本發明涉及一種碳納米管脲醛樹脂碳包覆球形微晶石墨作為鋰離子電容器負極材料的應用,本發明中鋰離子電容器包括正極片、負極片、隔膜和電解液,其中負極片所用的負極材料為微晶石墨經過預處理、整形、提純和干燥步驟處理得到的球形微晶石墨材料,然后以此為原料制備鋰離子電容器。該鋰離子電容器在0.1C倍率下充放電時,首次充放電循環充電容量為396?mAh/g,0.1C首次效率高達96.5%。本發明所使用的原料廉價、生產周期短,具有明顯的社會和經濟效益、易于實現工業化生產。
本發明公開了含ZIF67衍生復合碳材料鋰硫電池正極材料及制備方法、含其的正極極片和鋰硫電池。制備方法包括:以ZIF67為前驅體,經高溫燒結碳化為具有金屬Co顆粒嵌入的氮摻雜分級孔碳材料,采用高溫硫化方法將復合多孔碳材料中的Co硫化為CoS2。鋰硫電池正極活性材料的制備方法包括:按質量比1:4稱取上述復合碳材料和單質硫,采用熔融法將單質硫熔滲到多孔碳材料內部,正極極片由質量比為80:10:10的鋰硫電池正極活性材料、超導碳、粘結劑LA133制成。鋰硫電池主要由上述正極極片、隔膜、電解液、金屬鋰負極極片組裝而成,得到的鋰硫電池具有優異的循環性能和倍率性能。
本發明公開了一種鋰離子電池正極材料磷酸亞鐵鋰的制備方法。將三價鐵源化合物、磷源化合物和金屬鋰按鐵:磷:鋰元素的摩爾比=1:1:1.1~1.9混合后置于密閉容器中,加入水控制水溶液中水與鋰的摩爾比為1:1~10:1;在室溫下攪拌0.1~20小時,金屬鋰與混合物中的水反應生成鋰離子并放出氫氣同時產生大量的熱能,氫氣將三價鐵離子還原成亞鐵離子,亞鐵離子與鋰離子及磷源化合物生成無定形態磷酸亞鐵鋰;經烘干后在400~700℃的溫度下煅燒2~20小時,制得磷酸亞鐵鋰成品。本發明合成溫度低,合成周期短,條件控制簡便,合成成本低、合成的磷酸亞鐵鋰顆粒細小并且粒徑分布均勻,離子導電性和電子導電性明顯得到提高,具有良好的大電流(1C)放電性能。
本發明公開了一種鈦酸鋰負極材料、制備方法、負極極片及鋰離子電池,鈦酸鋰負極材料包括固體量、分散劑以及分散介質;固體量與分散介質質量比為(0.2?0.6):(0.4?0.8);固體量包括鋰源、鈦源以及碳納米管;鋰源、鈦源以及碳納米管與分散劑質量比為1:(2?2.6):(0.005?0.04):(0.005?0.04)。制得的鈦酸鋰負極材料應用于負極極片,制成鋰離子電池時,其克容量高,倍率性能優越;適合工業化生產,應用前景廣闊。
本發明涉及一種用于預測錳酸鋰?鈦酸鋰電池剩余生命周期的方法。該方法先對某種型號規格的錳酸鋰?鈦酸鋰電池,進行指定次數的循環后,進行電性能檢測;然后拆解,獲得錳酸鋰?鈦酸鋰電池的正極材料、負極材料、隔膜和電解液中的一種或多種,并進行材料學檢測和/或分析化學檢測,建立關于錳酸鋰?鈦酸鋰電池電性能指標、材料學參數和/或分析化學參數與循環次數之間對應關系的標準數據庫;再取待測錳酸鋰?鈦酸鋰電池同樣進行拆解并進行相關檢測,進行比對,預估電池的剩余的循環次數。本發明綜合錳酸鋰?鈦酸鋰電池的電性能測試、電池組分的材料學檢測及分析化學檢測等手段,提出一套相對準確的評價錳酸鋰?鈦酸鋰電池性能衰減程度并預測剩余使用壽命的方法,為錳酸鋰?鈦酸鋰電池的梯次利用提供更為準確的評判依據。
