本發明公開一種鋰離子電池正極及制備鋰離子電池正極的裝置、方法,所述鋰離子電池正極包括:集流體、電極層和Li3PO4包覆層;所述電極層設置在所述集流體上,形成電極片,所述Li3PO4包覆層設置在所述電極片上;所述Li3PO4包覆層的厚度為1?15nm。本發明在電極片的外表面設置一層均勻致密的Li3PO4包覆層,形成鋰離子電池正極,不僅具有理想的導電性以及導鋰性,還能提高循環壽命、容量以及穩定性。
本發明公開了屬于納米材料制備技術和能源領 域的一種用于鋰電池和電容器的尖晶石鈦酸鋰納米管/線制備 方法。采用廉價的工業生產TiO2 為原料,用超聲化學法制備鈦酸納米管/納米線,再以鈦酸納米 管/納米線為原料,與一定量可溶性鋰鹽水溶液混合,用低溫水 熱離子交換法和在空氣中焙燒,制得形貌均一,管徑均勻,有 較大的長徑比,比表面積大的尖晶石鈦酸鋰納米管/納米線。該 產品在新型鋰離子二次電池和超級電容器等能源領域有廣泛 的應用前景,該方法反應條件溫和可控、能耗低,是一個環境 友好的“綠色合成過程”,原料廉價易得,產率高,容易實現 大規模生產。
本發明公開了一種鋰離子電池電極活性材料表面鋰濃度的實時估計方法,該方法包括:獲得電池端口的電流序列、溫度序列和電極活性材料基礎參數,計算電極活性材料表面鋰濃度、平均鋰濃度、擴散過程暫態變量初值;獲得電極活性材料擴散性能參數;當前時段開始時,計算電極活性材料表面反應離子通量、擴散系數、活性材料中鋰擴散過程暫態變量時間常數;分別獲得擴散過程暫態變量、活性材料平均鋰濃度、活性材料表面鋰濃度與時間的函數關系;當前時段結束時,計算活性材料擴散過程暫態變量、活性材料平均鋰濃度;進入下一時段,重復前述步驟,直至仿真結束。本方法可降低鋰離子電池電化學模型的復雜度,促進其實用化。
一種高能量密度富鋰全固態鋰電池及制備方法,屬于全固態鋰電池制造領域。所述全固態鋰電池包含由高比能富鋰錳基正極材料和無機固體電解質組成的復合正極層,無機固體電解質層以及負極層。本發明通過低溫一體化共燒結工藝制備了復合正極層和電解質陶瓷片的集合體,有效降低了能耗和制作成本,而且改善高比能富鋰錳基正極材料和無機固體電解質的界面接觸,提高正極活性材料的利用率,抑制了傳統高溫燒結工藝所導致的正極材料與固體電解質間的副反應,提升了全固態鋰電池的電化學性能;本發明中復合正極較低的共燒結溫度可以降低全固態電池在規模生產中的能耗,為制備高能量密度全固態電池提供了有效解決方案。
本公開是關于一種鋰離子電池以及鋰離子電池充放電控制方法及裝置,所述方法應用于終端,所述鋰離子電池包括高倍率電芯組和低倍率電芯,所述高倍率電芯組和所述低倍率電芯并聯,所述高倍率電芯組包括多個串聯的高倍率電芯,單個所述高倍率電芯的充電倍率大于單個所述低倍率電芯的充電倍率,所述方法包括:獲取針對所述鋰離子電池的充放電指令;根據獲取的充電指令,優先對所述高倍率電芯組充電,或者根據獲取的放電指令,并且根據所述鋰離子電池的溫度,使所述鋰離子電池放電。該方法在提高鋰離子電池的整體容量的同時,滿足用戶在短時間內補充一定電量的需求。
