本發明公開了一種含補鋰劑的磷酸鐵鋰復合材料及其制備方法、應用和含其的電池。該含補鋰劑的磷酸鐵鋰復合材料的制備方法,包括如下步驟:S1.將鋰源、磷源、鐵源、碳源、補鋰劑和溶劑混合,制備成磷酸鐵鋰漿料;所述補鋰劑的D50為0.15μm?0.65μm;所述磷酸鐵鋰漿料中固體顆粒的D50為0.30μm?1.70μm;S2.將所述磷酸鐵鋰漿料經過干燥得到磷酸鐵鋰前驅體;S3.將所述含補鋰劑的磷酸鐵鋰前驅體通過燒結得到磷酸鐵鋰復合材料前驅體,所述燒結的溫度為500℃?800℃。本發明將補鋰劑均勻的分散在磷酸鐵鋰材料中,所得到的磷酸鐵鋰復合材料的首效和循環保持率得到明顯提高。
本發明公開了一種多孔立方體鋰電池正極材料鎳錳酸鋰及其制備方法。所述的制備方法包括:在水中加入草酸、鋰源、鎳源和錳源,攪拌溶解,然后向其中加入可溶性淀粉,攪拌均勻,得到混合溶液;所得混合溶液于75?95℃條件下除去水分,之后置于真空條件下干燥,得到前驅體;所得前驅體在含氧氣氛中于700?800℃條件下煅燒,即得到多孔立方體鋰電池正極材料鎳錳酸鋰;其中:所述草酸的加入量為控制草酸根的摩爾量為鎳源中鎳元素和錳源中錳元素的總摩爾量的1.5?2.0倍;所述可溶性淀粉在體系中的濃度為15?20wt%。按本發明所述方法制得的鎳錳酸鋰具有優異的循環穩定性,特別是具有優異高倍率性能,且制備工藝簡單易行。
本發明提供一種空心鎳錳酸鋰結構摻雜鋰離子電池正極材料的制備方法,包括以下幾個步驟:1、碳球的制備;2、摻鎂空心鎳錳酸鋰的制備;3、摻雜鎂空心結構的鎳錳酸鋰包覆的制備。本發明使得電池的循環壽命得到了大大的提升,并且循環效率保持在90%左右。
本發明公開了一種氟化鋰改性納米硅鋰離子電池負極材料及其制備方法和應用,利用氟化鋰溶液浸泡納米硅,經過刻蝕,實現對納米硅提前嵌鋰,并在納米硅表面形成一層氟化鋰包覆層,減緩納米硅在充放電過程中因體積膨脹導致的SEI膜破碎重組及其對鋰源的消耗,提高鋰離子電池硅基負極的循環穩定性,再通過凝膠包覆碳化,實現在納米硅外層包覆一層碳層來緩解納米硅在充放電過程的體積膨脹,提高硅基負極材料的使用壽命。
本發明適用于鋰離子電池領域,公開了電池正極片、鋰離子電池、層狀鎳錳酸鋰的制備方法以及層狀鎳錳酸鋰,其中,電池正極片包括正極金屬基片和涂覆于所述正極金屬基片外的正極涂層,所述正極涂層的組分包括正極活性物質、正極粘結劑、正極導電劑,所述正極活性物質為層狀鎳錳酸鋰LiNixMnyO2,其中x=0.6~0.8,y=1?x。本發明采用層狀鎳錳酸鋰LiNixMnyO2(其中x=0.6~0.8,y=1?x)作為正極活性物質,提高了正極活性物質的熱穩定性和加工性能,降低了電池正極片的成本。采用本發明的電池正極片制成的鋰離子電池,具有成本低、比能量高、材料穩定性高、安全性能好、循環性能好、性價比高的優點。
本發明屬于鋰電池回收利用技術領域,具體涉及一種廢舊鋰電池黑粉加壓焙燒固氟提鋰的方法,主要步驟包括(1)將廢舊鋰電池拆解得到黑粉,向黑粉中添加固氟劑,混均后進行加壓焙燒,得到熟料粉;(2)向熟料粉中加入水攪拌均勻制成漿料,然后向漿料中通入二氧化碳氣體進行反應,經固液分離得到含鋰溶液;(3)將含鋰溶液加熱分解后得到高純度的碳酸鋰。本發明具有可高效提取回收廢舊鋰電池材料中鎳鈷錳酸鋰、氟化鋰、磷酸鋰、六氟磷酸鋰等多種類型鋰金屬,同時實現固化雜質氟的技術特點,有效地解決不同鋰電池類型中鋰結合形式各異、回收率低、氟雜質含量高和鋰產品品質低的技術難題。
本發明提供了一種添加鋰硅合金、碘化銀和溴化銀的硫化鋰系固體電解質材料及其制備方法。所述的制備方法,包括以下步驟:1)在氣氛保護條件下,按2.5?3.5:0.5?1.0:0.05?0.20:0.01?0.1的摩爾比稱取硫化鋰、硫化磷、鋰硅合金粉末和硫磺,混合均勻,得到鋰硫磷硅混合物;2)在氣氛保護及安全紅光條件下,取鋰硫磷硅混合物、碘化銀和溴化銀,置于球磨罐中球磨,得到含碘化銀和溴化銀的非晶態鋰硫磷硅混合物;3)步驟2)所得混合物在氣氛保護條件下密封,之后于真空條件下升溫至100?180℃進行熱處理,即得。本發明通過同時添加鋰硅合金、碘化銀和溴化銀以提升所得固體電解質材料的鋰離子傳導率。