一種鈦酸鋰負極片及其制備方法、鋰離子電容器、電池,鈦酸鋰負極片制備包括:配制負極漿料和獲取負極集流體基體;將負極漿料涂布在負極集流體基體表面,烘干,形成活性材料漿料層;涂有負極漿料層的負極集流體基體經碾壓、裁剪后,干燥后得到鈦酸鋰負極片,負極漿料的制備包括以下步驟:1)3~8重量份粘結劑、260~330重量份蒸餾水混合均勻后,加入導電炭黑混合后,攪拌1.5h~2.5h;2)向步驟1)制得的混合溶液中加入42~48重量份的鈦酸鋰,攪拌0.5h~1h;3)向步驟2)制得的混合溶液中加入40~46重量份的鈦酸鋰,攪拌0.5h~1h;4)調節漿料的布氏粘度至1500~2800cps,高速攪拌6~8小時;鋰離子電容器、電池具有前述鈦酸鋰負極片。
本實用新型涉及一種鋰電池隔膜干燥裝置及鋰電池隔膜制造系統。鋰電池隔膜干燥裝置包括支架;引導輥,所述引導輥裝設于所述支架上,且所述鋰電池隔膜繞過所述引導輥,所述引導輥用于促使所述鋰電池隔膜沿預定方向循序前移;熱水循環部件,包括熱水器及與所述熱水器連通的熱水管;所述引導輥為中空結構,且兩端分別開設有進水口和出水口,所述熱水管分別與所述進水口和所述出水口連接。本實用新型提供的鋰電池隔膜干燥裝置及鋰電池隔膜制造系統能夠使鋰電池隔膜表面的水能夠迅速被蒸發干燥且干燥均勻可靠,不易留下水漬,鋰電池隔膜外觀品質好。
本發明公開了一種全固態鋰硫電池復合正極材料及全固態鋰硫電池和制備方法,該復合正極材料是由導電聚合物單體通過原位聚合生成相應的導電聚合物包裹在單質硫或單質硫/碳材料混合物表面,再通過高溫處理得到的導電聚合物/硫復合正極材料或導電聚合物/硫/碳復合正極材料;制得的復合正極材料具有較高導電性,能將硫很好固定在正極區域,進一步與有機-無機雜化聚合物固體電解質膜和/或Li2S-P2S5無機固體電解質及金屬鋰負極制成全固態鋰硫電池,制得的全固態鋰硫電池具有高放電比容量、穩定的循環性能和較高安全性能,且復合正極材料的制備方法簡單、工藝條件溫和,成本低,滿足工業生產要求。
本發明公開了一種全固態鋰硫電池用夾層及全固態鋰硫電池,夾層由固體電解質和導電材料構成,全固態鋰硫電池包括硫正極、固體電解質膜和金屬鋰負極,且在硫正極和固體電解質膜之間設有所述夾層;夾層同時具有導電性與導鋰性,其設置在全固態鋰硫電池的正極與固體電解質之間,可使活性物質硫充分反應,提高活性物質硫的利用率,同時該夾層可以抑制多硫化物的穿梭,提高鋰硫電池的庫倫效率以及循環壽命,從而獲得高容量發揮、穩定循環性能以及高安全性能的全固態鋰硫電池。
本發明公開了一種鋰硫電池用改性隔膜的制備方法、改性隔膜以及具有多層該改性隔膜的鋰硫電池,該制備方法包括以下步驟:僅將導電劑和粘結劑按質量比1:1-5:1混合均勻,然后分散到溶劑中;通過機械攪拌或超聲分散獲得分散均勻的涂層漿料;將所得涂層漿料涂覆于一隔膜基體表面,真空干燥,即得鋰硫電池用改性隔膜。采用多層通過該方法所制備的改性隔膜的鋰硫電池具有良好的電化學性能,并且價格便宜,適合于工業化生產。