本發明屬于鋰離子電池技術領域,具體涉及一種鋰離子電池的預充化成方法及其鋰離子電池,其特征在于,采用以下步驟:(1)施加外在壓力:將注液浸潤后的鋰離子電池施加外在壓力,外在壓力的壓強為0.05MPa?1MPa;(2)第一恒定電流充電:將步驟(1)中施加外在壓力的鋰離子電池進行第一恒定電流充電,第一恒定電流為0.05C?0.2C,直至達到電壓A,電壓A為4.1V?4.4V;(3)第一恒定電壓充電:將步驟(2)中鋰離子電池進行第一恒定電壓充電,保持電壓A,直至達到電流A,電流A為0.001C?0.05C;(4)第一恒定電流放電:將步驟(3)中鋰離子電池進行第一恒定電流放電,保持第一恒定電流,直至達到電壓B。本發明能有效降低制成膨脹、降低電池的內阻、提升能量密度及循環壽命。
本發明提供了一種回收廢棄鋰電三元正極材料中鎳、錳、鈷和鋰的方法,屬于鋰電金屬回收領域。該方法為將廢鋰電三元正極材料加入到含亞硫酸和醛類的水溶液中浸出鋰,蒸發結晶得到亞硫酸鋰,制備低共熔溶劑與含鎳鈷錳的沉淀物混合反應;過濾得到含錳和鈷的浸出液以及草酸鎳二水合物沉淀;將含錳和鈷的浸出液加入去離子水并通入二氧化碳反應得到碳酸錳鈷沉淀和浸出液,浸出液加入回收的草酸后重復使用。本發明在不使用強酸的條件下,浸出廢棄鋰電池中的金屬,分步溫和的回收不同的金屬,流程簡單,且無需額外添加沉淀劑,容易再生。
本發明提供了一種低溫鋰硫電池正極材料、制備方法及鋰硫電池,屬于電化學儲能材料技術領域。本發明以具有可逆氧化還原電對的硫為原料,添加少量過渡金屬(如鐵,鈷,鎳,銅,錳,鈮),通過混合研磨法在電極中原位構筑可供離子高速傳輸的超離子導體—過渡金屬硫化物。同時,該超離子導體可錨定溶解的放電產物,減緩電池中的副反應,增加循環壽命。在匹配具有高離子電導率、快速去溶劑化的低溫鋰硫電池電解液后,鋰硫電池可在60℃至?40℃溫度范圍內具備快速充放電能力,并展現出高的比電容量和循環穩定性。本發明制備工藝簡單,重復性好;所用原料儲量豐富,綠色環保;所制備電極材料比容量高,循環、倍率性能好,成本低,適合大規模生產。
本發明涉及一種鋰離子電池正極材料及其制備方法和鋰電池。所述鋰離子電池正極材料包括正極材料顆粒,和包覆在所述正極材料顆粒外表面的無機固體電解質膜;所述正極材料顆粒表面從外至內分布了摻雜元素,形成梯度固溶體層,所述梯度固溶體層內摻雜元素濃度從表面到內部逐漸降低;所述摻雜元素為4d和5d金屬;所述正極材料顆粒的外表面上包覆有無機固體電解質膜,所述無機固體電解質膜是厚度在1?200nm范圍內的連續膜,所述無機固體電解質膜包括共存的非晶相和晶相,晶粒尺寸在1?40nm的范圍內。本發明所述的鋰離子電池正極材料具有電化學穩定性高、耐受高電壓,循環性能良好、結構穩定性強和安全性高等優點。
一種利用鋰云母粉體制備碳酸鋰的方法,該方法是將鋰云母粉體與碳酸鉀混合,在600~1000℃的水蒸氣氛圍中煅燒0.5~4小時,尾氣經過石灰乳回收可用于固氟,再將得到煅燒產物在30~150℃用水浸出20~200分鐘,得到的濾液經過除雜凈化沉淀,可得到碳酸鋰。本發明以鋰云母粉體和碳酸鉀為原料,提取了碳酸鋰,其他硅鋁元素經過后續加工可以用于制備硅酸鈣和高嶺土產品,充分利用了鋰云母中的鋰、鉀、鋁、硅組分,可達到“資源利用率100%”,實現了“三廢零排放”,且整個工藝過程簡單,易于實現工業化生產。