本發明公開了一種多孔空心球形鋰離子電池正極材料碳包覆磷酸釩鋰及其制備方法,該正極材料的制備方法為:取粘結劑、鋰源、釩源和磷源置于水中,攪拌溶解,所得混合液進行噴霧干燥,得到前驅體;所得前驅體與碳源混合,在保護氣氛條件下煅燒,即得;其中:粘結劑在水中的濃度為0.3?0.5wt%;鋰源中鋰元素在水中的濃度為0.1?1mol/L;釩源中釩元素在水中的濃度為0.06?0.6mol/L;磷源中磷元素在水中的濃度為0.09?0.9mol/L;碳源的加入量為前驅體的4?20wt%。采用本發明所述方法制得的正極材料呈多孔空心球形形貌,具有較高的比表面積,能夠有效改善所得產品的循環倍率性能。
本發明公開一種具有電量耗盡預警功能的磷酸鐵鋰鋰離子電池,包括正極材料、負極材料、導電劑、粘結劑、正極片、負極片、隔膜、電解液和殼體,所述正極材料是以磷酸鐵鋰為主的正極活性物質以及釩酸鋰為預警功能的輔助正極活性物質,其中磷酸鐵鋰的重量比含量是50%-80%,釩酸鋰的重量比含量是15%-45%;本發明電池比現有的磷酸鐵鋰離子電池多一個電量耗盡預警的電壓平臺,該電壓平臺比現有的磷酸鐵鋰鋰離子電池的放電平臺低,當放電電壓到達該預警平臺時,就可以在無需軟件支持的情況下,通過更簡單可靠的電子電路測量特征的預警平臺電壓,準確提供電量耗盡預警,而且能在預警后仍剩下一定的容量供應急使用。
本發明的鋯、鋇參雜磷酸鐵鋰納米正極材料及其制備方法,其鋰源、鐵源、磷酸根源、鋯源、鋇源的原料,按照1mol?Li∶0.00002-0.00005mol?Zr∶0.0003-0.003mol?Ba∶1mol?Fe∶1mol?P比例混合后,在5-120℃密封攪拌反應器中,反應0.5-24小時,過濾、洗滌、烘干后得到納米前驅體,將烘干得到的前驅體置于高溫爐內,在氮氣氛中,經500-750℃高溫煅燒16-24h,即得本發明的參雜磷酸鐵鋰納米粉末正極材料,其粉末粒度在30-85nm范圍,所得粉末正極材料,粒度在30-85nm范圍,其首次放電容量大大提高,達160.21mAh/g以上,生產成本可降十倍以上。
本發明適用于化學電源技術領域,提供了一種富鋰錳基前驅體、正極材料制備方法,鋰離子電池及其制備方法,將過渡金屬鹽的水溶液和改性化合物的水溶液混勻后與沉淀劑水溶液反應形成富鋰錳基前驅體,通過溶劑熱法對前軀體進行預處理,利用預置入的離子來構建顆粒內部的氣體排出通道,方便前驅體轉化為電極材料過程中的氣體排出,同時有利于鋰離子和摻雜離子進入顆粒內部,存在在表面的摻雜離子則在后續燒結過程中形核生長,提高燒結后產物的密實度,提高電極壓實密度,進而提高電極循環過程的結構穩定性。本發明的富鋰正極材料比容量高、壓實密度高大,在循環過程中結構穩定。采用該正極材料制作的鋰離子電池能量密度高,電壓衰減小,安全性好。
本發明適用于化學電源技術領域,提供了一種類葡萄狀富鋰錳基陰極材料及其制作的鋰離子電池,采用類葡萄狀富鋰錳基材料碳酸鹽作為前驅體與鋰源混合燒結的方式制備類葡萄狀富鋰錳基陰極材料,然后利用該陰極材料制作鋰離子電池。前驅體是采用共沉淀反應制得,通過多次靜置去除共沉淀過程中上層清液以提高溶液中固含量,該共沉淀反應以碳酸鹽溶液作為沉淀劑;通過控制共沉淀反應過程中,混合鹽的金屬離子濃度、沉淀劑濃度、絡合劑濃度、反應物混合速度、攪拌速度、反應pH值和反應溫度。本發明的類葡萄狀富鋰陰極材料比容量高、庫倫效率高、比表面積大,在循環過程中結構穩定。采用該陰極材料制作的鋰離子電池能量密度高,電壓區間寬,安全性好。
