的方法,主要以有机酸柠檬酸为浸取剂和凝胶剂,通过溶胶凝胶-水热耦合法制备镍钴锰酸锂正极材料,并且公开了具体的制备步骤。本发明避免了传统方法中采用无机酸为浸取液产生的含S、N以及氯气等气体污染,以及金属离子分离过程中的副产物的产生,整个制备过程避免了高温煅烧环节,且能耗低,绿色环保,成本低,制备的产品可以直接返厂继续使用。
本发明公开了一种高镍类单晶锂离子电池三元正极材料制备方法及所制三元正极材料,制备方法包括:将前驱体和锂源在空气或氧气中烧结;烧结所得前驱体金属氧化物A和氧化锂以锂和A中金属离子摩尔比1.0—1.1混匀,于氧气中一次烧结得B;将B以质量百分含量30%‑70%加入纯水中混匀,加入不含金属离子的氧化剂使其质量百分含量为0.5‑3%,10℃‑50℃搅拌10‑30min;滤出烘干,在氧气中二次烧结,过筛,得高镍类单晶锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMnzMtO2;0.60≤x≤0.90,0.05≤y≤0.20,0≤z≤0.20,0≤t≤0.005,且x+y+z+t=1,M为Al、Ca、Mg、Zr、Ti、Sr、Mo、W、Ce中的一种。本发明的高镍类单晶锂离子电池三元正极材料含二价镍、表面杂质锂和杂质少,制作电池时加工性能好,容量高、循环性能好。
本发明公开了一种锂离子电池锂钴氧化物正极材料的制备工艺,包括固相合成和高温灼烧工序,其特征在于:工序(1)以原子比,锂∶钴=1-1.1∶1的碳酸锂和氧化钴料混匀后,按此混料的5-10%加入聚丙稀酰胺,搅拌均匀成胶状,工序(2)上述胶状物经干燥箱在150℃下烘干30-80小时,在球磨机中球磨研细,过300目筛,工序(3)上述粉料在400℃-500℃下预烧10小时,自然冷却至室温,工序(4)对预烧的粉料进行球磨研细并过300目筛后,在650-800℃下灼烧,过300目筛即制成锂离子电池锂钴氧化物正极材料。本发明由于在固相合成工序中加入了聚丙稀酰胺,使锂与钴在原子级水平进行混合,可在相对较低温度条件下得到结晶性好纯度较高的锂钴氧化物,因而本发明具有较高的比容量及良好的循环性能的优点。
本发明提供了一种锂离子电池正极活性材料前驱体及其制备方法、锂离子电池正极活性材料,属于锂离子电池正极材料技术领域。本发明将所带电荷相反,且Zeta电位的差在900mV以上的带电镍钴复合粒子和带电铝化合物粒子进行复合,通过静电吸引力制备铝、镍和钴复合的前驱体,可防止铝化合物粒子在复合化处理过程中从镍钴复合粒子表面剥离,形成的前驱体松装密度较大,用其制备的锂离子电池正极活性材料具有较高的电容量和优异的循环性能,合适的镍、钴和铝原子的配比有利于进一步提高正极活性材料的循环稳定性,且具有优异的热稳定性。
本发明公开了一种阻燃型凝胶电解质锂离子电池的制备方法,包括:步骤一,将四溴双酚A与C原子数不大于17的烯基羧酸反应生成烯基羧酸四溴双酚A酯,用乙醇洗涤、干燥;步骤二,向非水电解液中加入烯基羧酸四溴双酚A酯、引发剂得非水凝胶电解液;其中,烯基羧酸四溴双酚A酯为1%‑9%,引发剂为0.1%‑1%;步骤三,在软包锂离子电池中加入所制的非水凝胶电解液,化成、聚合。本发明还公开上述方法制备的电池。本发明的阻燃型凝胶电解质锂离子电池的制备方法,用纯净的烯基羧酸四溴双酚A酯作为聚合单体形成了凝胶聚合物,提高了电池安全性,且不影响导电性,所制备的阻燃型凝胶电解质锂离子电池安全性好,电导率高,循环性能好。
