本發明公開了一種磷酸鋰改性高鎳系鎳鈷錳酸鋰正極材料制備方法及其應用,包括:通過共沉淀法制備高鎳系鎳鈷錳酸鋰正極材料前驅體;將所得到的前驅體與鋰鹽均勻混合制備反應混合物;將此混合物在氧氣氛圍下高溫煅燒制備高鎳系鎳鈷錳酸鋰正極材料。本發明通過一次燒結過程即可完成對高鎳系鎳鈷錳酸鋰正極材料的Li3PO4表面包覆,經過包覆后的正極材料的表面平整而均勻,沒有裂紋產生,且具有較高的循環穩定性和倍率性能,經過400次充放電循環后放電容量保持率可達到87.8%,在5C的倍率下放電容量可達到134.7mAh/g;另外本發明采用的工藝流程簡單、方便操作、可重復性較強,成本較低,而且反應過程中所用溶劑為水,產生的廢液容易處理,環保性高,有利于商業化應用。
本實用新型公開了一種鋰離子電池電極間歇預鋰化裝置,包括相對設置的兩塊墊板,其中一塊墊板的內側固定有金屬鋰帶,另一塊墊板的內側固定有采用含有鋰鹽的有機溶劑濕化處理后的電池極片,且金屬鋰帶和電池極片緊密接觸,兩塊墊板的外側分別設置有一塊用于提供外加電場的極板。本實用新型能夠利用物理接觸法以及電化學的方法共同作用下形成一個預鋰化均勻的極片,從而可制造出高容量、高循環、高倍率和安全性能優良的鋰離子電池。
本發明公開一種鋰硫電池正極材料及其制備方法及鋰硫電池正極片,該鋰硫電池正極材料包含二維Ti3C2納米片包裹鈷酸鋅(ZnCo2O4)十二面體的異質結構;其中,二維Ti3C2與ZnCo2O4的質量比為1:1?1:3。該電極材料具有高比容量和長循環壽命。
本發明涉及一種鋰電池碳/錫酸鋰/石墨烯復合負極材料及其制備方法,采用水熱法直接合成碳/錫酸鋰/石墨烯復合材料。將錫酸鋰與具有彈性、導電性且性能穩定的載體石墨烯復合,緩沖其體積變化,以提高材料的穩定性。將Li2SnO3/石墨烯復合材料置于不定型碳摻雜的微環境下,兩種不同形態碳材料組成了碳網絡結構,Li2SnO3處于石墨烯和不定型碳之間,這一穩態結構可以有效地緩解充放電時所引起的體積變化,抑制在脫插鋰反應時的“團聚”現象,可以避免材料電極容量衰減過快,使得碳/錫酸鋰/石墨烯復合材料的容量遠大于普通碳材料的理論容量,且高于純相Li2SnO3的循環性能。
本發明公開了一種鋰硫電池鐵基生物質碳中間層、制備方法及鋰硫電池,方法包括以下步驟,步驟1,對生物質進行清洗干燥后得到中性生物質;步驟2,將步驟1中的中性生物質加入含鐵溶液中,干燥得到鐵基生物質;步驟3,將步驟2中的鐵基生物質進行煅燒得到鐵基生物質碳;步驟4,將步驟3中的鐵基生物質碳經壓片后得到鐵基生物質碳中間層。本發明中所使用的生物質碳基材料具有較好的導電性能、吸附性能且制備流程較為簡單,原材料來源廣泛,由其制成的中間層對于鋰硫電池中由于氧化還原反應所產生的多硫化物有一定的吸附作用,可以抑制穿梭效應,進而有效地提升電池的循環性能。
本發明公開了一種氟化鋰/鈦酸鑭鋰納米纖維固體電解質界面材料及其制備方法和應用,屬于鋰金屬電池材料技術領域。本發明所述制備方法包括:鈦酸鑭鋰納米纖維分散于溶劑中制得混合溶液,聚偏氟乙烯均勻分散于所得混合溶液中,制得聚偏氟乙烯/鈦酸鑭鋰納米纖維復合溶液;所得聚偏氟乙烯/鈦酸鑭鋰納米纖維復合溶液與金屬鋰反應,制得氟化鋰/鈦酸鑭鋰納米纖維固體電解質界面材料。此外,本發明通過紡絲液配制、紡絲、煅燒、復合、涂覆工藝,得到氟化鋰/鈦酸鑭鋰納米纖維固體電解質界面。本發明針對提高鋰金屬電池電極材料的循環穩定性和安全性等技術難題,提供了一種工藝簡單、效率高、廉價、可大規模制備復合材料的方法。
