本發明公開了一種內親鋰型多重限域/誘導鋰負極及其制備方法和應用,包括平板金屬集流體、復合在平板金屬集流體表面的活性層;活性層包括膠粘劑以及分散在膠粘劑中的多重限域/誘導3D碳復合骨架材料,所述的碳復合骨架為類石榴狀多重薄壁碳層封裝結構,即通過微米中空碳球對數顆納米復合碳球封裝而成;所述的納米復合碳球為納米中空碳球內壁嵌有強親鋰性的貴金屬納米粒子結構,微米中空碳球為直徑微米級摻氮碳球體;所述的碳復合骨架具有豐富的裝填腔室,該腔室內填充有鋰金屬單質。本發明通過物理限域和選擇性誘導鋰沉積在中空碳骨架內腔來改善大電流下鋰的沉積不均勻性,降低體積效應和界面副反應,提升鋰金屬負極的庫倫效率和循環穩定性。
本發明公開了一種正極補鋰劑、正極片以及制備正極補鋰劑的方法,所述正極補鋰劑的分子式為Li5FeaMbO4,其中0.1≤a≤0.9,0.1≤b≤0.9,a+b=1,元素M為Ni、Co、Mn、Cu中的一種或多種;所述正極補鋰劑的中心為Fe元素,由中心至材料表面具有M元素的濃度梯度分布。該正極補鋰劑表面堿度低,界面穩定,補鋰容量高,可有效提高鋰離子電池的能量密度。
本發明公開了一種鋰層摻雜二價陽離子的富鋰錳基正極材料的制備方法,屬于鋰離子電池正極材料領域。本發明通過將硫酸錳溶液和過硫酸銨溶液混合均勻,轉移至反應釜中,水熱反應后,離心、洗滌和干燥得到納米棒狀β?MnO2前驅體;隨后將前驅體加入溶有鋰鹽和二價陽離子鹽(Mg2+或Ca2+)的無水乙醇中,超聲、攪拌、干燥和研磨后放入馬弗爐煅燒,冷卻后加入到溶有脂肪酸的無水乙醇中,攪拌、離心、洗滌和干燥后并置于管式爐中煅燒,冷卻后得到鋰層摻雜二價陽離子的富鋰錳基正極材料。所述富鋰錳基正極材料不僅可以改善材料的結構穩定性,抑制電壓平臺的衰減,還能提高電子電導率,極大地提高其循環性能和倍率性能。
一種硅酸鋰包覆的鎳鈷鋁酸鋰正極材料及其制備方法,所述材料中硅酸鋰的質量百分含量為1~10wt%,硅酸鋰形成厚度2~20nm的包覆層包覆在鎳鈷鋁酸鋰上;所述正極材料為粒徑5~15μm的球形顆粒。所述方法,包括以下步驟:(1)在有機溶劑中加入硅源,攪拌均勻,加入水,再加入氫氧化鎳鈷鋁,加熱攪拌反應,蒸干,得二氧化硅包覆的氫氧化鎳鈷鋁前驅體粉末;(2)將二氧化硅包覆的氫氧化鎳鈷鋁前驅體粉末與鋰鹽研磨混勻,置于管式爐中,在氧化性氣氛下,進行兩段燒結,即成。本發明正極材料具有較好的循環穩定性和大倍率放電性能;本發明方法能有效降低常規包覆時表面殘鋰的問題,成本低,工藝簡單,適宜于大工業生產。
本發明公開了一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料回收制備磷酸鐵錳鋰的方法,包括以下步驟:1)將廢舊磷酸鐵鋰電池放完殘余電量,將電池拆解后,將正極片取出、洗滌、烘干、焙燒后,將磷酸鐵鋰和鋁箔分離;2)通過控制酸的加入量,將分離的磷酸鐵鋰酸浸,過濾分離不溶的磷酸鐵和氧化鐵,得到濾液;3)對濾液進行分析,調節元素摩爾比為nLi : nFe+Mn : nP=1 : 1 : 1,配入錳源和磷源后;調節pH值,得到沉淀;將沉淀烘干后,加入碳源后進行混合,得到預燒料;4)將預燒料在非氧化性氣氛下固相燒結處理得到磷酸鐵錳鋰鋰離子電池正極材料。該方法具有工藝簡單、環保、產品性能好等優勢。
