本发明公开了一种单基板锂-空气电池串联结构。该结构以柔性基板为底层,自下而上分别加工图案化的导电涂层、金属锂负极、绝缘隔层、空气电极和阻水透气膜。发明所述的单基板锂-空气电池串联结构具有柔性可弯曲的结构特点,提高电池组件的适用性和安全性;实现单基板上制备正负极材料,降低电池系统质量,提高能量密度;通过导电涂层图案化参数的变化,实现串联组件输出电流和电压的调控。
本发明涉及动力电池,特别指一种铜铝双金属双极板型过渡性单元锂电池及其串联形成的高压低内阻电池堆和封装方法。铜铝双金属双极板型“过渡性”单元锂电池由双金属双极板、正负极活性材料涂层、硬质通孔泡沫片、浸透电解液的锂电池专用隔膜构成;双极板型“过渡性”单元锂电池串联形成高输出电压低内阻电池堆,该电池堆由正极输出部分、中心部分、负极输出部分组成。本发明的双极板型过渡性单元锂电池串联形成高压低内阻锂电池组体积比能量、重量比能量都略大于同体积、同种活性材料的现有技术锂电池。同时电子内阻几乎为零,离子内阻大幅度下降。比功率远超同种活性材料、相同储电量的现有技术锂电池。
本发明属于电子废弃物的资源化回收领域,涉及一种废旧三元动力锂电池资源化回收金属元素的方法。将锂电池破碎,滤饼碎片热解,再水浸;得到铜铝箔混合碎片、正负极混合滤饼和富锂溶液;向富锂溶液中加氧化钙或氧化镁,将粗品配制碳酸锂浆料,过滤得到精制碳酸锂;正负极混合滤饼在酸性条件下浸出还原反应,得到酸浸液和碳粉滤饼,酸浸液经梯度调节pH值,萃取的酸浸液用活性炭吸附,调整酸浸液中Ni、Co、Mn元素的摩尔比,酸浸液与氨水络合反应,加氢氧化钠溶液调节反应液,反应液陈化反应,洗涤干燥得到镍钴锰三元素复合氢氧化物。本发明处理工艺过程中无废水排放,各步工艺水可通过除杂实现套用,减轻了锂电池回收企业废水处理的压力。
本发明公开了一种喷墨打印用钛酸锂纳米油墨及其制备方法和应用,属于锂离子电池的电极材料技术领域。首先称取微米级钛酸锂粉末,与分散剂、粘结剂和有机溶剂混合后装入球磨容器,用氧化锆球为介质,球磨获得分散均匀的混合浆料;进一步离心获取所述喷墨打印用钛酸锂纳米油墨。所制备的纳米油墨平均粒径小于500nm,黏度10~20cps,钛酸锂浓度10~15wt.%,适用于采用喷墨打印工艺制备钛酸锂负极。由于采用低沸点溶剂,在喷印固化过程中,溶剂易于挥发,喷印的钛酸锂负极涂层活性物质含量高,涂层在粘结剂作用下与集流体形成紧密结合,大大增强了电池充放电性能。
一种铝锂合金熔体深度净化的装置与方法,装置中的净化炉包括净化炉坩埚、净化炉炉体、上、下板;上板上装配有上、下液位杆、净化炉热电偶和真空管;下板上装配有保温炉热电偶、保温炉液位杆及测量管;保温炉包括上炉体,保温炉坩埚和下炉体;方法为:(1)净化炉坩埚和保温炉坩埚升温;(2)上、下液位杆及保温炉液位杆分别构成液位测量电路;(3)铝锂合金熔体通入保温炉坩埚;(4)抽真空使铝锂合金熔体进入净化炉坩埚;(5)通入氩气混入铝锂合金熔体进行脱氢;(6)控制铝锂合金熔体液面;(7)保温炉坩埚的铝锂合金熔体进入净化炉坩埚形成循环净化;(8)当氢含量≤0.10ppm时,完成深度净化。本发明的装置及方法能够将铝锂合金的氢含量降低20倍以上。