本發明公開了一種富鋰錳基鋰電池的制備方法,包括以下步驟:(1)將聚偏氟乙烯和石墨烯改性富鋰錳基材料加入N?甲基吡咯烷酮中混合,得到正極漿料;其中,聚偏氟乙烯與石墨烯改性富鋰錳基材料的質量比為2.5~4.5:95.5~97.5;(2)將羧甲基纖維素鈉、粘結劑、石墨加入去離子水中混合,得到負極漿料;其中,羧甲基纖維素鈉、粘結劑與石墨的質量比為1.5~2.5:2~3:94.5~96.5;(3)將正極漿料和負極漿料經涂布、烘烤、輥壓,得到正極片和負極片,再經模切、刷粉、組裝,得到富鋰錳基鋰電池。該富鋰錳基鋰電池具有較高的首次充放電效率和較長的循環壽命,5C倍率充放電測試,首次充放電效率高達93.5%,循環3200次,容量保持率為80.0%,10C倍率充放電測試,循環1700次,容量保持率為80.0%。
一種雙層碳包覆制備氟磷酸釩鋰鋰離子電池正極材料的制備方法,將釩鹽、碳源和磷酸根源按照V:P摩爾比=1:1、C:P摩爾比=1.5:1的比例均勻混合,保護性氣氛下熱處理,然后粉碎研磨,得到中間相產物;將中間相產物、氟化鋰和碳源按照Li:V:P:F摩爾比=1:1:1:1、C:P摩爾比=(0.02~0.2):1比例均勻混合,再于500~800℃熱處理1~12h即可。通過對兩步合成中物相成分和比例的控制可以達到對最終產物含碳量,包覆層數和層厚的控制。良好的碳包覆情況可以提高材料的電子電導率,調控顆粒的大小,從而使改性后的LiVPO4F材料實現超穩定的循環性能和優異的倍率性能。
一種高比能量的橄欖石型磷酸錳鋰鋰離子電池正極材料的制備方法,按LiMn0.85?xFe0.15Zrx(PO4)1?2x(SiO4)2x化學計量比,其中,x=0.005~0.05,將鋰源、錳源、磷源、鐵源、鋯源和硅源混合均勻,在300~450℃熱處理2~10小時,然后粉碎研磨,再于500~800℃下燒結3~20小時即可。該發明工藝路線簡單、操作容易、生產周期短、生產成本低等優點,而且大幅改善其循環性能和倍率性能,適合于實際應用和規?;a。將本發明制備的材料組裝成實驗電池,在充放電測試平臺上測試電池的性能,結果表明通過多元摻雜改性的方法,提高了材料的循環性能和倍率性能。
本發明涉及一種新型鋰離子電池電解液及鋰離子電池。該新型鋰離子電池電解液包括有機溶劑、鋰鹽和添加劑,所述添加劑包括氟代碳酸乙烯酯、氟代磷酸酯、乙氧基五氟環磷腈、碳酸鋰以及均苯四甲酸四甲酯,其中,所述氟代碳酸乙烯酯、所述氟代磷酸酯、所述乙氧基五氟環磷腈、所述碳酸鋰以及所述均苯四甲酸四甲酯的質量比為(2?4):(2?4):(4?6):(1?3):(1?3)。該新型鋰離子電池電解液穩定性高、使用性能好且安全性高。
本發明公開了一種高鎳鋰離子電池用電解液及其制備方法和高鎳鋰離子電池,包括非水性的有機溶劑、高濃度鋰鹽和電解液添加劑,電解液添加劑包含不飽和碳酸酯、鋰鹽和2?甲基馬來酸酐,不飽和碳酸酯、鋰鹽和2?甲基馬來酸酐的含量為0.5wt%~10wt%。本發明電解液能有效改善高鎳鋰離子電池的高溫穩定性能,并且電池溶劑的熱失控熱量降低。
本發明提出了一種核級鋰型陽離子交換樹脂鋰型率測試方法,利用氫型基團是鋰型樹脂含量最大的雜質基團,可以通過測定氫型基團量計算出鋰型樹脂的鋰型率。當離子交換樹脂與過量的一元堿溶液反應時,氫型基團被取代,進入堿溶液中和氫氧根發生酸堿中和反應,可根據滴定未反應的堿量計算出氫型基團量。本發明方法不僅可以高效準確地測試出鋰型樹脂鋰型率的大小,而且方法重現性好,成本適中,容易推廣使用。