一種磷酸鐵鋰體系鋰離子電池,鋰離子電池包括殼體、安裝在所述殼體內的疊片芯體和填充在殼體內的電解液,所述疊片芯體包括正極片、負極片和設置在所述正極片和負極片之間的隔膜,所述正極材料包括正極活性物質,所述負極材料包括負極活性物質,所述正極活性物質為磷酸鐵鋰材料,所述負極活性物質包括天然石墨、人造石墨、中間相炭微球、聚合物炭中的至少一種,所述電解液中的電解質包括LiPF6、LiBF4和LiAsF6中的一種或者多種。本發明提供一種易于量產、循環優異的高能量密度磷酸鐵鋰體系鋰離子電池。
本發明公開了一種氧化鋁修飾的石墨烯鋰離子電池負極材料及其制備方法,屬于鋰離子電池負極材料技術領域。所述的氧化鋁修飾的石墨烯鋰離子電池負極材料包括以下原料:納米硅粉、碳纖維、石墨烯、碳納米管、碳酸乙烯酯、氧化鋁、聚丙烯酸;所述的鋰離子電池負極材料是經過超聲處理、磁力攪拌、微波處理、高溫煅燒等步驟制成的。本發明通過以碳酸乙烯酯、氧化鋁、聚丙烯酸構成的補強體系,提高氧化鋁修飾的石墨烯鋰離子電池負極材料的嵌鋰容量、脫鋰容量、首次庫倫率和循環性能。
本發明屬于廢舊鋰離子電池回收領域,具體公開了一種廢舊鋰電池正極材料的亞臨界預提鋰方法,將包含廢舊鋰電池正極粉、水和多羥基醇的混合溶液加熱,使其中的水處于亞臨界狀態,維持在該亞臨界狀態,進行預提鋰處理,處理完成后經固液分離,獲得提鋰液;所述的多羥基醇中的醇羥基數大于或等于2;所述水和多羥基醇中,多羥基醇的體積分數大于或等于30%。研究表明,本發明方法,鋰的浸出率高達100%,而其它金屬幾乎全部留在渣相中。此工藝極大地減少了鋰金屬的損失,為廢棄鋰資源的循環利用提供了新的途徑。
本實用新型公開了一種高絕緣性防止鋰電池正負極接觸的軟包鋰電池放置箱,包括放置箱和蓋子,所述放置箱的底端固定連接有外殼,所述放置箱的內部左右兩側均開設有通槽,所述外殼的內部底端左右兩側均固定安裝有電動伸縮桿且電動伸縮桿的頂端固定連接有頂板,所述外殼的內部位于電動伸縮桿的兩側均固定連接有滑桿且滑桿的外側壁上均滑動連接有滑套,所述放置箱的左右兩側均固定連接有連接塊且連接塊的內部均開設有開口槽,所述蓋子的底端左右兩側均固定連接有插入塊且插入塊的底端均開設有螺孔,本實用新型方便取出和放入軟包鋰電池,并且高絕緣能很好的防止鋰電池正負極接觸,而且蓋子的關閉十分牢靠。
本發明公開了一種鎳鈷錳酸鋰和磷酸鐵鋰混合廢料選擇性回收工藝,包括以下步驟:將鎳鈷錳酸鋰和磷酸鐵鋰混合廢料干燥,粉碎,過篩,得到混合粉料;將混合粉料加入酸溶液中,再加入轉化劑,酸浸處理,過濾,分別得到磷鐵石墨渣和含鎳鈷錳磷鐵鋰濾液;將沉淀劑和轉化劑加入含鎳鈷錳磷鐵鋰濾液中,調節pH,過濾,分別得到磷酸鐵渣和含鎳鈷錳鋰濾液;調節含鎳鈷錳鋰濾液的pH,過濾,分別得到鎳鈷錳渣和含鋰濾液,對鎳鈷錳渣水洗、干燥,得到鎳鈷錳碳酸鹽或氫氧化物;將磷酸鈉加入含鋰濾液中,提鋰,過濾,分別得到沉鋰后液和磷酸鋰。本發明可對含鎳鈷錳的磷酸鐵鋰廢料進行選擇性回收,鋰浸出率可達99%,鎳、錳浸出率超過95%。