本发明涉及锂离子电池制造领域,具体为一种适合在‑40℃~55℃宽温区内使用且具有优异性能及稳定可靠性的磷酸铁锂电池的制备方法,解决锂离子电池用磷酸铁锂正极材料的低温性能、倍率性能差的问题。在传统磷酸铁锂电池的制备工艺基础上,通过调整电池内正负极、导电剂、粘结剂种类及配比,设计最优的面负载量,挑选优质的导电剂类型,在正负极料层形成三维空间导电网络,提高活性物颗粒间的电子电导,使正负极活性物质容量得以最大程度的发挥。选用特殊调配的低温电解液,通过调整电解液内锂盐浓度及各主要溶剂添加剂的比例,使其在宽温区内具有良好的稳定性,离子电导率在使用温区范围内变动小,满足电池在不同温度下的使用安全及性能发挥。
本发明提供一种晶型可控的磷酸锰铁锂或其复合材料的制备,该方法包括以下步骤:1、将聚乙二醇与水按一定的体积比混合,先后加入摩尔比P:Li=1:3的磷酸和氢氧化锂,滴加氢氧化锂溶液来调节混合液的PH值;再加入摩尔比Mn:Fe:P=x:(1-x):1(0.5≤x<1)的锰源和铁源;2、在150-220℃的温度下水热反应3-15h,反应完成后,冷却、过滤、洗涤并干燥,即为磷酸锰铁锂LiMnxFe1-xPO4,0.5≤x<1;3、碳包覆后在550-750℃的惰性气氛炉中焙烧2-8h,最终得到磷酸锰铁锂/碳复合正极材料,其中,碳含量为2.0-3.0wt%。该工艺方法简单可控,制得的磷酸锰铁锂/碳复合材料比容量高,循环性能好,产品晶型可控且产物的成份和结构均匀。
一种基于MXene气凝胶的复合锂金属负极及其合成方法,属于锂电池领域。该复合锂金属负极包括金属锂和MXene气凝胶,所述的MXene气凝胶由二维MXene片层交联组装而成,具有三维分级多孔结构,所述的MXene气凝胶孔隙中填充金属锂;所述的MXene气凝胶的厚度为300μm‑800μm。本发明制备得到的复合锂金属负极,其MXene气凝胶表面丰富的亲锂官能团能够与锂离子特异性结合,从而实现锂的均匀成核,抑制锂枝晶的生成,有效提高锂金属负极的库伦效率、安全性及循环寿命。
本发明公开了一种零点电源与锂离子电池的电池组作为电动自行车电源的应用,该电池组包括至少一个零点电源单体和至少一个锂离子电池单体,所述零点电源单体与所述锂离子电池单体能够串联和/或并联。本发明提供的所述电池组将零点电源和锂离子电池整合在一起,所述零点电源单体与所述锂离子电池单体可以串联和/或并联,也可以断开连接。例如,在使用时,如果锂离子电池的电量能够满足使用要求,则可以将所述零点电源单体与所述锂离子电池单体断开连接,锂离子电池与用电设备相连提供稳定的电压和电流;当锂离子电池使用一段时间之后(例如电量不足时),可以将所述零点电源单体与所述锂离子电池单体串联和/或并联,零点电源可以持续不断地为锂离子电池充电,解决了电池续航的问题,适合用作电动自行车的电源。
本发明涉及一种电动汽车用超低温锂电池组,包括由锂电池组成的锂电池组,锂电池组设置在电池箱内,还包括加热装置、散热装置、控制系统,通过控制系统控制加热装置及散热装置为锂电池加热和散热;优点是:此套自动加热、保温和散热智能系统,适用于电动汽车用超低温锂电池组和温升散热的运行要求;采用隔膜加热,锂电池的加热温度可以保持均匀,合理安排自限温PTC加热膜的配置,免去复杂的控制系统,保证了锂电池温度的均匀性,实现了锂电池组的超低温运行;采用了合理的锂电池箱的智能通风系统,实现了锂电池不超温运行;本发明采用了GPRS物联网无线传输技术,实时了解多台电动汽车中锂电池组的温度状态。