本發明屬于鋰離子二次電池關鍵材料技術領域,是一種合成含稀 土元素(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Dy、Ho等)的鋰離子二次電池負 極材料尖晶石鈦酸鋰的制備方法。以二氧化鈦、鋰鹽、稀土氧化物為 原料,采用高溫固相法反應合成鋰電池負極材料尖晶石鈦酸鋰。用濕 法機械球磨的方法進行混料,加入稀土元素所合成的材料,對金屬鋰 制備的模擬電池,首次比容量高達173mAh/g(0.2Cvs.Li/Li+),循環 性能優異、成本低廉,非常適用于工業化大規模的工業生產。合成的 鈦酸鋰產品,性能穩定、循環性能優異、一致性好,經200次循環后 容量保持率大于99%,具有廣泛的應用前景。
本發明涉及一種鋰離子電池正極材料磷酸錳鋰納米纖維及其制備方法,具體步驟為:將鋰源、錳源、磷源、碳源進行混合球磨,得到納米纖維狀磷酸錳鋰前驅體,將該前驅體在保護性氣氛中進行熱處理,將熱處理后的產物經粉碎、球磨、過篩后得到鋰離子電池正極材料磷酸錳鋰納米纖維。該方法制備工藝簡單,成本低廉,以溫和的反應條件便可獲得直徑小于100nm,且純度高,結晶性良好的鋰離子電池正極材料磷酸錳鋰納米纖維。
本發明公開了一種氧化石墨烯修飾聚氨酯?纖維素鋰電池隔膜及其制備方法,屬于鋰電池材料領域。本發明所述復合纖維素隔膜是將纖維素溶解在離子液體[Amim]Cl,與6?亞甲基二異氰酸酯發生交聯反應后,再與氧化石墨烯混合制備出濕態的氧化石墨烯修飾聚氨酯?纖維素膜材料,然后通過溶劑置換、干燥制成隔膜,該復合隔膜可用于非水鋰電池隔膜材料。使用本發明制備的隔膜具有較好的耐熱性、耐化學溶劑性和力學性能,此外采用可再生的纖維素作為原料具有低成本、生物可降解的優點。
本發明公開了一種碳包覆磷酸鐵鋰或磷酸錳鐵鋰中主元素含量的檢測方法,包括步驟:(1)樣品前處理:將待測樣品用酸消解,轉移定容,靜置,待溶液分層后吸取中間澄清的部分作為待測液;(2)繪制標準曲線:根據待測主元素的種類配制一系列混合標準溶液,利用電感耦合等離子體發射光譜儀進行測試,繪制標準曲線;(3)主元素含量的測定:應用電感耦合等離子發射光譜儀,對待測溶液中主元素的含量進行測定。本發明的前處理過程簡單、分析結果準確,可快速、準確、定量的測定碳包覆磷酸鐵鋰或磷酸錳鐵鋰中主元素含量,為提高磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰的產品質量和控制中間工藝過程提供了可靠保障。
一種離子交換法合成鋰離子電池富鋰Fe?Mn正極材料的方法屬于鋰離子電池富鋰正極材料領域,對于富鋰Fe?Mn正極材料存在首圈庫倫效率低、循環穩定性和倍率性能差、循環過程中電壓持續衰減等問題。首先通過低溫熔鹽法合成鈉前驅體,然后在鋰鹽介質中發生Li+/Na+交換,最終得到目標產物。該材料在0.2C的充放電倍率下,首次放電比容量達200~250mAh g?1,首次庫倫效率90%~100%,循環50圈后容量保持率仍能達到75%~85%。該方法合成的正極材料首效高、穩定性好,其合成步驟與共沉淀及溶膠?凝膠法相比,無有毒有害物質的參與,且合成過程簡單,原料儲量豐富,價格低廉,耗時短,能夠實現商業化生產。