一種磷酸鐵鋰廢料提鋰殘渣再生磷酸鐵的方法,涉及廢舊鋰離子電池回收利用技術,按以下步驟進行:將在PH1.5?2.0條件下的提鋰殘渣按質量比1/3?5的量加水調成料漿,將料漿用鹽酸調PH0.5?1.0,攪拌反應,使料漿固相的鐵溶解,將所得料漿經壓濾、洗滌,將壓濾所得液體,加入磷酸三鈉或氯化鐵,再用氫氧化鈉溶液沉淀磷酸鐵;然后后進行壓濾洗滌,濾餅為粗制磷酸鐵,再逆向洗滌三次,得到純凈的磷酸鐵濾餅,經烘干、粉碎為電池級磷酸鐵產品。本發明克服了現有技術缺陷,工藝流程簡單,物耗小,產品純度高,磷酸鐵直接收率93%以上,廢水量減少75%以上,生產成本降低25%左右,并投入到產業化運用。
本發明涉及一種鋰離子電池LiCoO2正極薄膜的制備方法,技術特點在于:以金屬鈷、硝酸鈷、氯化鈷作為鈷源,以氫氧化鋰作為鋰源,在金屬鈷、鎳、鉭、鈮或鉑等基體上制備出LiCoO2薄膜電極。整個反應在水溶液中進行,鈷離子和鋰離子擴散、吸附、反應和晶化速度快,同時可通過調節電極電位可改變生成LiCoO2的電極反應速度,達到提高反應速率和效率的目的??蓪崿F在密閉的反應釜中,低于200℃下,一步制備出純度高、粒度分布均勻、電性能優良的LiCoO2薄膜電極。這種低能耗、環保的制備工藝,為制備LiCoO2薄膜電極及其它薄膜電極材料提供了新的研究思路,具有較大的實用價值。
本發明公開了一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰前驅體磷酸鐵的制備方法。是按亞鐵離 子和磷酸根離子的化學計量比為0.8-1.2∶1,將濃度為0.05-2mol/L的亞鐵離子水溶液和磷 酸根水溶液以400-1000mL/h的速度同時加入反應器中,在反應溫度為50-90℃、攪拌速度為 400-1200rpm條件下,反應0.2-2h;再加入化學計量過量的雙氧水,反應0.2-2h,再經陳化 2-8h、過濾和洗滌、干燥;得到帶兩個結晶水的磷酸鐵粉末。所得磷酸鐵的總鐵含量(Fe) 為29.5-30.5%,P為16.0-16.9%,粒徑為0.1-1μm,D50為1-5μm。本發明操作過程簡便、設 備簡單、易于控制、能耗低,粒徑分布均勻、細小,反應活性高,適用于制備鋰離子電池正 極材料磷酸鐵鋰。
本發明提供一種磷酸硅鋁?硫復合材料及其制備方法、鋰硫電池正極和鋰硫電池。磷酸硅鋁?硫復合材料的制備方法:擬薄水鋁石漿液與磷酸溶液混合進行反應得到第一溶液;將鋁鹽溶液與硅源溶液混合后調節pH至堿性,加入第一溶液、環己胺和氫氟酸得懸濁液,加熱進行反應,調節pH至中性或弱堿性,繼續反應得到磷酸硅鋁模板;將磷酸硅鋁模板與硫?水懸浮液混合,加熱反應得復合材料,將復合材料熱處理。磷酸硅鋁?硫復合材料,使用所述的制備方法制得。鋰硫電池正極,使用磷酸硅鋁?硫復合材料制得。鋰硫電池,包括所述的鋰硫電池正極。本申請提供的磷酸硅鋁?硫復合材料,能很好解決鋰硫電池體積膨脹問題,能量密度更高,電化學循環穩定性能好。
為克服現有鋰離子二次電池存在形成SEI膜過程中容量損失以及現有補鋰方式操作要求苛刻,補鋰效果不理想的問題,本發明提供了一種鋰離子電池正極片,包括第一集流體、補鋰層和正極活性層;所述補鋰層位于所述正極活性層和所述第一集流體之間;所述補鋰層中包括還原性鋰化合物,所述還原性鋰化合物包括L?抗壞血酸鋰、D?異抗壞血酸鋰、焦亞硫酸鋰、亞硫酸鋰和植酸鋰中的一種或者多種。同時,本發明還公開了上述正極片的制備方法及應用該正極片的鋰離子電池。本發明的技術方案減少了首次充放電過程中正極活性層的鋰損失,提高了電池的能量密度。