本发明为一种动力型锂离子电池用层状锰基复合材料Li(MnxNiyCo1-x-y)O2及其制备方法,该正极材料以锂源、锰源、镍源、钴源为原料,钠盐为媒介,且使Na∶Mn∶Ni∶Co的摩尔比为1∶(0.5≤x<1.0)∶(0≤y≤0.5)∶(1-x-y),锂源掺入的物质量为钠盐摩尔数的4~10倍。其制备方法为1)按上述摩尔比分别称取锂源、锰源、镍源、钴源和钠盐;2)将锰源、镍源、钴源粉碎后,溶解于水中,再向溶液中逐滴加入过量NH4OH,形成M(OH)2共沉淀,其中M=(Mn、Ni和Co),抽滤,洗涤至中性,并放入烘箱中干燥;3)加入钠盐,采用行星式球磨机中充分混合均匀,将混合物研磨后压制成模块;4)将模块放入在高频反应釜中,恒温煅烧,得到层状前驱体Na(MnxNiyCo1-x-y)O2;5)将前驱体Na(MnxNiyCo1-x-y)粉碎研磨后,加入到配制好的锂源溶液中,进行离子交换;6)抽滤、洗涤、干燥,即得锂离子电池用层状Li(MnxNiyCo1-x-y)O2正极材料。
本发明涉及一种阴离子掺杂的磷酸钛锂负极材料及其制备和应用,所述材料的组成为LiTi2(PO4)3‑xFx/C,LiTi2(PO4‑x)3Fx/C的一种或两种;其中X=0.06‑0.8,每种材料中C质量含量6‑18%。利用电负性较强的阴离子取代部分磷酸根,提高负极材料的嵌锂电位,增大负极嵌锂反应和析氢反应之间的电位差,减少负极的析氢副反应。同时,阴离子掺杂后还可以提高材料的电子导电率和离子电导率,缓冲锂离子脱嵌过程中材料的结构变化。从而提高材料的循环性能和倍率性能。该材料与锰酸锂组装成得水系锂离子全电池也具有优良的能量密度和功率密度。
本发明提供一种退役锂离子电池正极材料回收再生的方法,对退役锂离子电池正极材料进行资源化利用。首先,将退役锂离子电池正极材料进行还原性酸浸,通过无机酸与还原剂的螯合作用直接提取目标元素(即Li+、Ni2+、Co2+、Mn2+);然后加入沉淀剂经共沉淀后分别获得Li2CO3和NixCoyMn1‑x‑y(OH)2;通过补加锂源、镍源、钴源、锰源调节锂与镍、钴、锰配比,最后借助高能球磨机并控制关键球磨工艺参数和氧分压实现正极材料的再生;组装电池并进行相应电化学性能测试。本发明可以将锂离子电池正极材料实现“产品—原料—产品”的闭式循环,通过引入共沉淀技术和高能球磨技术确保退役锂离子电池正极材料全组分、短流程、低成本以及价态精准控制,在无害化处理的同时兼顾资源化利用。
本发明涉及一种制备含氮化锂电极的方法,本发明通过理论计算和实验研究相结合的方法首先优选出一种与氮化锂不发生反应的DMF溶剂,该溶剂具有低毒,高沸点的特点。本发明首次提出以其作为匀浆溶剂并采用匀浆法制备含氮化锂的电极。与报道的含氮化锂的制备方法相比,本发明中采用匀浆法制备的电极中材料的分布较均匀,氮化锂发挥的比容量比较高,含氮化锂的电极可以大规模涂布。本发明从电极制备工艺上,解决了氮化锂与溶剂反应性的问题,可以促进含氮化锂电极的进一步研究,对氮化锂作为预锂添加剂的锂离子超级容器从基础研究走向大规模商业化具有重要意义。
