本發明公開了一種鋰離子電池負極材料及其制備方法和應用方法,屬于鋰離子電池負極材料技術領域,該制備方法包括碳源的制備;碳源的純化;混合料的制備;碳化物的制備;鋰離子電池硅碳負極材料的制備。鋰離子電池負極材料是由所述的鋰離子電池負極材料的制備方法制備得到。其應用方法為:將所述鋰離子電池負極材料與乙炔黑、水性粘結劑LA133按照質量比91:3:6混合,以二甲基吡咯烷酮為溶劑,攪拌混合均勻成漿料;將所述漿料涂在所需尺寸的銅箔上,并通過真空干燥箱在85℃下干燥12h,然后通過輥機壓制成薄片,并將薄片在真空干燥箱中干燥,經模具沖壓制成電極片。本發明具有電化學容量高、成本低、綠色環保的優點。
本發明公開了一種鋰離子電池負極材料ZnFe2O4/C納米纖維的制備方法,本發明具有如下的有益效果,一是制備工藝流程簡單,能更有效的控制納米纖維的直徑,得到結構規整的納米纖維前軀體,同時結合了兩種聚合物在煅燒過程中的不同變化,制備出結構均勻的鋰離子電池負極材料ZnFe2O4/C納米纖維;二是所制得的鋰離子電池負極材料ZnFe2O4/C納米纖維表觀為納米纖維,直徑約為200~400nm,內部結構為ZnFe2O4納米顆粒分布在碳的連續相中,同時由于碳的存在,極大地緩解了電極循環過程中的體積變化,解決了循環過程中顆粒團聚的問題,提高了電化學循環穩定性。
本發明公開了一種三元體系鋰電池正極及其制備方法,通過在正極表面生成一層鋰快離子導體表面層,此鋰快離子導電層平整、致密、厚度可控可以有效提高鋰離子電池的倍率性能,且鋰快離子導電層可有效保護正極同電解液的接觸界面防止電解液對正極材料的侵蝕提高鋰離子電池使用壽命。
本發明提供一種用于新能源汽車的鋰離子電池管理系統,包括:CAN總線信息采集模塊、電池狀態管理模塊和CAN總線信息輸出通信模塊;所述CAN總線信息采集模塊用于通過CAN采集新能源汽車上的鋰電池電壓、鋰電池電流、鋰電池電芯溫度、電池箱體的溫度;所述電池狀態管理模塊用于對所述CAN總線信息采集模塊采集的各種信息進行處理,并進行對應管理控制;所述CAN總線信息輸出通信模塊用于將所述CAN總線信息采集模塊采集的各種參數和所述電池狀態管理模塊處理結果傳遞至人機交互裝置。本發明的系統可以更好的監控鋰電池狀態,并進行針對管理,從而提高鋰電池運行過程中的安全性。
本發明公開一種純相磷酸鈦鋰正極材料的制備方法,以丙酮和酒精混合溶液為溶劑,以鈦酸丁酯為鈦源,磷酸二氫銨為磷酸源,二水合乙酸鋰為鋰源制備得到純相磷酸鈦鋰,本發明制備的純相磷酸鈦鋰結晶度高,無其他雜質元素,粒子較小,更便于離子的嵌入和脫出,很好的改善了磷酸鈦鋰材料本身具有的離子遷移率低的特性,使其具有放電比容量高,倍率性能好,循環壽命長等優異的電化學性能。本發明所述的制備方法具有簡單易行,節約能源,重復性好,條件溫和等優點,為合成聚陰離子型的NASICON型化合物提供了新的制備方法。
本發明公開了一種硅膠墊,所述硅膠墊為L形板面結構,所述硅膠墊的兩板面的面之間形成夾角,所述硅膠墊內設有密閉空心室。在制備鋰離子電池的化成工藝中,采用本發明的硅膠墊扣設在電芯的深坑面上,使硅膠墊的長邊板面中的空心室覆蓋住電芯的主體部分,使硅膠墊的短邊板面扣在電芯的頭部,短邊板面的底端抵住頂封邊。電芯隔膜采用涂膠隔膜,結合高溫夾具化成,能對電芯頭部與電芯主體進行無壓差的化成,化成后電芯頭部的隔膜能與極片進行緊密的粘結。以此減小充放電過程中鋰離子的傳輸路徑,確保多次充放電后不會產生析鋰。本發明的硅膠墊結構簡單,應用方法簡便可行,便于實現量產。本發明應用于電池技術領域。