本发明公开了一种镍锰酸锂正极用高电压锂离子电池电解液,包括以下各原料:锂盐,非水性有机溶剂,负极成膜添加剂和正极成膜添加剂。本发明的电解液配置过程简单,截止电压能达到4.95V,应用本发明制备的锂离子电池电解液能明显改善镍锰酸锂正极材料中因金属离子在高温、高压下溶出造成的电池循环性能迅速下降的问题,且本发明的高压电解液具有较好的耐氧化、耐高温及安全特性,保证电池具有较好的循环寿命和安全特性,同时具有较高的功率密度和能量密度,且本发明的电解液应用到正极为镍锰酸锂的锂离子电池,可使电池具有优异的循环能力和库伦效率。
本发明公开了一种锂离子电池凝胶电解质,制备该凝胶电解质的原料中包括凝胶因子和非水电解液;凝胶因子包括凝胶单体、交联剂和引发剂;凝胶单体为甲氧基乙烯基吡啶类化合物,其吡啶环上的R1为氢原子或烷基;R2‑R5独立地选自氢原子、甲氧基乙烯基和烷氧基中的一种,且R2‑R5中至少一个为甲氧基乙烯基。本发明的锂离子电池凝胶电解质中吡啶提高六氟磷酸锂的热稳定性、抑制正极过渡金属离子溶出;且单体中氮原子和甲氧基构建锂离子反复脱嵌的近程传递的连续通道,减小了相邻结构单元间锂离子传递的阻力,形成了对锂离子反复脱嵌且近程锂离子传递连续的、可远程传导的具有长链的网状通道,提高了电池的循环性能、高温性能和低温性能。
本发明属于电池技术领域,具体涉及一种锂电池电解液添加剂、电解液和锂电池。该锂电池电解液添加剂按照下述方法制备得到:(1)将聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸单体混合均匀;(2)向经步骤(1)处理所得的混合物中加入石蜡和硅藻土并混合均匀;(3)向经步骤(2)处理所得混合物中加入2,2‑二甲氧基‑2‑苯基苯乙酮和石墨粉,混合均匀后造粒;(4)向经步骤(3)处理后所得产物中加入卤化锂‑硅藻土‑石墨混合物并混合均匀;(5)在紫外光照射下固化,即得所述锂电池电解液添加剂。该锂电池电解液添加剂可显著改善电池的循环容量保持率。
本发明提供一种湿法制备磷酸亚铁锂的方法及 其制备的磷酸亚铁锂,其步骤如下:将所需的含锂、铁、磷、 含掺杂元素M的可溶于水的各化合物分别溶解于水;搅拌下 并流放入反应器中,制得悬浊液,其中含锂、铁、磷符合下式: [mLi+n(1-m)/n M]∶pFe∶ qPO4=1∶1∶1,式中n是含掺 杂元素M的化合价,m是Li的摩尔数,(1-m)/n是掺杂元素 M的摩尔数,p,q分别是Fe和 PO4的摩尔数;加入还原导电添 加剂;喷雾干燥悬浊液;焙烧、粉碎。本发明的方法工艺简单、 可连续生产;液体原料混合使得 Li+、 Fe2+、 PO4 3- 和Mn+在离子水 平上均匀混合,产品性能均匀一致,其晶粒为纳米级,其团聚 的颗粒尺寸在10μm以下。采用本发明组装的锂离子电池 有较高容量、有较好的高倍率放电性能和循环性能。
本发明公开了一种锂离子电池正极浆料,包括正极活性物质、粘结剂、导电剂、分散剂和络合剂,络合剂可以是络合剂为柠檬酸盐、酒石酸盐或乙二胺四乙酸盐。本发明还公开了由上述锂离子电池正极浆料制成的锂离子电池。本发明通过在锂离子电池正极浆料中添加络合剂,在不改变锂离子电池内部结构和生产工艺的前提下,使得在锂离子电池的充放电过程中络合剂及时捕获正极活性物质溶出的金属阳离子并与其形成结构稳定的络合物,从而将溶出的金属离子重新固定在正极,阻碍其进入电解液及进一步在负极的沉积,增强电池的循环稳定性,延长了电池使用寿命。本发明操作简单,效果明显。