本發明屬于鋰金屬電池技術領域,尤其涉及一種鋰金屬負極片及其制備方法以及鋰金屬電池,一種鋰金屬負極片的制備方法,包括以下步驟:步驟S1、將含氮化合物溶解于有機溶劑中得到氮化液;步驟S2、將鋰金屬材料浸泡于氮化液中制得鋰金屬負極片。本發明的一種鋰金屬負極片的制備方法,先對鋰金屬材料進行預活化,使含氮化合物與鋰金屬充分接觸形成富含鋰氮化物且致密的SEI層,顯著提升電池的首次庫倫效率和循環壽命,有效抑制鋰枝晶的形成。
本發明公開了一種鋰電池負極片,包括片狀的集流體,所述集流體包括集流體本體和極耳片;所述集流體本體包括中空且四周封閉的框架,在所述集流體的上、下兩表面分別設置鋰帶,所述鋰帶的外周與集流體本體的外邊框重合。其制備方法為:將金屬箔或者金屬網模切出集流體本體框架的內邊框;在集流體本體框架的雙面與鋰帶輥壓復合,得到復合鋰帶;將復合鋰帶按集流體的外邊框模切,得到鋰電池負極片。本發明還公開了一種鋰電池,包括前述的鋰電池負極片。本發明提供的鋰電池負極片相比于純鋰負極片,由于集流體四周封閉的框架的存在,能在循環末期也可保持負極結構的完整性,電池循環壽命大幅提升。
本發明公開了一種改性包覆鋰電池用磷酸鐵鋰材料的制備方法,所述磷酸鐵鋰表面包覆有高分子纖維骨架,所述高分子纖維骨架中填充有納米金屬線;其中,所述高分子纖維骨架通過熔融紡絲法制備而得。本發明方案采用的高分子纖維骨架包覆方法相較于傳統的致密碳包覆,多孔改性高分子導電薄膜,電解液能充分填充到孔洞中,有利于增大電極與電解液間的接觸面積,使磷酸鐵鋰的導電性能更加優異,同時,本發明方案的磷酸鐵鋰材料具有較高的壓實密度;同時,包覆的熱致液晶高分子纖維,具有良好的非吸濕性、極低氣溫下的高機械物理性、耐濕耐磨耗性及較強的低溫特性,有利于提升磷酸鐵鋰材材料的低溫性能。
本發明公開了一種多元復合鋰電池正極材料及其制備方法和高能鋰電池,多元復合鋰電池正極材料通式為Li1+nV1-x-y-zCrxNbyMozO8,式中Li表示鋰,V表示釩,Cr表示鉻,Nb表示鈮,Mo表示鉬,0表示氧,N=-0.1-1.15,x=y=z=0.25-0.75。該多元復合鋰電池正極材料的制備方法如下:按計量加入含有NH4VO3、(NH4)3NbO(C2O4)3]·4H2O、(NH4)2Cr2O7;(NH4)6Mo7O24·4H2O后加熱高溫熔融后急冷于去離子水中形成V2O5、Nb2O5、Cr2O3、Mo2O3混合溶膠,在混合溶膠中加入LiOH充分混合后,噴霧干燥制得Li1+nV1-x-y-zCrxNbyMozO8粉體,再熱處理后即得Li1+nV1-x-y-zCrxNbyMozO8。本發明的多元復合鋰電池正極材料粒徑小,有利于電解液的滲透,在高倍率放電和充電條件下,材料的利用率和比容量更高。在200mA/g的電流密度下放電,該材料合成的電極同時具有很高的放電容量和很好的循環穩定性。