本發明公開一種具有多孔星形形貌的鋰離子電池正極材料LiFePO4及其制備方法。本發明的制備方法包括如下步驟:將鋰鹽、鐵鹽和磷酸鹽混合成溶液,再加入形貌調控劑進行水熱反應,然后進行預燒、煅燒得到本發明的LiFePO4。本發明采用一步水熱法通過自組裝制備具有多孔星形形貌的LiFePO4,它不僅有效提高活性粒子的比表面積,增大活性粒子的有效電化學接觸面積,還提高活性粒子的電子電導率和離子傳導率,同時克服了目前納米級LiFePO4材料容易團聚的缺點,從而在保證LiFePO4具有高容量的同時,能有效地提高其振實密度和體積比容量,滿足動力鋰離子電池大倍率、快速充放電的使用要求。
本發明公開了一種鈮(Nb)摻雜的富鋰錳基層狀氧化物正極材料,其化學式為Li1.20?xNbxMn0.54Co0.13Ni0.13O2(0≤x≤0.10)。本發明采用聚合物模板法制備,主要步驟如下:將干燥的交聯聚(丙烯酰胺?甲基丙烯酸)微球浸泡在含有尿素的Mn2+、Co2+和Ni2+離子的水溶液中,溶液吸附完全后,加熱干燥;將干燥后的微球加入含有鋰鹽和鈮鹽的溶液中,加熱去除水分,得到富鋰正極材料前驅體;將所得前驅體在空氣中高溫煅燒得到產物?鈮摻雜的富鋰錳基層狀氧化物正極材料。本發明使用交聯聚合物微球為模板,原位合成過渡金屬氫氧化物納米顆粒,可以有效調控富鋰錳基層狀氧化物正極材料的形貌,極大改善其電化學性能,并且本發明制備工藝簡單,顆粒形貌重現性好,適宜于工業化生產。
本發明公開了一種大容量鋰電池及其應用,所述大容量鋰電池包括正極、負極和電解質溶液;其中,所述正極為LiCF3SO3,所述負極為LiMn2O4,所述電解質溶液為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、乙酸丙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、聚二氟乙烯、聚酰胺或上述的組合。與現有技術相比,本發明提供的鋰電池用于電動汽車中,不僅能使大容量鋰電池大幅度降低原材料成本,使其具備較強的市場競爭優勢,而且有助于提升大容量鋰電池的推廣應用。
本實用新型公開了一種軟包動力鋰離子電池模組,包括模組框架、若干條形鋰離子電芯、若干硅膠條、面板和匯流排組,其中,所述各鋰離子電芯間夾設硅膠條,所述鋰離子電芯沿模組框架長度及寬度方向分別并排布置于模組框架內,所述鋰離子電芯的極耳線性排列成極耳串并通過匯流排組連接成軟包動力鋰離子電池模組正負極,所述模組框架一端裝有面板,所述匯流排組布置于面板上。與現有技術相比,本實用新型提供的軟包動力鋰離子電池模組具有較高的比強度,整體體積較小,具有優良的耐熱性能、耐磨蝕性能、高抗沖擊性能,加工方便簡單,便于安裝,生產成本低,經濟環保等特點。