本發明的類石墨烯摻雜鋰離子電池硅酸鐵鋰復合正極材料制備方法,步驟包括:步驟1、先將碳酸鋰與二氧化硅混合均勻,再加入草酸亞鐵混合均勻,三者組分進行球磨,經球磨后得到硅酸鐵鋰前驅體粉體;步驟2、將蔗糖與去離子水制成飽和蔗糖溶液,將吸附了飽和蔗糖溶液的海泡石粉末,超聲分散后攪拌烘干,在保護性氣氛保護下煅燒,得到類石墨烯前驅體;步驟3、將類石墨烯前驅體加入到硅酸鐵鋰前驅體粉體中混合均勻,在保護性氣氛保護下煅燒,在硅酸鐵鋰表面包覆摻雜有類石墨烯層,即得到類石墨烯摻雜包覆的硅酸鐵鋰復合正極材料。本發明的方法,提高了材料的電子傳導性能,具有更高的能量密度。
本發明公開了一種用于鋰離子電池的鈦酸鋰負極材料的制備方法,包括:配制二氧化鈦前驅體,進行水熱反應;高溫晶化;即得用于鋰離子電池的鈦酸鋰負極材料。通過此方法制備的用于鋰離子電池的鈦酸鋰負極材料,避免了產品粒度分布不均勻,產品顆粒聚集的現象。這一方法簡化了實驗工藝,且水熱制備二氧化鈦顆粒的粒徑在納米級,有利于產品形貌的控制。晶化燒結均勻,易于規?;a。
本發明公開的基于SREKF的鋰電池健康狀態的預測方法,首先建立鋰電池狀態參數的數學模型,得到歐姆內阻的狀態方程和歐姆內阻的觀測方程;其次,辨識鋰電池模型離線參數,得到SREKF的初始值;同時得到預測端電壓Uc的輸出序列;然后對EKF改進得到SREKF;最后將測量的鋰電池的電壓、電流和余量序列輸入到SREKF中不更新狀態方程和觀測方程,采用的預測端電壓Uc的輸出序列和測量端電壓序列更新SREKF的鋰電池系統當前狀態的最優值,根據實驗測量值的數目迭代SREKF得到歐姆內阻預測值序列,即鋰電池健康狀態的狀態量。本發明公開的方法解決了傳統的EKF估計鋰電池內阻時,存在估計誤差大,精度不高,魯棒性差的問題。
本發明涉及太陽能電池制備技術領域,具體涉及一種溶膠凝膠法制備錳酸鋰作為鋰離子電池的方法。溶膠凝膠法制備錳酸鋰作為鋰離子電池的方法,包括以下步驟:(1)LiMn204的制備;(2)電極的制備;(3)電池的制備。本發明提供的方法原料各組分可達原子級的均勻混合,產品化學均勻性好,純度高,化學計量比可精確控制:熱處理溫度可顯著降低,熱處理時間可顯著縮短。因此,采用溶膠凝膠法合成尖晶石型LiMn204,對優化材料的組成、結構,提高材料電化學性能,降低制備成本具有很大的吸引力。
一種木棉制備多孔生物碳鋰硫電池負極材料的方法,將木棉加入水中,然后向其中加入濃酸反應后稀釋至中性過濾,干燥得到產物C;在產物C中加入濃硫酸和水,置于水熱反應釜中反應溶液D,將溶液D稀釋至中性過濾,干燥得產物E;將產物上均勻鋪上一層導電石墨,在管式爐內加熱反應得到產物F;將產物F沖洗,抽濾,烘干,得到產物G;將產物G與硫粉混合得混合物H;將混合物H置于管式爐內升溫反應得多孔生物碳鋰硫電池負極材料。本發明以木棉作為生物質原料,采用先混合酸預浸泡,后水熱法制備生物碳前驅物,在后期活化中控制活化時間,調控得到適宜儲硫的生物碳材料,將其應用于鋰硫電池,提升其電化學性能。
本發明提供一種磷酸鋁銦鋰包覆高鎳鎳鈷鎢酸鋰正極材料及其制備方法,屬于鋰離子電池材料技術領域,該正極材料化學分子式為LiNixCoyWzO2·(Li3InaAlbP3O12)c,其中0.60≤x≤1.0,0.001≤y≤0.050,0≤z≤0.40,x+y+z=1,0.1≤a≤1.9,0.1≤b≤1.9,a+b=2,0.001≤c≤0.05。將鎳源、鈷源和鎢源使用共沉淀法制備三元正極材料前驅體;將前驅體和鋰源充分混合均勻后一次燒結,得到未包覆的三元正極材料內核;對三元正極材料內核中加入含銦、鋁的化合物進行濕法包覆,然后進行二次燒結,得本發明正極材料。本發明的方法操作簡單、包覆均一性好,制備的正極材料具有高倍率、長循環壽命的特點。