本發明涉及一種鹽湖鹵水鎂鋰分離及富集鋰的方法和裝置。用陰離子交換膜將電滲析裝置隔成鋰鹽室和鹵水室兩個區域,鹵水室內充入鹽湖鹵水,鋰鹽室內充入不含Mg2+的支持電解質溶液;將涂覆有離子篩的導電基體置于鹵水室中,作為陰極;將涂覆有嵌鋰態離子篩的導電基體置于鋰鹽室中,作為陽極;在外電勢的驅動下,使鹵水室鹵水中的Li+嵌入到離子篩中形成嵌鋰態離子篩,鋰鹽室中的嵌鋰態離子篩將Li+釋放到導電溶液后,恢復為離子篩;鹵水室中的嵌鋰后液排出,重新加入鹽湖鹵水,兩室電極交換放置,重復循環操作。高效實現鋰與其他離子的分離,同時獲得富鋰溶液。本方法流程短,操作簡單,生產成本低,可連續操作,易于工業化應用。
本發明提供了一種磷酸鐵錳鋰復合材料的制備方法,包括以下步驟:A)將鋰源、鐵源、錳源和磷源在溶劑中按照摩爾配比(0.8~1.01):x:(1?x):1混合,調節pH值反應后得到磷酸鐵錳鋰中間體;B)將所述磷酸鐵錳鋰中間體熱處理,得到磷酸鐵錳鋰前驅體;C)將所述磷酸鐵錳鋰前驅體、鋰源、碳源、水和添加劑混合,再依次經過研磨、干燥與熱處理,得到磷酸鐵錳鋰復合材料;所述鋰源為所述磷酸鐵錳鋰前驅體的0.1~2wt%。本申請提供的磷酸鐵錳鋰復合材料的制備涉及兩次補鋰,從前驅體制備到成品制備,依靠鋰離子的作用使磷酸鐵錳鋰材料的粒子維持在納米尺寸,提高了磷酸鐵錳鋰復合材料的電化學性能。
本發明公開了一種采用硫酸鋰粗礦制備電池級碳酸鋰的方法,包括以下步驟:1)兩級漿洗;2)粗碳酸鋰的制備;3)進一步漿洗+碳化;4)電池級碳酸鋰的制備。在本發明中,一級漿洗采用氯化鋰母液和硫酸鈉溶液進行漿洗,可以降低硫酸鋰的損失,提高回收率;二級漿洗采用含碳酸鋰的再循環溶液L4作為漿洗液,溶解可溶性的鈣鎂離子的同時,回收再循環溶液中的鋰;二級漿洗固液分離的濾液L5含鋰,返回一級漿洗補液,溶解可溶性雜質離子的同時,降低一級漿洗鋰的損失;在本發明中,二級硫酸鋰精料采用制芒硝母液L15溶解,溶解過程析出NaCl混鹽后沉鋰;在本發明中,粗碳酸鋰采用含碳酸鋰的再循環溶液漿洗,減少系統外排的同時,又可以提高鋰的收率。
本發明公開了一種從磷酸鋰中綜合回收鋰和磷的方法。本發明的方法實現了對磷酸鋰材料中的磷和鋰的高效綜合回收的目標,對于鋰的回收率高達98.5%以上,碳酸鋰的純度達99%以上,同時對磷的回收率達96%以上,磷酸一氫鹽的純度達95%以上。本發明的方法對磷酸鋰的純度要求較低,可實現在磷酸鋰純度為30%~95%的范圍內對其中的磷和鋰的高效綜合回收,并且局限性小,同時本發明的回收方法條件溫和,反應過程中無氣體產生,也不會放出大量熱,因而污染小,對設備要求低,整個反應易于控制,且得到的副產物為磷酸氫鹽,利用價值高,整個回收成本低,有利于進行大規模的實際應用。
本發明提供了一種負極預鋰化補鋰容量的計算方法及其應用,通過該公式的計算,可以精準的計算出負極所需的補鋰量,使得循環過程中正極單位面積實際脫嵌鋰容量與正極單位面積可接收脫嵌鋰容量相等,此時正極的容量可完全發揮出來,實現精確把握負極補鋰預鋰化的程度,補充首次充放電過程中消耗的正極活性鋰,提高鋰離子電池的容量密度、能量密度。
本發明公開了一種合成烷基鋰化合物所產生的 含鋰廢液處理方法, 在0.01~0.03MPa氮氣壓力保護和0~60℃ 的溫度下將含鋰廢液進行水解, 經鹽酸兩次調pH值和兩次過濾 后, 濾液按每molLiCl加1.00~1.03molNa2CO3, 在 90~95℃的溫度下反應制得Li2CO3產品, 或將濾液脫 水得LiCl結晶后電解得金屬鋰, 解決了現有技術中鋰渣難以回收或回 收工藝不穩定、不安全等問題, 具有工藝簡單、操作方便、安全可靠、 回收率高及產品質量好等優點, 廣泛適用于合成烷基鋰工藝應用。