本發明公開了一種摻雜型大顆粒鎳鈷錳酸鋰的制備方法,包括:將鎳鈷錳酸鋰的前驅體與摻雜元素M的化合物于高速混料機進行混合,高速混料機以正反交替的方式運轉,轉速為1000~5000轉/分,以得到10~100nm的非定形態超細顆粒;將所得非定形態超細粉末進行燒結,快速冷卻,得到摻雜M元素的鎳鈷錳酸鋰前驅體;將所得摻雜M元素的鎳鈷錳酸鋰前驅體與鋰鹽混合,并于1~5MPa的氧壓環境進行燒結,快速冷卻,即得。本發明的方法工藝簡單、操作方便、環境友好,且制備出電化學性能優異、循環性能好、振實密度大的摻雜型大顆粒鎳鈷錳酸鋰材料,用于鋰離子電池時呈現優異的物理性能、結構穩定性和充放電循環性能,有良好的應用前景。
本發明公開一種鋰離子電池生物質碳負極材料的制備方法及產品,其中方法是以生物質綠豆皮為前驅體,制備具有分層孔徑結構的鋰離子電池生物質碳負極材料的方法,其先采用綠豆皮制得碳前驅體,再將碳前驅體活化得到活化前驅體,活化前驅體進一步活化即得目標產物。本發明還提供上述方法制得的鋰離子電池生物質碳負極材料,及包含制得的鋰離子電池生物質碳負極材料的負極漿料。本發明制得的生物質碳負極材料,其孔徑結構豐富,能縮短鋰離子擴散距離,加快鋰離子擴散速率,從而提高鋰離子電池容量、倍率性能、循環性能。
本發明公開了一種鋰電池涂覆隔膜的制備方法,包括以下加工步驟:步驟S110、制備復合粉體,將有機高分子聚合物粉體與無機粉體按照一定比例混合碾磨到D90<2μm,形成復合粉體;步驟S120、制備隔膜涂覆漿料,將步驟S110中制備的復合粉體與純水、分散劑、潤濕劑、增稠劑和粘合劑按照一定比例攪拌混合均勻,得到隔膜涂覆漿料;步驟S130、將步驟S120中得到的隔膜涂覆漿料涂覆在市售的鋰電池聚乙烯基膜或聚丙烯基膜上,烘干,即得成品。有益效果在于:通過該方法生產出的鋰電池涂覆薄膜重量輕、吸水性低且耐熱性好,使用效果好,且可降低運輸成本;較現有的有機高分子鋰電池涂覆隔膜降低了生產成本,可對鋰電池生產成本的控制產生積極影響。
本發明公開了一種鋰離子電池專用膠帶及其應用,鋰離子電池專用膠帶包括防護層、基材層和粘結層,所述防護層為聚酰胺薄膜,所述基材層由上層和下層組成,上層為PET聚酯薄膜,下層為聚丙烯薄膜;在電芯外層隔膜表面全區域纏繞包覆鋰離子電池專用膠帶,將膠帶包覆的電芯入殼、注入電解液、老化、二封制得鋰電池。通過采用所述鋰離子電池專用膠帶,本發明鋰離子電池專用膠帶可以增加電芯的安全性能,減少電芯在充放電使用過程中產生的形變,以及極片的膨脹,從而可以改善正負極片界面,提高所述電芯的電化學性能。
本發明公開一種三維多孔納米碳復合錳酸鋰球形正極材料及其制備方法。以聚(丙烯酰胺-丙烯酸)微凝膠球為模板,將Mn2+離子吸附在微凝膠三維高分子網絡內的羰基(-COO-)基團上;升高聚(丙烯酰胺-丙烯酸)微凝膠球中的pH值,使Mn2+離子原位水解,生成Mn(OH)2晶核,沉積在三維高分子網絡形成的空間中,形成納米復合聚合物微球;將所得的納米復合聚合物微球置于管式爐中,惰性氣氛下高溫煅燒,制備三維多孔納米碳復合錳酸鋰球形正極材料。本發明提供的正極材料具有優異的高溫循環性能和大倍率充放電性能等優點,可廣泛應用于鋰電池生產。
本發明公開了一種磷酸鐵鋰電池生產環節正極廢舊材料的回收修復和再利用的方法。本發明包括如下步驟:首先將回收得到的磷酸鐵鋰正極片置于堿性溶液中,待鋁箔完全分離后,將鋁箔從堿性溶液中分離,接著對堿性溶液中的磷酸鐵鋰正極混合材料過濾、洗滌,然后干燥,球磨,過篩。過篩后的磷酸鐵鋰正極混合材料粉末浸泡在有機溶劑中,攪拌,除去混合材料中的粘結劑,再過濾,洗滌處理,干燥后進行焙燒和煅燒等熱處理,得性能優良的磷酸鐵鋰正極材料。本發明能夠將廢品磷酸鐵鋰實現修復,得到與新制備產品相當的電學性能,并能最大程度地保留鋁箔便于鋁廠回收,整個流程中所需要的熱處理溫度相對較低,工藝簡單、環保。