本發明提供了一種鋰離子電池鈷酸鋰材料的制備方法。屬于鋰離子電池正極材料制備 技術領域。其特征在于采用金屬鈷粉代替傳統的鈷的化合物作為原料,按一定比例加入鋰 的化合物,球磨,均勻混合后,分別在400℃~600℃,650℃~750℃溫度下低溫燒結反 應,然后于850℃~950℃高溫晶化,得到電化學性能較好的鈷酸鋰產物,其比容量大于 145mAh/g,振實密度大于2.8g/cm3。本發明的優點在于采用金屬鈷粉代替傳統的鈷化合物 為原料,采用分段燒結工藝,得到的鈷酸鋰具有較高的比容量和和振實密度,較好的循環 穩定性;另一個顯著特點是簡化了工藝,不需要粉碎,直接得到結晶完整的二次粒子,粒 子呈類球狀。和傳統的制備工藝相比較,工藝更加簡單,更加節能,是一種非常有前景的 制備技術。
一種高電壓鋰電池正極材料氧化鎳錳鋰的制備方法,其特征在于:將含鎳源化合物、錳源化合物和鋰源化合物按照化學計量比Ni∶Mn∶Li=0.5∶1.5∶1.05混合后,加入醇類溶劑,形成含鋰、鎳、錳化合物的透明溶液,于60℃-90℃下減壓蒸發,得到粘稠狀透明溶膠,將透明溶膠于70℃-100℃真空干燥12-24小時,得到泡沫狀干凝膠;將干凝膠于300℃-450℃,焙燒3-8小時,的灰色前驅體,而后將前驅體于700℃-900℃下焙燒8-16小時,并于550℃-650℃下退火1-30小時,隨爐冷卻后經粉碎、二次造粒后得到灰黑色產品。
本發明涉及一種鋰離子電池正極材料,包括LiNi0.5Mn1.5O4正極活性材料顆粒,以及包覆在該正極活性材料顆粒表面的氟化鋁層。本發明還涉及一種鋰離子電池正極材料的制備方法,包括以下步驟:提供LiNi0.5Mn1.5O4正極活性材料顆粒;將該正極活性材料顆粒加入到三價鋁源溶液中形成一固液混合物;在該固液混合物中加入一氟源溶液中反應,在該正極活性材料顆粒表面形成一氟化鋁層;以及熱處理該表面具有氟化鋁層的正極活性材料顆粒。本發明實施例進一步提供一種鋰離子電池,包括正極,負極,以及設置在正極與負極之間的非水電解質,其中所述正極包括所述鋰離子電池正極材料。
本發明公開了一種鋰電池用尖晶石型錳酸鋰正極材料的包覆方法,該方法包括以下步驟:(1)將摩爾比為1:67的鎳鹽和無水乙醇用純水配制得到混合溶液A;(2)配制得到沉淀劑B;(3)將錳酸鋰和純水攪拌均勻,配制得到溶液C;(4)將上述兩種溶液A、B同時加入反應釜,攪拌混勻后,再將溶液C加入到反應釜進行沉淀反應,然后過濾,得到包覆型錳酸鋰前驅體漿料;(5)將鋰鹽與上述包覆型錳酸鋰前驅體漿料混合至均勻,干燥,得到包覆前驅體;(6)將得到的包覆前驅體進行高溫煅燒,冷卻至室溫,粉碎,過篩得到鋰電池用尖晶石型錳酸鋰正極材料。本發明可以提高尖晶石型錳酸鋰的倍率性能和循環性能,改善其電化學性能。
本發明實施例提供一種測定鋰離子電池負極預嵌鋰量的方法和裝置,所述方法包括模擬得到負極在不同嵌鋰量時相對于正極的電位曲線;以實際電池時正負極間的穩定電壓作為指示電位,將所述指示電位代入所述電位曲線中,從而計算得到實際電池時負極預嵌鋰量。本發明實施例提供的測定鋰離子電池負極預嵌鋰量的方法,相較傳統厚度測量或者稱重的方法,具有操作簡單、可靠等優點。本發明的方法在準確得到負極預嵌鋰量的同時,不影響正常電池制作過程,從而為預嵌鋰電池質量控制、后期預嵌鋰電池篩選分級、配組等提供參考,保證電池制作和使用可控。