本发明涉及一种氟化锂母液中微量锂离子的回收系统及回收方法。所述回收系统包括母液储存单元、过滤吸附单元、冲洗单元、冲洗收集单元和回收单元;其中:所述过滤吸附单元分别与所述母液储存单元、所述冲洗单元、所述冲洗收集单元和所述回收单元相连接。所述氟化锂母液的回收系统,能够对母液中的微量锂离子进行有效回收,经检测回收率达99%以上,且冲洗过滤吸附单元的冲洗液含有高浓度的锂离子,可用于制备相关锂产品,有效利用率极高。
本发明公开了一种锂离子电池锂钒氧化物正极材料的制备方法。本发明涉及一种由活性材料制成的电极的制造方法。本发明的目的是提供一种锂电池锂钒氧化物正极材料的制备方法,所制成的锂电池正极材料性能稳定、电化学性能好和生产工艺简单、成本低。本发明的技术解决方案是,有以下步骤:(1)按化学通式LiV1+xM3YO8/CZ将锂源、钒源和参杂金属的原子比混合均匀,然后加入相应的C原子比例的糖类物质,在球磨机中球磨混合均匀,(2)将步骤(1)的混合物料在氮气保护下于400-800℃进行热处理12小时,冷却后即制成的锂离子电子锂钒氧化物正极材料。本发明用于制备锂离子电池锂钒氧化物正极材料。
用废弃锂离子电池制备锂取代钴铁氧体的方法,涉及一种磁性材料的制备方法,本发明目的是提供一种工艺简单,成本低用废弃锂离子电池制备锂取代钴铁氧体的方法。本发明技术方案要点,(1)将废弃锂离子电池的正极材料在硫酸溶液中和40-80℃条件下溶解制成锂钴溶液,(2)在上述锂钴溶液中加入还原铁粉,在45-80℃条件下保持1小时后过滤,(3)使铁∶钴∶锂的摩尔比为1.0-3.0∶1-X∶X,式中0
本发明公开了一种锂离子电池耐高电压电解液添加剂及含有该添加剂的锂离子电池非水电解液和应用,属于锂离子电池技术领域。本发明的技术方案要点为:一种锂离子电池耐高电压电解液添加剂,该添加剂为含磷碳双键类化合物,其结构式如下:本发明还具体公开了含有该添加剂的锂离子电池非水电解液及其在制备锂离子电池中的应用。本发明的电解液通过添加含磷烯键类添加剂,能够改善锂离子电池的电极电解液界面性质,提高其稳定性,从而提高锂离子电池在高电压下的循环稳定性;能使含有Ni和Mn的高电压正极材料在4.5V以上的高电压下稳定工作,解决了锂离子电池在高电压充放电条件下易分解导致电池循环性能、储存性能、安全性能下降的问题。
本发明提供了一种制备锂离子电池正极材料镍钴铝酸锂的方法。该方法通过在NiaCobAl1‑a‑b(OH)2和氢氧化锂中加入粘结剂和钨酸铵,用造粒机制成造粒料再进行烧结,使得物料在烧结前变为相互之间有空隙的小颗粒,使其在烧结过程中Ni2+更好的氧化为Ni3+,提高了镍钴铝酸锂的比容量。且加入的钨酸铵在烧结过程中在镍钴铝酸锂的表面形成导电良好的含钨化合物包覆层,降低了镍钴铝酸锂的相面阻抗,并有效抑制镍钴铝酸锂与电池电解液之间的副反应,解决了镍钴铝酸锂在电池充电过程中Ni3+被氧化为Ni4+而造成的电解液氧化分解的问题,提高了材料的稳定性,改善了循环性能。本发明还提供了使用该方法制备的包覆含钨化合物的锂离子电池正极材料镍钴铝酸锂,其比容量高、循环性能好。
本发明公开了一种以废旧锂离子电池为原料制备锰酸锂正极材料的方法。本发明的技术方案要点为:一种以废旧锂离子电池为原料制备锰酸锂正极材料的方法,主要以柠檬酸溶液为浸取剂和凝胶剂,采用溶胶-凝胶的方法制备锰酸锂正极材料,并且公开了具体的制备步骤。本发明避免了传统方法采用无机酸为浸取剂产生的S、N以及氯气等气体的污染,以及金属离子分离过程中的副产物和废水的产生,绿色环保,成本低,制备的锰酸锂正极材料可以直接返厂继续使用。