本發明公開了一種鋰電池正極材料鋰釩氧化物的制備方法,該鋰釩氧化物可以用Li1+αV3O8通式表示,0≤α≤0.25。將含V5+的釩化合物和具有還原性的有機酸在去離子水或者蒸餾水中攪拌;鋰源按照Li∶V=(1~1.25)∶3的摩爾比加入,混合溶液干燥后得到固體前驅物。該固體前驅物在氧化氣氛下,于250℃-500℃溫度范圍內加熱,可制備Li1+αV3O8納米材料。整個過程合成溫度低,能量損耗少,操作簡單,成本低,比較適合于大規模生產。本發明制備的Li1+αV3O8產品顆粒小,分布均勻,嵌鋰容量高,適合用作鋰電池的活性材料。
一種磷酸錳鋰-磷酸釩鋰復合材料的制備方法,將0.1~0.4mol/L的偏釩酸銨溶液以0.5~2.0L/h的速度加入至盛有0.05~0.20mol/L乙酸錳溶液的反應釜中,控制最終錳、釩元素摩爾比為Mn : V=1 : 2,控制反應溫度50~90℃和攪拌速度200~1200rpm,加料完成后,調節溶液pH至4~7,靜置,經過濾、洗滌后,干燥,得到MnV2O6·2H2O;將MnV2O6·2H2O、鋰源化合物、磷源化合物和復合碳源以錳、釩、磷、鋰、碳元素摩爾比為1 : 2 : 4 : 4 : 0.1~10的配比混合,球磨,干燥,燒結即成。本發明工藝流程簡單,所得產品質量好且穩定,成本低,特別適于較高電壓平臺鋰離子電池應用。
本發明公開了一種可用于鋰?空扣式電池的測試裝置,它包括:測試瓶、除雜裝置、鼓風裝置。其中測試瓶為圓柱形,分上下2個部分,且在連接層下有密封圈;瓶內有刀片與夾持裝置,且夾持裝置可以通過瓶體上的軟套進行操作,可以在密閉環境下劃破封口袋。在測試瓶外連接有除雜裝置,除雜裝置使用吸附劑去除空氣中的CO2和H2O并對除雜后氣體進行CO2與H2O檢測。除雜裝置與測試瓶密封連接,鼓風裝置將空氣鼓入除雜裝置,干燥并去除CO2后通入測試裝置中。本發明具有拆裝方便、制作成本低廉、氣氛穩定、可以實現鋰?空扣式電池使用空氣測試及全程隔絕CO2和H2O等優點。
本發明公開了一種液相沉淀法去除鋰離子電池富鎳材料表面鋰殘渣方法。包括下述步驟:將鋰離子電池富鎳材料分散在磷酸鹽溶液中,富鎳材料表面鋰殘渣與磷酸根離子結合形成沉淀,并在材料表面成核,通過煅燒形成表面包覆有致密的Li3PO4層材料。本發明方法制備得到的包覆層比傳統的包覆層更為均勻致密,材料的空氣中儲存性能得到明顯提升;富鎳材料吸濕性能得到改善的同時,降低了由電極材料帶入電解液中的水,材料結構穩定性將得到增強。此外,Li3PO4在電解液比電池材料都具有更好的穩定性,從而可更好的提高正極材料的綜合電化學性能。本發明制備過程簡單,流程短,生產成本低;制備的正極材料物理性能以及電化學性能優異。
本發明公開了一種具有空心結構的鋰離子電池用富鋰錳基正極材料及其制備方法,該富鋰錳基正極材料的分子式為Li1+x[NiaCobMn(1-a-b)]1-xO2,式中,0.1<x<1,0≤a<1,0≤b<1,0<a+b<1,所述Li1+x[NiaCobMn(1-a-b)]1-xO2為空心結構;該制備方法包括原料準備、制備前驅體、煅燒得到富鋰錳基正極材料的步驟。本發明富鋰錳基正極材料同時兼備良好的倍率性能和良好的循環性能,其制備工藝簡單、成本低、應用前景廣。
本發明公開了一種鋰離子電池用磷酸鐵鋰正極材料的制備方法,將鋰源、鐵源、磷源和摻雜源物質置于攪拌球磨機中混合,將混合料加入到雙螺桿擠出機中進行反應擠出,將擠出產物置于惰性氣氛爐中,在600~800℃下煅燒數小時,隨爐冷卻后得到的樣品即為磷酸鐵鋰材料,所得的磷酸鐵鋰材料比容量高(>140mAh/g,0.2C),循環性能良好。本發明工藝簡單,成本低廉,適合規?;a。