本發明屬于鋰金屬電池技術領域,尤其涉及一種金屬鋰帶表面處理裝置,包括按金屬鋰帶傳送方向依次設置的放卷組件、第一刷輥對、第二刷輥對和收卷組件;第一刷輥對表面設有若干第一刷毛;第二刷輥對表面設有若干第二刷毛;收卷組件用于收卷金屬鋰帶。本發明提供的金屬鋰帶表面處理裝置,金屬鋰帶依次經過第一刷輥對和第二刷輥對進行機械拋光,第一刷輥對用于去除金屬鋰帶表面的鈍化層,第二刷輥對用于進一步去除金屬鋰帶表面的鈍化層,并去除金屬鋰帶的表面缺陷增加金屬鋰帶表面的平整度,便于后續在金屬鋰帶的表面附著均勻的保護膜,提高保護膜的保護效果,防止鋰枝晶的產生,表面缺陷去除后能夠形成優越的SEI膜,提高鋰金屬電池的循環性能。
本發明公開了一種由大蒜或洋蔥制備鋰電池的方法,該方法是以大蒜和/或洋蔥為原料,將大蒜和/或洋蔥表皮通過高溫炭化得到作為電極導電材料的活性炭;將大蒜和/或洋蔥的肉質通過乙醇提取得到作為電極粘結劑和/或液態電解質材料的精油;將精油進一步與聚甲基含氫硅氧烷進行加成反應得到作為固體電解質材料的改性聚硅氧烷,或者進一步交聯固化得到作為電極活性材料的固化物;將以大蒜和/或洋蔥為原材料制得的所述活性炭、精油、改性聚硅氧烷、固化物中的一種或幾種配入其它制備鋰電池的基本材料制備成固態或液態鋰電池;該制備方法簡單、成本低,制得的鋰電池容量大、循環性能好,擴大了鋰離子電池材料的選擇范圍和應用領域。
本發明公開了一種改性鋰離子電池富鋰錳基正極材料,是以富鋰錳基正極材料為基體,在基體的表面包覆有硼酸鎂。本發明的制備方法,包括以下步驟:先將富鋰錳基正極材料加入硝酸鎂溶液中,再在水浴、攪拌的條件下逐滴加入H3BO3溶液,形成凝膠;最后將凝膠烘干、研磨、煅燒,即得到硼酸鎂包覆的富鋰錳基正極材料。本發明首次將硼酸鎂用于對鋰離子電池正極材料進行改性,且使得材料電化學性能明顯改善。本發明制得的硼酸鎂包覆的富鋰錳基正極材料在1C首次放電克容量可高達180mAh·g?1,經過100次循環后,容量保持率能夠達到98.3%;顯著提高了其倍率性能,尤其是10C下的倍率性能。
本發明公開了一種鈦酸鋰負極材料的制備方法及鋰離子電池,其中鈦酸鋰負極材料的制備方法為將鋰鹽與二氧化鈦按鋰原子與鈦原子的摩爾比為4:5混合均勻,放入密封容器中抽真空,加熱到800?1000℃,持續通入乙炔氣體3?8小時,自然冷卻,得到與碳納米混合均勻的鈦酸鋰負極材料,所述鋰鹽為氫氧化鋰和碳酸鋰的一種,并以此作為鋰離子電池的負極,制備鋰離子電池。本發明通過在鈦酸鋰的生產過程中,生成碳納米,使兩者充分混合均勻,不僅提高了鈦酸鋰的導電性,降低了過電位,使電解液不分解,從而解決了電池鼓包的問題,而且所得到的鋰離子電池的導電性顯著提高、充電電壓降低。