本發明公開了屬于能源材料制備技術領域的一 種鋰離子電池正極材料高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法。其制 備方法是先將三價鐵鹽水溶液、磷源水溶液、堿水溶液反應合 成球形或類球形磷酸鐵前驅體,洗滌干燥后與鋰源、碳源、摻 雜金屬化合物均勻混合,在惰性或還原氣氛保護下,經過600 -900℃高溫熱處理8-48小時得到磷酸鐵鋰。本制備方法制 備出平均粒徑為7-12μm,振實密度可達2.0- 2.2g/cm3,室溫下首次放電比容 量可達140-155mAh/g的高堆積密度、高體積比容量的鋰離子 電池正極材料球形磷酸鐵鋰。
本發明公開了一種改性錳酸鋰材料及其制備方法和鋰電池,改性錳酸鋰材料包括:錳酸鋰材料以及在所述錳酸鋰材料表面連續分布的包覆物;所述包覆物與所述錳酸鋰材料的質量比在0.001?0.2之間;其中,所述錳酸鋰材料為LiMn2O4;所述包覆物為Li?Al?M?P?O?F的化合物,其中M為可變價的金屬元素,具體包括Ti、Fe、Mn、Zn、Cu、Zn、Ni中的一種或多種;所述包覆物中,Li含量在(0wt%?20wt%],Al含量在[0wt%?20wt%],M元素含量在(0wt%?50wt%],P含量在[10wt%?50wt%],F含量在[0wt%?10wt%],O含量在(0wt%?80wt%)。
本實用新型屬于鋰離子儲能器件技術領域,旨在解決現有鋰離子儲能器件預嵌鋰時間長,效率低的問題。本實用新型提供了一種鋰離子儲能器件的預嵌鋰輔助裝置,預嵌鋰輔助裝置包括第一施壓構件和第二施壓構件,第一施壓構件與第二施壓構件能夠形成用于放置待預嵌鋰的電芯組件的間隔,第一施壓構件靠近第二施壓構件一側設置有導電結構,第二施壓構件靠近第一施壓構件一側設置有彈性構件,導電結構與彈性構件的至少一部分正對,第一施壓構件和第二施壓構件能夠相互配合以對電芯組件反復施加垂直于電芯組件的極片的壓力對電芯組件反復施加壓力的過程中,彈性構件使得電芯組件一直保持與導電結構電連接。本實用新型能夠提高預嵌鋰效率,縮短預嵌鋰時長。
本公開提供了一種鋰離子電池用硅基錫基復合顆粒、其制備方法、包含其的負極和鋰離子電池,其特征在于,所述硅基錫基復合顆粒包括:中空的錫顆?;蛑锌盏腻a的氧化物顆粒,以及在中空的錫顆?;蛑锌盏腻a的氧化物顆粒的外表面包覆的硅層。本公開還提供了包含所述復合顆粒的用于鋰離子二次電池的負極和包含該負極的鋰離子二次電池。本公開的復合顆粒的制備方法簡單,由于其中空結構,該顆粒能夠有效的容納硅基和錫基材料在嵌鋰過程中的體積膨脹,從而保持電極結構的穩定。而且,外部硅基材料能夠有效阻止納米錫顆粒的團聚,保持錫基材料的穩定,從而可以獲得比容量高,循環性能好的鋰離子電池負極復合材料。
本發明提供一種改善鋰離子電池首次庫倫效率的負極富鋰添加劑,為二層碳材料中間夾金屬鋰的三層結構薄膜,是粉體碳材料通過輥壓與金屬鋰復合而成的薄膜。本發明還提出含有所述的負極富鋰添加劑的鋰離子電池。本發明提出的負極富鋰添加劑,用常規的對輥輥壓設備即可進行制備的操作,其制備工藝具有操作方便、工藝簡單的特點,本富鋰添加劑中的鋰片與粉體碳材料復合,可以在空氣中穩定存在而不氧化,具有工業實用性。