一種鋰離子電池正極材料鋰鎳鈷錳氧-富鋰型 層狀結構鋰離子電池正極材料,其化學分子式為: Li1+δ NixCoy MnzO2,其中1.02<1+δ<2,0.5<x+y+z<1。 其制備方法包括鎳鈷錳復合氧化物的制備、鎳、鈷、錳混合 鹽溶液的共沉淀、熱處理。采用本發明,原材料成本僅為 LiCoO2的1/3左右;可以獲得 鎳鈷錳分子級均勻分布的前軀體,可以得到高密度型球形前 軀體,從而提高電池的體積能量密度;工藝操作和控制簡單。 與傳統的LiCoO2材料的工作電 勢范圍(2.75-4.3V)相比,本發明的鋰鎳鈷錳氧正極材料可以 在較寬的電勢范圍內(2.75-4.6V)可逆充放電,并具有較高的 比容量。
本發明公開了一種磷酸鈦鋯鋰修飾富鋰材料及其制備方法,合成一種mLi[Li0.4Ni0.16Co0.16MnxZr0.1q]O2·nLiTiwZrq(PO4)3復合材料,在上述材料中磷酸鈦鋯鋰的質量百分含量為0.5~5wt%,厚度5~20nm。包括以下步驟:(1)將鋰源、鋯源與磷源分散到有機溶劑中(2)將鈦源、富鋰材料加到溶液中,并攪拌得黑色漿料;(3)真空干燥得預燒物;(4)研磨并在空氣氣氛燒結,得復合材料。本發明提高了富鋰材料的鋰離子電池電化學性能、倍率性能和循環性能。本發明材料組裝的電池,在2.0~4.6V,0.1C下,首次放電克容量達255.3mAh/g,1C下循環100圈,容量為224.9mAh/g,容量保持率達88.1%,大倍率下性能優異;本發明方法簡單,成本低,環境污染少,適于工業化生產。
本發明公開了一種鋰離子電池用錳摻雜磷酸氧釩鋰正極材料的制備方法。正極材料的名義組成式為LiMnxV1-xOPO4,摻雜量范圍0<x<0.1;制備方法是:將鋰源、錳源、釩源和磷源混合,加入到球磨介質和分散劑混合球磨4-6h,得到流變態膠狀物,60-80℃干燥2h,研磨成細粉,再于一定氣氛中于400℃-800℃燒結數6-10h,得到名義組成式的錳摻雜磷酸氧釩鋰粉體。本發明是利用易于商業化生產的流變相法,經過簡單的混合球磨干燥工藝,控制熱處理溫度和時間,制備出結晶性能良好、成分均勻的二次鋰離子電池用錳摻雜磷酸氧釩鋰正極材料粉體,室溫下首次放電比容量大于140mAh/g。與純磷酸氧釩鋰相比,本發明顯著提高了母體的循環性能特別是高倍率性能,同時適用于工業化生產。
本實用新型屬于鋰離子電池封裝技術領域,尤其涉及一種鋰離子電池極耳,包括金屬帶和相對應地貼合于所述金屬帶兩面的極耳膠,所述極耳膠包括露出電芯主體外的第一極耳膠部和封裝于所述電芯主體頂封邊的第二極耳膠部,所述第二極耳膠部的厚度大于所述第一極耳膠部的厚度。第一極耳膠部厚度較薄,質地柔軟,在封裝工藝折極耳時,第一極耳膠部不容易反彈,便于電芯組裝成電芯組;第二極耳膠部厚度較厚,質地較硬,封裝時溢膠量大,有利于極耳槽位填充。利用本實用新型的鋰離子電池極耳膠制備的鋰離子電池可有效改善封裝漏液異常以及電芯邊電壓不良和電芯腐蝕異常。
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