本发明公开了一种锂离子电池用锂铁磷氧化物正极材料的制备工艺,包括有固相合成和高温灼烧工序,其特征在于:工序(1)按锂∶铁、磷的比值为1-1.1的锂源、铁源和磷源混合均匀,在上述混料中按混料重量比的6-10%加入聚丙稀酰胺,搅拌均匀成胶状,工序(2)将上述胶状物在干燥箱中于115~125℃下烘干30小时后,在球磨机中研磨,过300目筛,工序(3)将上述粉料在250℃条件下预烧15小时后自然冷却至常温,工序(4)将冷却后的预烧粉料进行球磨、过300目筛,在400-700℃条件下灼烧20小时,过300目筛即得到所需的锂离子电池用锂铁磷氧化物正极材料。本发明由于在固相合成工序中加入了高分子网络剂(聚丙稀酰胺),增加了预灼烧工序,因而本发明与现有技术比具有充放电性能好,工艺简单成本低的显著优点。
本发明提供一种半湿法制备磷酸亚铁锂的方法, 其步骤如下:在含Li、Fe、P的化合物中任取一种不溶于水的, 其他为可溶于水的;将上述将不溶于水的化合物放入上述可溶 于水的化合物溶液中制成悬浊液;悬浊液中含锂、铁、磷符合 下式:[mLi+n(1-m)/n M]∶pFe∶ qPO4=1∶1∶1(1),(1)式中n是 掺杂元素M的化合价,m是Li的摩尔数,(1-m)/n是掺杂元 素M的摩尔数,p和q分别是Fe和 PO4的摩尔数;加入还原导电添 加剂;喷雾热解悬浊液制得前驱体粉末;焙烧前驱体粉末、粉 碎得产品。本发明工艺简单、适宜工业化连续化生产,所制备 的磷酸亚铁锂质量稳定,其晶粒为纳米级,其团聚的颗粒尺寸 在10μm以下。采用本发明组装的锂离子电池有较高容量、有 较好的高倍率放电性能和循环性能。
本发明公开了一种废旧锂离子电池磷酸铁锂正极材料的资源化回收再利用方法,属于废旧锂离子电池磷酸铁锂正极材料回收技术和碱性二次电池领域。本发明的技术方案要点为:一种废旧锂离子电池磷酸铁锂正极材料的资源化回收再利用方法,以废旧锂离子电池磷酸铁锂正极材料为原料,将其与二价铁盐和有机添加剂混合均匀后,在惰性气氛下经过煅烧处理制得磷酸铁锂基复合材料,然后将该磷酸铁锂基复合材料用于制备碱性二次电池负极。本发明可以高效回收废旧锂离子电池正极材料并用于碱性二次电池负极,实现废旧磷酸铁锂材料的循环再生利用。
一种包覆型锂离子电池正极材料锰酸锂的制备方法,涉及锂离子电池正极材料技术领域。操作步骤:(一)配制含有锰源化合物和镍源化合物的溶液;(二)配制氨水溶液;(三)以NH3·H2O溶液为基液,缓慢加入含有Mn2+金属离子的溶液和足量的碱液反应得到浅绿色沉淀;将沉淀物置于NH3·H2O溶液中,加入含有Mn2+、Ni2+的金属离子溶液,加入足量的NaOH溶液;减压抽滤,真空干燥箱中干燥,得到包覆的类球形的前驱体Mn(OH)2-Ni1-xMnx(OH)2,(0<x<1);(四)预热;(五)球磨;(六)预加热,球磨;(七)煅烧制得类球形正极材料LiMn2O4-LiNi1-xMnxO2(0<x<1)。这种材料在55℃下循环稳定性好,具有较高的比容量(130~135mAh/g)、较高的电压平台和优良的循环性能。
本发明公开了一种以氢化铝锂和硼氢化锂混合催化制备α‑三氢化铝的方法,包括以下步骤:(1)混合催化剂溶液的配制;(2)α‑三氢化铝的合成;(3)产品精制与干燥。本发明提供的一种以氢化铝锂和硼氢化锂混合催化制备α‑三氢化铝的方法,可以在常压和较低反应温度下进行,步骤简单,易于操作,装置简单,可以应用于工业化生产。本发明方法经济高效,生产成本低,所得α‑三氢化铝晶型单一,产品纯度高可达99.8%,稳定性高,易于储存,其化学稳定性能有利于在含能材料、推进剂及燃料电池等方面的应用。