一种锂离子电池用纳米硅复合负极材料及其制备方法,属于锂离子电池领域。硅纳米线、硅纳米颗粒和硅金纳米颗粒共同组成三元复合体系,硅纳米线作为嵌锂主体存在于复合负极材料中,而硅纳米颗粒、硅金纳米颗粒则分散于硅纳米线之间,并通过高温熔融作用使硅金纳米颗粒负载于硅纳米线和硅纳米颗粒上,将硅纳米线、硅纳米颗粒连接为一个连续而松散的网络结构;本发明最为突出的特点在于在制备过程中采用二次沉积——即催化剂是由硅-金低共熔化合物在高温下发生蒸发行为,然后再次沉积在不锈钢基底上。本发明制得的材料能够具有较传统纳米硅负极更加优异的可逆性能和循环性能。具备硅纳米线的充放电特征,并具有高储锂容量和高库仑效率。
本发明为一种新型合金及制作方法,铝锂铜镁锆合金是铝锂合金之一种,在已有的铝锂铜镁锆合金中加入稀土元素钇(Y)得到一种新的铝锂合金,将上述合金放入真空感应炉中焙炼,经氩气保护精炼和浇铸,经高温处理,挤压成型,板材或棒材。可广泛应用在航天航空工程技术中,本合金的优点:和8090合金比较具有塑性高,抗氧化性能强和高温性能好等优点。
本发明涉及锂离子电池负极材料领域,具体为一种纳米钛酸锂/石墨烯复合负极材料及其制备方法。本发明将固相法制得的微米级钛酸锂超细球磨成纳米粉,与石墨烯均匀复合并热处理,得到一种高性能锂离子电池负极材料,其特点是通过原位复合实现石墨烯在纳米钛酸锂中的均匀分布。其中,石墨烯在复合负极材料中所占重量比例为0.5~20%,钛酸锂所占重量比例为80~99.5%。这种锂离子电池负极材料具有良好的电化学性能,1C容量大于165mAh/g,30C容量大于120mAh/g,50C容量大于90mAh/g。本发明所制备的锂离子电池负极材料中的纳米钛酸锂具有很高的相纯度,工艺过程简单,易于工业化生产。
本发明公开了一种全固态锂硫电池,包括硫正极、锂或锂合金负极及锂化的磺酸聚合物固体电解质隔膜;固体电解质隔膜位于硫正极和锂或锂合金负极之间;硫正极包括含硫活性物质、导电剂和锂化的磺酸聚合物;硫正极、锂化的磺酸聚合物固体电解质、锂或锂合金负极依次叠合组装成电池。锂化的磺酸聚合物固体电解质的室温离子电导率为> 10-5S/cm,无需络合锂盐,制备方法简单,并且,锂化的磺酸聚合物固体电解质的室温离子电导率优于一般的无机-有机复合固体电解质。采用聚合物乳液制备硫正极极片,在电极内部构筑高效的“硫/碳/固体电解质”界面,提高硫电极的活性,获得性能优良的电池;并且可以使用现有的极片涂布工艺和设备,有利于规模化生产。
一种磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法,包括以可溶性二价铁源、磷源、氧化剂为原料使用共沉淀法制备无定形磷酸铁的步骤以及在此基础上使用草酸和柠檬酸为碳源,氢氧化锂为锂源,经凝胶法合成磷酸铁锂/碳正极材料的步骤。通过调节草酸与柠檬酸的比例可控制碳的含量,并且容易进行离子掺杂。所制磷酸铁锂粒径小,粒径分布窄,缩小了离子扩散的路径,产品容量保持率高,倍率性能较好。本发明的方法以廉价的二价硫酸亚铁为原料来合成无定形三价磷酸铁,无需防Fe2+氧化,简化了工艺,铵盐废液可以回收作为肥料使用,降低了成本;制备过程都是以水为溶剂,并无有害气体产生,因此本发明环保、能耗少,成本低,适合工业上大规模生产。