本發明提供了一種鋰離子電池磷酸亞鐵鋰的制備方法,首先將Li3PO4和Fe3(PO4)2混合成混合物;然后,采用碾磨或噴霧的方式混合均勻;接著,將混合均勻的混合物移轉至高溫爐內,在氮氣和氫氣的混合保護氣氛下預處理,其中,氮氣和氫氣的體積比為9.5∶0.5,爐腔的壓力為1.5×105Pa,溫度為600℃~700℃,時間為10~20小時;待溫度降至室溫時,取出物料,加入炭黑和酒精再次混合均勻;再接著,將混合均勻的物料移轉至高溫爐內于氮氣保護氣氛下高溫處理,其中,爐腔的壓力為1.2×105Pa,溫度為700℃~900℃,時間為10~20小時,最后降至室溫即可。由本發明值得的磷酸亞鐵鋰具有良好的導電性能和電子遷移率,且工藝簡單。
磷酸鐵鎂鋰組裝水溶液鋰離子電池體系的制備方法,用除氧后的中性飽和硝酸鋰水溶液,代替傳統鋰離子電池中的有機電解液,組裝鋰離子電池體系;結合液相法和固相燒結法制備磷酸鐵鎂鋰正極材料。與傳統鋰離子電池相比,本發明徹底解決了安全隱患,不必在苛刻的手套箱環境、嚴格控制的干濕度及保護氣氛下組裝電池,其電解液廉價且離子電導率比有機電解液高出兩個數量級。本發明組裝的水溶液鋰離子電池,具有高倍率放電容量高于低倍率放電容量的特性,異于傳統鋰離子電池高倍率容量低于低倍率容量。該種新型電池體系在大功率、動力用能源領域和快速充放電領域中具有較強的應用前景和實用價值。
本發明公開了鋰電池隔膜及其制備方法、及使用該隔膜的鋰電池。該電池隔膜上使用能夠與鋰固溶的納米顆粒作為其異質形核位點,用于其與鋰潤濕性好,鋰金屬首先在改性的隔膜上均勻形核,然后在隔膜?負極的方向上生長。制備方法不是抑制鋰枝晶,而是將鋰生長方向從負極到隔板反轉到隔板到負極,阻止了鋰枝晶穿透隔膜和正極接造成短路的可能,極大地提高了鋰電池的安全性能,具有更強的容量保持能力。
本實用新型公開了一種使用壽命長的氟磷酸釩鋰正極材料鋰電池,屬于鋰電池領域。一種使用壽命長的氟磷酸釩鋰正極材料鋰電池,包括電池外殼和電池內殼,所述電池外殼與電池內殼之間形成有空腔,所述空腔內盛放有冷卻液,所述電池外殼上端固定連接有連接板,所述連接板底側與電池內殼上端固定相連,所述連接板上開設有與空腔相通的換液孔,所述換液孔內螺紋連接有螺柱,所述螺柱底側固定連接有密封橡膠體,所述密封橡膠體呈圓臺型結構。它可以實現電池內殼和電池外殼之間形成空腔,空腔內能夠盛放冷卻液,鋰電池充電過程中溫度過高時,冷卻液能夠及時的降低鋰電池的溫度,從而保持了鋰電池溫度穩定,提高了鋰電池使用壽命。
本實用新型公開了一種使用安全的氟磷酸釩鋰正極材料鋰電池,屬于鋰電池領域。一種使用安全的氟磷酸釩鋰正極材料鋰電池,包括電池外殼和負極板,所述負極板置于電池外殼內,所述負極板上依次卷繞有電解質和氟磷酸釩鋰正極板,所述氟磷酸釩鋰正極板外卷繞有隔膜,所述氟磷酸釩鋰正極板上端連接有正極耳,所述隔膜上端繞接有上保護薄膜膠帶,所述上保護薄膜膠帶包裹于正極耳與氟磷酸釩鋰正極板連接處,所述隔膜底端套接有下保護薄膜膠帶。它可以實現通過電池外殼開口端內的光滑橡膠環,使得隔膜與其光滑接觸,防止了隔膜直接與電池外殼接觸,有效的避免了隔膜被摩擦刮破,且隔膜四周及上下端貼有保護薄膜膠帶,進一步的防止隔膜被摩擦刮破。
一種以生物質為碳源的C@Co3O4核殼結構鋰離子電池負極材料的制備方法,利用木耳作為生物質碳,通過濃硫酸水熱碳化得到表面具有活性的碳球前驅體,再將前驅體在含有鈷鹽的溶液中加熱攪拌使其表面吸附鈷鹽,然后通過熱處理得到C@Co3O4核殼結構鋰離子電池負極材料;碳的加入不僅提高了材料的導電性也緩解了Co3O4在充放電過程中的體積膨脹效應,穩定了Co3O4的結構,使得鋰離子電池的循環穩定性和倍率性能有所提升,得到電化學性能優異的鋰離子電池負極材料。