本发明涉及一种锂离子电池正极材料磷酸锰锂的新型制备方法,其特征在于包括下述步骤:1)用1mol/L乙酸锰,1mol/L磷酸3mol/L氢氧化锂混合在一起;2)加入与混合物等体积的二甲亚砜;3)用磷酸将悬浊液的PH值调为7;4)将混合物物置于四颈烧瓶中,在高纯氩气的保护下,使用110℃的油浴加热150分钟;5)将混合物静置一夜后,用循环水真空泵抽滤洗涤三次,再用乙醇抽滤洗涤三次;6)将混合物60℃真空干燥5小时。本发明的优点是:本发明所述的这种锂离子电池正极材料磷酸锰锂的制备方法,不仅合成工艺过程简单,而且大大降低了磷酸锰锂的合成成本,从而有利于实现磷酸锰锂的商业化生产。
本发明公开了一种用铁屑、磷酸、氢氧化锂制备锂亚铁磷酸复盐正极材料的新方法,包括:磷酸溶液与铁屑反应,当反应液A的pH值≥1.5或比重1.28~1.31时,收集反应液A并转移到氧化罐中,调节pH值大于2,在搅拌下加双氧水至溶液中生成白色粉末B,加双氧水过程中保持溶液pH值大于2;当溶液中无新沉淀产生时,缓慢搅拌并加热晶化,将结晶分离并洗涤,得到固体粉末B;固体粉末B与含热解碳源的氢氧化锂溶液均匀混合得到悬浊液C;悬浊液C干燥得到前躯体D;前躯体D在还原气氛下进行两段焙烧,第一段为450~500℃,第二段为650~750℃,制得电池正极材料。本发明得到以纳米微晶颗粒被热解碳均匀包覆并桥连的亚微米粒子粉末锂亚铁磷酸复盐,该锂亚铁磷酸复盐振实密度较高且较均匀,具有好的导电性能和电化学性能。
本发明公开了一种高容量锂离子电池锂钴锰镍氧化物正极材料的制备方法,包括有固相合成和高温灼烧工序,其特征在于:工序(1)按锂∶钴、锰、镍(原子比)=1-1.1∶1,且钴∶锰∶镍=1∶1∶1将锂源、钴源、锰源和镍源料混匀后,加入聚丙稀酰胺和氧化钕搅拌均匀成胶状。工序(2)将上述胶状在150℃下烘干30小时,在球磨机内球磨并过300目筛。工序(3)将上述粉料在300-450℃条件下预烧10小时后,自然冷却至室温,工序(4)将预烧的粉料再次进行球磨研细,过300目筛,在650-850℃条件下灼烧3小时,过300目筛即成。本发明由于在固相合成工序中加入了聚丙稀酰胺和氧化钕,增加了预烧工序,因而与现有技术比,具有比容量高、循环性能好且无污染的优点。
本发明公开了一种锂离子电池高电压长循环添加剂及含有该添加剂的锂离子电池非水电解液和应用,属于锂离子电池技术领域。本发明的技术方案要点为:一种锂离子电池高电压长循环添加剂,该添加剂为含磷双键类化合物,其结构式如下:本发明还具体公开了含有该添加剂的锂离子电池非水电解液及其在制备锂离子电池中的应用。本发明的电解液通过添加含磷双键类添加剂,能够改善锂离子电池的电极电解液界面性质,提高其稳定性,从而提高锂离子电池在高电压下的循环稳定性;能使含有Ni和Mn的高电压正极材料在4.5V以上的高电压下稳定工作,解决了锂离子电池在高电压充放电条件下易分解导致电池循环性能、储存性能、安全性能下降的问题。
本实用新型属于新能源电池生产技术领域,具体涉及一种锂电池的自动保护结构,包括设置在锂电池一端的密封圈,所述密封圈的内部由内至外依次设有密封组件、防爆片和上盖,所述防爆片的外侧开设有储液仓,所述储液仓的上方设有中空的穿刺针,所述穿刺针的内部开设有通孔,所述穿刺针的四周均开设有开口,所述开口的一端延伸至通孔的内部,本实用新型设置了位于密封板与防爆片之间的穿刺针,在高温环境下锂电池内部的压力让防爆片向上盖方向受压,从而让防爆片与密封组件脱离连接,同时在压力超过限值时,穿刺针穿刺防爆片,此时绝缘液进入锂电池的内部,实现了现有的锂电池具有温度保护和断电保护的功能。
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