本发明涉及一种深度除去金属锂中钠和钾的方法,要点是将待提纯金属锂,含钠量210~240×10-6和含钾量为30~50×10-6,与作为萃取剂的氯化锂,含钠和钾的总量均等于或小于20×10-6,按质量比为1∶6~1∶10配制,置于容器中,在氩气保护下,温度为620~00℃,搅拌条件下,使两相接触5~10分钟,冷却后,分离金属锂和氯化锂,获取含钠和钾总量为50~100×10-6的高纯度金属锂。本发明工艺简单,工艺条件平缓,成本低,能耗低,容易实现工业化生产;同时产品金属锂纯度较一般方法提纯的金属锂纯度更高,因此金属锂的工业应用价值将会得到更大提高。
一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜用γ-LiAlO2超细料制备技术, 其特征在于依下述步骤进行 : 以Li2CO3、γ-AlOOH、KCl、NaCl为原料混合加无水球磨介质球磨; 在高温550~750℃反应0.5~1小时; 将反应过物料反复用去离子水清洗; 将以上水合物在高温450~650℃下焙烧0.5~2小时; 在以上生成的α-LiAlO2细料中添加抗烧结剂, 在850~950℃焙烧1~2小时, 即生成γ-LiAlO2超细料。本发明工艺过程简单、可靠、能耗低, 适用于粉料批量生产和大容量电池隔膜制备的需要。
本发明涉及一种锂硫电池用正极材料,所述正极材料为石墨烯掺杂的多孔中空纤维,石墨烯的掺杂量为正极材料总质量的0.005-0.2%;多孔中空纤维为多孔的中空管状结构,管的外径为80-1000nm,管的内径为30-400nm,管的侧壁上孔的孔径为2-80nm;石墨烯嵌于多孔中空纤维管的侧壁中。采用本发明制备的正极组装成电池具有放电比容量高和循环稳定性好。
本发明涉及一种锂离子电池碳负极液相包覆材料,包括以下组分:改性古马隆树脂:45—75wt%;乳化剂:2.2—4.4wt%;稳定剂:0.16—0.22wt%;无机盐:0.11—0.18wt%;其余为水。制备方法包括1)以乙烯焦油古马隆树脂为原料,经过交联、聚合后,与液体古马隆树脂调和制备而成改性古马隆树脂;2)将乳化剂、稳定剂和无机盐依次加入到温度为55℃—75℃的水中,充分搅拌混合并保持温度,得到皂液;3)先将皂液加入到胶体磨中,然后升温至80℃—100℃,逐渐加入改性古马隆树脂,在胶体磨中充分剪切研磨,最后降至常温,制得液相包覆材料。材料常温下为液态,具有较高的残碳值,灰分小,热处理后失重较少,且粘附性和流动性好,包覆层厚度更均匀,使用性能极佳。
本发明属于锂硫电池领域,公开这一种有效提高碳硫复合锂硫正极循环稳定性的简单方法。该方法包括:1)制备核壳结构碳/硫复合正极材料;2)制备碳硫复合物正极极片;3)制备固态电解质膜(SEI)膜包覆的碳硫复合物电极。本发明的有益效果为:(1)碳硫复合物电极表面形成稳定的固态电解质膜可以有效的将多硫化物限制在正极材料中,有效抑制穿梭效应带来的容量影响,显著调高碳硫复合正极的循环性能;(2)碳材料的高导电性,有效的提高了硫的利用率及其倍率性能,保证了该正极能够在高电流密度下充放电。