本發明公開了一種基于硅藻土的鋰硫電池正極材料及其制備和應用方法,該正極材料以硅藻土為骨架,將單質硫注入硅藻土中得到載硫復合材料,再對該載硫復合材料進行導電物質包覆。利用硅藻土能夠有效減少多硫化物的溶解并抑制硫在充放電過程中的體積膨脹,改善了鋰硫電池的循環性能。導電物質的包覆增強了材料的導電性,提高了鋰硫電池的容量。本發明制備工藝簡單,并且硅藻土屬于天然的環保材料,成本低廉,利于鋰硫電池產業化。同時,硅藻土的引入也推動了非金屬礦物的產業轉型與升級。
本發明公開了一種高能量密度正極極片及其鋰離子電池的制備方法,由集流體、正極活性材料、導電劑、粘結劑組成,所述正極活性材料為鈷酸鋰(LiCoO2)、鎳酸鋰(LiNiO2)、錳酸鋰(LiMn2O4)、鎳鈷錳酸鋰(LiNi(1?x?y)CoxMnyO2)、鎳鈷鋁酸鋰(LiNi(1?x?y)CoxAlyO2)、富鋰錳(xLi[Li1/3Mn2/3]O2·(1–x)LiMO2,M為過渡金屬)中的兩種;所述正極活性材料、導電劑、粘結劑的質量比:93?99:0.5?4:0.5?3;所述兩種正極活性材料的質量比為30?85:15?70;本發明根據兩種正極活性材料的性能不同,調整兩者比例,可以有效地發揮兩種正極活性材料的優點,實現揚長避短的目的;本發明制備的鋰電池能夠在提升能量密度的同時,還可以顯著地改善電池的循環性能及安全性能,滿足市場要求。
本發明公開了用仲酰胺/烷基酯復合溶劑從含鈣鹵水中分離鈣提取鋰的萃取體系、萃取方法和其應用。萃取體系中含有仲酰胺和烷基酯分別由其單一化合物或兩種以上的混合物組成,分子中碳原子總數分別為12~18和8~20,萃取體系的凝固點小于0℃。在有機相與鹵水相體積比1~10:1、鹵水密度為1.30~1.56g/cm3、鹵水pH值1~7和溫度0~50℃下進行單級或多級逆流萃取,反萃取得到低鈣鋰比水相,經過濃縮、除雜與制備,分別得到氯化鋰、碳酸鋰和氫氧化鋰。本發明的優異效果:仲酰胺萃取劑分子結構簡單,容易生產,烷基酯改進復合溶劑的粘度等性質;Li+多級萃取率高,鋰鈣分離系數大,用水反萃取酸堿消耗??;萃取分離工藝流程短,萃取體系溶損小,適合于油田鹵水開發。
本發明公開了一種鋰離子?電子混合導體改性三元正極材料及制備方法,三元正極材料的表面為一層含鋰的磷酸鹽,該包覆層的主要成分磷酸鎂鋰為鋰離子導體材料,具有較好的鋰離子電導性能,通過三價、四價金屬離子或者F離子的摻雜可以提高包覆層的電子電導率,從而使得包覆層同時具有較好的鋰離子和電子傳導性能,改性后的三元正極材料不僅可以實現在較高的電壓下工作,大幅提高電池容量,而且其循環性能、倍率性能、過充性能及安全性能都得到很大改善。