本發明公開了一種鋰離子電池系統,其包括:鋰離子電池組,用于對負載供電;電流電壓反饋模塊,用于采集鋰離子電池組在放電過程的電壓和電流;以及直流輸出控制模塊,用于根據鋰離子電池組在放電過程的電壓和電流的變化來控制鋰離子電池組對負載的供電,從而防止鋰離子電池組的過放電。本發明還公開了一種鋰離子電池直流輸出控制方法和設備。根據本發明,可以保證鋰離子電池在放電過程中不發生過放電,避免鋰離子電池不可恢復的報廢。
本發明公開了一種從高鎂鋰比鹽湖鹵水中直接制取出電池級碳酸鋰的方法,包括以下工藝步驟:(1)將鹽田提鉀后鹵水在穩定池內進一步穩定形成低鉀鈉的硼鋰鹵水;(2)硼鋰鹵水經過提硼處理后形成硼酸產品與鋰鹵水;(3)鋰鹵水經過具有一價離子選擇功能的電滲析膜得到一次精制液;(4)一次精制液經過納濾膜過濾后得到二次精制液;(5)二次精制液經過離子交換器除鈣鎂硼及硫酸根后得到三次精制液;(6)三次精制液經過強制蒸發器形成濃縮鋰溶液;(7)濃縮鋰溶液與精制碳酸鈉溶液通過高效反應器形成粒度均勻的碳酸鋰沉淀物;(8)碳酸鋰沉淀物經過清洗干燥包裝形成電池級碳酸鋰產品。本發明具有良好的可操作性,大幅提高了鋰離子的回收率。
本發明涉及一種用水基粘合劑制備的鋰離子電池的電極和它的制備方法,及采用該電極的鋰離子電池。本發明將正極和/或負極活性物質粉末,導電劑,水基粘合劑,按重量百分比85-98%,0.5-10%,1.5-10%的比例配料后,加水調成4000-12000mPa·s粘度的漿狀物;將上述漿狀物涂布在正極集流體鋁箔和/或負極集流體銅箔的兩面上;碾壓切片,得到電極極片。以該電極極片按常規方法組裝鋰粒子電池。本發明采用的水基粘合劑粘結性能好、成本低、與環境友好,能同時適合于鋰離子電池正負極體系的涂布;所制備的鋰離子電池具有良好的循環性能和優良的低溫性能,在放電曲線中有較高的電壓平臺,其平臺能在后續的循環過程中基本保持穩定??蓮V泛應用與鋰離子電池的制造領域。
本發明公開了一種從高鎂鋰比鹽湖鹵水中直接制取出碳酸鋰的方法,包括以下工藝步驟:(1)將鹽田提鉀后鹵水在穩定池內進一步穩定形成低鉀鈉的硼鋰鹵水;(2)硼鋰鹵水經過提硼處理后形成硼酸產品與鋰鹵水;(3)~(5)鋰鹵水經過三次精制后得到三次精制液;(6)部分三次精制液經過雙極膜電滲析器形成鋰堿液;(7)其余三次精制液經過強制蒸發器形成濃縮鋰溶液;(8)濃縮鋰溶液與精制碳酸鈉溶液通過高效反應器形成粒度均勻的碳酸鋰沉淀物;(9)碳酸鋰沉淀物經過清洗干燥包裝形成電池級碳酸鋰產品。本發明具有良好的可操作性,大幅提高了鋰離子的回收率。
本發明公開了一種檢測鋰離子電極表面死鋰的方法,包括以下步驟:繪制金屬鋰質量與熔化吸熱量關系標準曲線圖,并擬合得到金屬鋰質量與熔化吸熱量的直線方程式;對待測電池負極進行預處理;測定待測電池負極的熔化吸熱量,并根據金屬鋰質量與熔化吸熱量的直線方程式計算得到死鋰的質量,該質量與電池負極的總質量比值即為電池負極中死鋰的含量。本發明用簡單的DSC測試儀器即可較為精確的測得電池負極中死鋰的含量,且本發明所述的測試方法簡單,檢測時間短,成本較低,且該檢測方法受環境的干擾小,測量的準確性和重復性較高。
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