本發明公開了一種富鋰錳酸鋰正極材料的制備方法,包括以下步驟:(1)將二氧化錳與氫氧化鋰混合后進行焙燒,使二氧化錳與氫氧化鋰反應生成Li2MnO4;(2)將步驟(1)所得Li2MnO4溶解,得Li2MnO4溶液;將氫氧化鋰溶于所述Li2MnO4溶液中,再加入可溶性錳鹽溶液進行氧化還原反應,得到氧化還原產物;(3)將步驟(2)所得的氧化還原產物進行燒結,得到富鋰錳酸鋰正極材料。該制備方法通過液相化學反應制備富鋰層狀化學二氧化錳前驅體,可以使鋰、錳達到分子級別的混合效果,鋰錳配比更均勻。通過控制錳鹽溶液滴加速度,可以控制產品粒徑和形貌,產品可以滿足生產高倍率鋰離子電池正極材料的要求。
本發明屬于鋰離子電池技術領域,尤其涉及一種金屬鋰復合負極材料及其制備方法及鋰離子電池,包括金屬鋰導電層,所述金屬鋰導電層含有立體結構材料,所述立體結構材料用于為金屬鋰提供附著位點并包覆金屬鋰。本發明的一種金屬鋰復合電極材料有效避免鋰與電解液進行接觸,有效減低電解液消耗,引導鋰離子的均勻沉積,抑制鋰枝晶生成。
一種鋰離子電池正極材料用錳酸鋰前驅體的制備方法,包括以下步驟:(1)將二氧化錳與鋰化合物按Li/Mn摩爾比為0.3~4.0的比例加入水中配制成反應物料漿;(2)將步驟(1)配制的反應物料漿放于反應器中,一邊攪拌,一邊升溫至80-300℃,攪拌恒溫反應0.2~16小時;(3)將步驟(2)所得反應產物料漿進行液固分離,即得無定形錳酸鋰前軀體。本發明具有如下特點:(1)在水溶液中通過二氧化錳與鋰化合物之間的反應合成無定形錳酸鋰前驅體,所得產物的組成與粒度分布均勻,形貌規整,化學活性好,易于后續熱處理過程中材料的結構、粒度和形貌的有效控制;(2)所用原材料價廉易得,利用率高,制備成本低;(3)制備過程無三廢排放,環境效益好;(4)方法簡單,工藝流程短,易實現產業化。
本發明公開了一種從廢舊磷酸鐵鋰材料中回收磷鐵合金和鋰化合物的方法,該方法包括以下步驟:將廢舊磷酸鐵鋰材料和過量堿金屬氫氧化物溶液混合攪拌,過濾后將除鋁后料烘干后得到磷酸鐵鋰粉料;通入還原性氣體或加入還原性固體,加熱進行還原處理,磷酸鐵鋰分解后轉化為磷鐵合金和鋰的化合物;做球磨得到活化后的還原粉料,進行磁選分離,分別得到磷鐵合金和鋰化合物;磷鐵合金再次做磁選分離,得到提純的磷鐵合金;鋰化合物也做進一步磁選分離,得到的尾礦為富集提純后的鋰化合物。采用本發明的方法回收廢舊磷酸鐵鋰材料,所得磷鐵合金產品的鐵品位可達73?80%,磷含量可達18?26%。鋰的化合物中,鋰含量高達15%以上。
一種鋰電池正極材料超薄包覆層,其成分為Li-Ti-O組成的鈦酸鹽;且包覆層均勻致密,其厚度為0.3~30nm。一種核殼型包覆結構鋰電池正極材料,包括內核正極活性物質和前述超薄包覆層,包覆層中Ti與內核正極活性物質中過渡金屬元素的摩爾比為0.01%~3%。該鋰電池正極材料的制備方法包括:將鋰鹽及含鈦化合物溶于有機溶劑,并加入內核正極活性物質,使其充分浸潤;再加熱去除有機溶劑,將所得的干燥粉體置于干燥的空氣中靜置,使其緩慢可控地與空氣中的水分子發生原位水解,將得到的中間粉體置于有氧環境下煅燒,制得鋰電池正極材料。本發明可抑制鋰電正極材料活性物質與電解液間的副反應,提高產品的倍率性能高和循環性能。