本發明涉及一種測定鎂鋰合金中鋰元素的方法,其測定依據電感耦合等離子體原子發射光譜法檢測原理進行,方法包括試驗條件、共存元素的干擾及其消除、工作曲線的繪制、樣品處理、線性相關系數和準確度情況幾個步驟。該方法溶樣簡單,耗時短,試劑用量小,對環境污染小,保護試驗人員的身體健康,具有高的準確度等特點,適用于鎂鋰合金中鋰的準確測定。
本發明公開了一種鋰離子電池負極材料補鋰裝置及方法,涉及鋰離子電池及儲能領域。所述裝置的裝置殼體上設有頂蓋,頂蓋上設有插入工作鋰源電極的通孔,裝置殼體包括由外向里依次設置的保溫層、加熱板和導體層,加熱板外接有控溫裝置,導體層外接有極耳;電化學工作站分別與工作鋰源電極和極耳連接;頂蓋上設有注液口。所述方法包括將負極材料裝入所述裝置中,合上頂蓋后插入工作鋰源電極;從注液口注入電解液后密封裝置;通過電化學工作站設置補鋰程序對負極材料進行預化成,同時啟動控溫裝置;結束補鋰程序并將裝置降溫至室溫,將所得負極材料清洗后干燥,制得補鋰負極材料。本發明有效解決了現有補鋰方法高風險、高能耗的缺陷。
本發明涉及一種鋰電池碳摻雜錫酸鋰負極材料的制備方法,用于解決現有的方法制備的純相Li2SnO3初始不可逆容量大的技術問題。技術方案是采用水熱法直接合成Li2SnO3前驅體,而后在氬氣保護下經燒結得到碳摻雜的錫酸鋰材料。由于碳的摻雜,有效地緩解了充放電時所引起的體積變化,抑制在脫插鋰反應時的“團聚”現象,避免了材料電極容量衰減過快,在電流密度60mAg-1條件下,充放電電壓范圍為0.05-2.0V條件下,初次不可逆容量由背景技術的657mAhg-1降低到289.2-489.8mAhg-1,使得碳摻雜錫酸鋰負極材料的容量遠大于普通碳材料的理論容量,且高于純相Li2SnO3的循環性能。
本發明公開了一種制備鋰離子電池正極材料錳酸鋰納米線的方法,將Mn3O4和NaOH溶液在超聲處理后,采用水熱合成法制備LiMn2O4的前驅體納米線LiNa0.44Mn2O4,對其進行固相燒結,即可獲得線徑為50納米~250納米的LiMn2O4納米線。本發明制備出了不同于傳統錳酸鋰形貌的LiMn2O4納米線;該錳酸鋰納米線可以用作動力用鋰離子電池的電極材料。在水熱合成法和固相分段法的基礎上,輔助超聲處理的手段,整個反應過程簡單,無有毒物質或環境污染物產生,環境友好,屬于綠色化學的制備方法,并且本方法可以實現大規模生產,所需的化學試劑廉價易購。
本發明涉及一種分離含鋰、鈉溶液中鋰鈉的方法,先將鋰鈉分離材料進行預處理,然后將含有不同鋰鈉比的料液從樹脂柱一段注入,待分離材料吸附飽和之后使用解吸劑進行解吸,分別測試吸附?解吸液中鋰、鈉的含量。本發明工藝流程短、操作簡單、能高效實現鋰鈉的分離,且鋰鈉分離材料可多次循環,生產成本低,易于工業化應用。
本發明公開了鋰離子電池富鋰錳基正極材料的改性方法,在一定條件下,將絡合劑溶解于去離子水中,獲得絡合溶液;取適量的正極材料加入上述溶液充分攪拌分散,其后密封在常溫下恒溫保持一段時間,即可獲得原位生長、致密、薄層類普魯士藍包覆改性的鋰離子電池正極材料,其具有良好的循環穩定性,優異的倍率性能和可靠的安全性,且該制備方法具有成本低,操作簡單,環境友好等特點,可以被大規模的應用于產業化生產;本發明還公開了鋰離子電池富鋰錳基正極材料的改性方法制備的類普魯士藍包覆改性鋰離子電池富鋰錳基正極材料在用于制備鋰離子電池方面的應用。
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