本發明公開了一種球形高電壓鎳錳酸鋰正極材料[Li(Ni0.5-XMn1.5MX)FyO4-y]1-Z?[NO]Z的制備方法。其步驟為:將鎳鹽、錳鹽溶液均勻混合,再將混合好的金屬鹽溶液與絡合劑溶液、沉淀劑溶液一起并流加入帶有底液和保護氣體的反應釜中進行共沉淀反應,充分反應后對溢出料進行固液分離,將分離后的固體物料陳化,陳化后對固體物料進行固液分離,得到球形鎳錳二元前驅體;然后將鋰源與鎳錳二元前驅體和M源化合物混合均勻,在富氧氣氛條件下進行兩次燒結,退火,得到高電壓球形鎳錳酸鋰。本發明制備的材料形貌成球形,具有高電壓、高壓實、高容量,倍率性能和高溫循環性能優良,材料成本低等優點。
本發明公開了一種鋰離子電池用非水電解液,其特征在于,包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑,所述添加劑為結構式1、結構式2所示的化合物中的一種或兩種,其中R1?R4、R5?R10獨立地選自H、鹵原子、碳原子數為1~5的烷烴基、碳原子數為2~5的不飽和烴基、碳原子數為1~5的烷氧基、碳原子數為2~5的烷?;械囊环N,烷烴基、不飽和烴基、烷氧基、烷?;械腍可部分或全部被鹵原子、氰基、羧基、磺酸基中的一種或幾種取代。本發明提供一種新型的鋰離子電池非水電解液,所述電解液能夠顯著地提高鋰離子電池的低溫放電性能以及倍率性能,同時可明顯地改善鋰離子電池的循環壽命以及高溫存儲性能。
本發明公開一種界面修飾的固態鋰電池,包括復合正極、金屬鋰負極和固體電解質,固體電解質的一側和復合正極緊密結合,另一側和金屬鋰負極通過高濃度鋰鹽?乙腈溶液緊密結合;復合正極設置有正極集流體,金屬鋰負極設置有負極集流體;還公開一種界面修飾的固態鋰電池的制備方法,包括制備復合正極,制備固體電解質,組裝金屬鋰負極,其中金屬鋰負極用高濃度鋰鹽?乙腈溶液潤濕,最終制備成固態鋰電池。本發明可以改善正極中的離子電導率,有利于減小正極、負極和固體電解質的界面阻抗,固態鋰電池在室溫下的倍率和循環性能都得到了提高。
本發明公開了用仲酰胺型溶劑從含鎂鹵水中分離鎂提取鋰的萃取體系、萃取方法和其應用。萃取體系中含有仲酰胺由其單一化合物或兩種以上的混合物組成,其中R1選自C2~C12烷基或含有單環結構的C3~C12環烷基,R2選自C1~C11烷基或含有單環結構的C3~C11環烷基,分子中碳原子總數為12~18,萃取體系的凝固點小于0℃。在有機相與鹵水相體積比1~10:1、鹵水密度為1.25~1.38g/cm3和溫度0~50℃下進行單級或多級逆流萃取,反萃取得到低鎂鋰比水相,經過濃縮、除雜與制備,分別得到氯化鋰、碳酸鋰和氫氧化鋰。本發明的仲酰胺分子結構簡單,Li+多級萃取率高,鋰鎂分離系數大;用水反萃取,酸堿消耗大大減少;萃取分離工藝流程短,萃取體系溶損小,具有工業應用價值。
本發明公開一種表面包覆硅酸鋁鋰和表層摻雜氟的高鎳材料,包括硅酸鋁鋰包覆層和高鎳三元材料中心層,包覆層厚度為1nm~200nm,并摻雜有氟元素。同時公開一種高鎳材料的制備方法,包括混合,干燥過篩,加鋰燒結,加氟熱處理。本發明硅酸鋁鋰快離子導體材料包覆層具有好的鋰離子導電性能,通過氟離子的摻雜取代包覆層或者高鎳材料中的氧,從而提高材料的電子電導率,最終使得高鎳材料表面同時具有較好的鋰離子和電子傳導性能,有利于鋰離子電池正極材料的倍率性能的發揮,本發明的制備方法成本低、工藝簡單,易于實現產業化。