本發明提供了一種軟包裝鋰離子電池原位補鋰及電池制造方法,包括以下步驟:步驟1:正極片和負極片的制備;步驟2:將正極片、負極片和隔膜制成電池卷芯或極片集束,在電池卷芯或極片集束外包裹表面包有隔離膜的富鋰輔助電極,組裝成軟包電池;步驟3:向步驟2得到的軟包電池中注入電解液,一次封口后進行預鋰化;步驟4:預鋰化完成后取出富鋰輔助電極,二次封口后進行活化,活化后進行抽真空處理和三次封口。本發明通過預設富鋰輔助電極,實現了對鋰離子電池負極的原位預鋰化,從而提升鋰離子電池的能量密度。并且預鋰化過程中的鋰主要來源于富鋰輔助電極上的預鋰化劑,對電解液的影響很小,預鋰化過程簡單、安全、高效。
一種利用NaCl與碳酸鋰混鹽浮選提取碳酸鋰的方法,其包括以下步驟:(1)將NaCl和碳酸鋰的混鹽進行磨礦;(2)將步驟(1)得到的礦漿物料送入浮選機,調節pH值至堿性,加入碳酸鋰捕收劑,用量200g/t~350g/t礦漿,攪拌2-4分鐘后進行充氣刮泡浮選;(3)將步驟(2)得到的碳酸鋰粗選精礦進行1~2次精選,過濾、烘干,得到工業級碳酸鋰粗產品。本方法采用常溫浮選工藝,能耗低,流程簡單,所獲得的碳酸鋰產品質量好、收率高,所用浮選藥劑無毒無污染,可實現碳酸鋰低成本規?;a。
磷酸鐵鋰電池廢料浸出鋰液增濃的方法,涉及一種低濃度鋰液非蒸發增濃的工藝。其特殊在于:先將含鋰溶液加入酸液,然后將磷酸鐵鋰物料以質量液固比3?5:1的比例緩慢加入到酸液中,再按磷酸鐵鋰質量的0.1?1.2倍加入氧化劑,保溫攪拌10?90分鐘,過濾含鋰溶液,然后將過濾后的含鋰溶液進行增濃:在開啟攪拌條件下,將過濾后的含鋰溶液加入酸液,并按質量液固比3?5:1的比例加入磷酸鐵鋰物料,同時按磷酸鐵鋰質量的0.1?1.2倍加入氧化劑,再過濾含鋰溶液,將上述增濃步驟重復多次,使溶液中的鋰濃度增加到10?80g/L。本發明創新非蒸發鋰液增濃工藝,解決了現有技術低濃度鋰液增濃能耗高的問題,為工業化利用磷酸鐵鋰電池廢料再生鋰鹽提供了切實可行的辦法。
本實用新型屬于鋰金屬電池技術領域,尤其涉及一種鋰金屬電池負極片,包括:鋰金屬層;鈦酸鋰層,設置于所述鋰金屬層的至少一表面。本實用新型提供了一種鋰金屬電池負極片,在鋰金屬層的表面設置一層鈦酸鋰層,由于鈦酸鋰的嵌鋰電位在1.5V左右,比鋰金屬的0V高。因此,鋰金屬電池在充電的時候會優先在鈦酸鋰層嵌鋰,嵌鋰后會提高負極的溫度,因此,有利于提升鋰金屬電池的低溫充電性能。另外,由于鋰金屬層表面有一層高嵌鋰電位的鈦酸鋰層,當鋰在鋰金屬表面長出鋰枝晶時,鋰枝晶中的鋰可以被鈦酸鋰消耗掉,可以抑制鋰枝晶的生長。從而提高鋰金屬電池的安全性能和循環性能。
本發明公開了一種鋰電池的注液方法,包括如下步驟:步驟一:將PVDF粉料加入電解液中,混合均勻,得到電解液與PVDF粉料的混合膠液;步驟二:將陶瓷微粒加入混合膠液中進行高速分散均勻,得到含陶瓷微粒的電解液膠液;步驟三:將電解液膠液從電芯端面位置通過真空注液的方式,使電解液膠液中的電解液進入電芯內部,陶瓷微粒沉積于電芯的兩端的端面。本發明通過陶瓷微粒在電芯兩端的端面位置進行沉積形成保護層,在隔膜受熱時,能夠隔絕隔膜端部受到的熱量,在隔膜受熱收縮時,陶瓷微粒在端面形成絕緣層,避免了正負極的接觸,從而避免了短路,同時也不會增加隔膜厚度,保證了鋰電池的能量密度不會降低。
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