本发明涉及一种锂-空或锂-氧气电池用正极材料,包含两种或三种碳材料;在电池运行条件下,碳材料A为对电解质溶液浸润性较差的、与电解质溶液的接触角在105-170度之间;碳材料B为对电解质溶液的浸润性适中的、与电解质溶液的接触角在70-110度之间;碳材料C为对电解质溶液具有较好的浸润性的、与电解质溶液的接触角在10度-70度之间。本发明的正极材料由于混入亲液性碳材料或憎液性碳材料,以此既保证了电极被电解质液充分浸润以获得最大固-液两相反应界面,同时又改善了氧气在电极的传质,增大了反应界面的利用率,从而提高电池的充放电容量。
本发明属于一种牙科修复材料的技术领域,尤其涉及一种新型的锂基铸瓷瓷块的制备方法。包括以下步骤,熔融-水淬-烘干-球磨-与着色剂混合-等静压成型-晶化热处理-产品。本发明只需一次性制备基质玻璃粉料,无需清洗坩埚;不用担心变价金属离子高温变价带来的色差,并且可以生产不同颜色产品,着色均匀,颜色纯正;成型易操作,产品尺寸可以实现多样化;生产耗能低,节约能源,从而节约了生产成本,从而解决了能源问题。
本发明涉及一种锂-空气电池或锂-氧气电池用电极及其制备方法,电极中均匀分布大孔孔道,所述大孔孔道的孔径为0.5um-5um,孔间距0.5um-5um,孔容0.5~5cm3/g,占电极总孔容的20%-50%。大孔孔道通过其余孔道交错贯通,其余孔道为孔径为1nm-500nm和孔径为5um-20um的孔道。在电池的整个放电过程中,由大孔构建的孔道不易被固体放电产物堵塞,可始终作为反应物氧气的溶解扩散通道,因而,可极大提高整个电极的空间利用率,提高电池放电容量。
本发明涉及一种用作锂离子电池负极的高能复合材料及制造工艺,该高能复合材料是以碳材料、硅粉、糖微球的一种或多种的混合物为核体材料,以热解碳为壳体材料,核体材料重量百分比为10%~60%,壳体材料热解碳为40%~90%。该高能复合材料制造工艺为(1)混合:将核体材料与壳体材料同时放入有惰性气体保护高温反应釜,加温并搅拌;(2)包覆:控制温度和压力使壳体材料包覆核体材料;(3)碳化:将已包覆材料真空干燥后送入高温碳化真空炉碳化;(4)石墨化:碳化处理后的包覆材料送入高温石墨化真空炉石墨化即得到均匀的复合材料。采用本发明工艺制造的高能复合材料,用于二次电池中,其比容量可以高达1060mAh/g以上,经500次循环后,仍可保持80%以上的容量。
本发明涉及一种锂离子电池用高能硅碳复合负极材料及制造工艺。本发明负极材料以硅粉或硅粉与石墨粉混合物作为核心材料,以热解碳作为壳体材料,用壳体材料包覆核心材料。本发明给出的负极材料制造工艺该方法的关键在于对中间相沥青进行纳米级加工,并使纳米级中间相沥青呈半液体状态,通过纳米喷射装置将半液体状纳米级中间相沥青喷射到硅粉基材表面或硅粉与石墨粉混合物基材表面,实现均匀包覆,最后经过传统的干燥、碳化、石墨化过程,并在碳化、石墨化化过程中加以高强磁场,得到二次电池负极材料。采用本发明工艺制造的高能硅碳电池粉,其比容量可以高达1050mAh/g以上,经500次循环后,仍可保持80%以上的容量。
本发明公开了一种锂硫电池用电极,电极通过化学原位沉积电极基体使其二侧表面均沉积有金属镍层,在电极基体内部沉积有金属镍,电极表面金属镍层厚度0.2μm‑4μm;这种电极应用于锂硫电池中,可明显提高锂硫电池性能和能量密度的作用,化学镀原位沉积技术操作过程简单,实验条件温和,实验成本较低,具有实现未来工业化大规模生产的巨大潜力。
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