本發明公開了用仲酰胺/烷基醇復合溶劑從含鎂鹵水中分離鎂提取鋰和硼的萃取體系、萃取方法和其應用。萃取體系中含有仲酰胺和烷基醇分別作為萃取鋰和硼的萃取劑由其單一化合物或兩種以上的混合物組成,分子中碳原子總數分別為12~18和8~20,萃取體系的凝固點小于0℃。在有機相與鹵水相體積比1~10:1、鹵水密度為1.25~1.38g/cm3、鹵水pH值0~7和溫度0~50℃下進行單級或多級逆流萃取,反萃取得到低鎂鋰比水相,經過濃縮、除雜與制備,分別得到氯化鋰、碳酸鋰、氫氧化鋰和硼酸。本發明的仲酰胺分子結構簡單,由烷基醇改進的復合溶劑能同時萃取鋰和硼;多級萃取率高,用水反萃取,酸堿消耗大大減少;萃取分離流程縮短,萃取體系溶損小,具有工業應用價值。
本發明公開了一種鋰電池安全裝置,采用的技術方案是,本發明通過導熱桿將鋰電池內的溫度傳遞至溫度傳感器內,通過溫度傳感器將數據反饋給第一單片機,當溫度達到一定數值時,第一單片機啟動散熱風扇,通過散熱風扇對鋰電池內部進行散熱,通過氫弗檢測傳感器對鋰電池內產生的氣體進行檢測,并將檢測信息傳遞至第二單片機,氫弗含量超出設定值時,第二單片機將控制第一單片機,通過第一單片機啟動電加熱管,通過電加熱管溫度升高將低熔點分隔板進行熔斷,將堿性粉塵放置槽內的堿性粉塵進入鋰電池內進行酸堿中和,避免鋰電池內的電解液發生膨脹,通過第二單片機反饋給使用人員,使用人員通過轉動按鈕對鋰電池進行斷電保護。
一種無鈷正極材料及其制備方法與鋰離子電池。無鈷正極材料的分子式為Li1+nNixMnyMzO2,其中:x+y+z=1,0.5≤x<1.0,0<y<0.5,0≤z≤0.1,?0.1≤n≤0.5;M為除Co外的Al、Mg、Sr、Ti、Fe、Sc、V、Y、Zr、Nb、Mo中一種或多種。制備方法包括如下步驟:將包括鎳源、錳源、鋰源、M源、成核劑氧化石墨烯水凝膠、沉淀劑和絡合劑在內的原料混合制成混合溶液,在原料混合溶液水熱過程中施加微波場;保護氣氛下水熱反應得到正極材料過程樣;過程樣在含氧氣氛中燒結得到所述無鈷正極材料。本發明通過調控微觀形貌,優化制備工藝,使材料性能提升,同時節省了成本,又簡化了制程;采用本發明的無鈷正極材料制得的鋰電池,具有優異的化學穩定性和電性能。
本發明公開一種高純度雙氟草酸硼酸鋰的制備方法。依次通過1)預反應、2)催化、3)氮氣置換、4)減壓反應、5)過濾、6)分子篩除水、7)萃取、8)減壓蒸發、9)重結晶、10)真空干燥等步驟,獲得高純度的雙氟草酸硼酸鋰,本制備方法只需添加一種催化劑,條件溫和,產率高,純度高,可滿足高品質鋰離子電池電解質的生產需求。
本發明涉及一種二氧化硅/二氧化鈦氣凝膠復合材料的制備方法,本發明還涉及二氧化硅/二氧化鈦復合氣凝膠在鋰離子電池負極材料中的應用。所述的二氧化硅/二氧化鈦復合氣凝膠由二氧化硅和二氧化鈦的納米顆粒組成,及二氧化硅/二氧化鈦的復合顆粒組成。所得的二氧化硅/二氧化鈦復合氣凝膠樣品密度低,機械性能穩定,親水性好。本發明制備工藝簡單,成本低,適合實現工業化生產。用該材料做鋰離子電池負極材料,具有比容量高、循環性能穩定的優點。復合氣凝膠具有很高的孔隙率和很好的機械性能,緩解循環過程中電極材料的體積變化,解決了循環過程中顆粒團聚的問題,因而提高了電化學循環穩定性,是一種具有廣闊應用前景的鋰離子電池負極材料。
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