本發明公開一種鋰電池正極材料錳酸鋰用電解二氧化錳的生產方法,它是按照如下步驟進行:(1)將氧化錳礦粉與硫鐵礦粉混合后與硫酸按一定的物料比投入連續攪拌的浸出槽中,過程反應溫度控制在85-90℃,反應時間3-4h,得硫酸錳溶液;(2)除鉀;(3)凈化除雜;(4)電解;(5)溶解;(6)高溫煅燒,即得到電解二氧化錳產品。本發明制得的電解二氧化錳晶型單一,具有純β型結構,更有利于鋰的嵌入與脫嵌;雜質含量極低,制得的錳酸鋰能夠表現出優良的電性能和安全性能。
本發明提供了一種用于制備薄膜鋰電池的錳酸鋰正極靶材及其制備方法。制備方法包括:預混步驟、球磨步驟、過篩步驟、壓制步驟、燒結步驟以及冷卻步驟。本發明的錳酸鋰正極靶材及其制備方法,能夠專門適用于采用磁控濺射鍍膜方式制備全固態薄膜鋰電池的方案,解決了采用磁控濺射鍍膜方式制備全固態薄膜鋰電池過程中所存在的“無可用的合適靶材”問題?;诒景l明所制備的錳酸鋰正極靶材以及磁控濺射鍍膜技術,制得的全固態薄膜鋰電池的接觸面電阻明顯降低,顯著提高了電池的性能。
本發明公開了一種添加鋰錫合金和氯化銀的硫化鋰系固體電解質材料及其制備方法。所述的制備方法包括以下步驟:1)在氣氛保護條件下,按2.5?4.0:0.5?1.0:0.02?0.1:0.01?0.05的摩爾比稱取硫化鋰、硫化磷、鋰錫合金粉末和硫磺,混合均勻,得到鋰硫磷錫混合物;2)在氣氛保護及安全紅光條件下,取鋰硫磷錫混合物及相當于其質量1?5%的氯化銀,置于球磨罐中球磨,得到含氯化銀的非晶態鋰硫磷錫混合物;3)所得含氯化銀的非晶態鋰硫磷錫混合物在氣氛保護條件下密封,之后于真空條件下升溫至80?150℃進行熱處理,即得。本發明通過同時添加鋰錫合金和氯化銀以提升所得固體電解質材料的鋰離子傳導率。
本發明提供了一種添加鋰硅合金和碘化銀的硫化鋰系固體電解質材料及其制備方法。所述的制備方法,包括以下步驟:1)在氣氛保護條件下,按2.5?3.5:0.5?1.0:0.05?0.20:0.01?0.1的摩爾比稱取硫化鋰、硫化磷、鋰硅合金粉末和硫磺,混合均勻,得到鋰硫磷硅混合物;2)在氣氛保護及安全紅光條件下,取鋰硫磷硅混合物及相當于其質量1?5%的碘化銀,置于球磨罐中球磨,得到含碘化銀的非晶態鋰硫磷硅混合物;3)所得含碘化銀的非晶態鋰硫磷硅混合物在氣氛保護條件下密封,之后于真空條件下升溫至120?200℃進行熱處理,即得。本發明通過同時添加鋰硅合金及碘化銀以提升所得固體電解質材料的鋰離子傳導率。
一種高純鋰離子電池正極材料錳酸鋰的制備方法,將強力除鐵后的金屬錳粉加入到銨鹽溶液體系中,反應得到錳化合物料漿,加入鋰鹽和添加劑,攪拌均勻后經噴霧干燥得鋰、錳混合的粉末,將該粉末燒結、冷卻,研磨、過篩得產品。本發明的方法工藝簡單,易于控制,所得錳酸鋰產品均勻性好,純度高,性能優良,有效改善了錳酸鋰電池的高溫性能和循環性能,而且生產無環境污染,適用于產業化。
本發明提供了一種添加鋰硅合金和氯化銀的硫化鋰系固體電解質材料及其制備方法。所述的制備方法,包括以下步驟:1)在氣氛保護條件下,按2.5?3.5:0.5?1.0:0.05?0.20:0.01?0.1的摩爾比稱取硫化鋰、硫化磷、鋰硅合金粉末和硫磺,混合均勻,得到鋰硫磷硅混合物;2)在氣氛保護及安全紅光條件下,取鋰硫磷硅混合物及相當于其質量1?5%的氯化銀,置于球磨罐中球磨,得到含氯化銀的非晶態鋰硫磷硅混合物;3)所得含氯化銀的非晶態鋰硫磷硅混合物在氣氛保護條件下密封,之后于真空條件下升溫至100?180℃進行熱處理,即得。本發明通過同時添加鋰硅合金及氯化銀以提升所得固體電解質材料的鋰離子傳導率。
本發明公開了一種改性鋰離子電池正極材料鎳錳酸鋰的制備方法,將錳鹽、鎳鹽材料混合通過溶膠凝膠法制備鎳錳前驅體,鎳錳前驅體與鋰鹽采用三維斜式混合機混合,經過預燒結、高溫燒結,再摻雜F-或F-與金屬陽離子,然后加入金屬氧化物進行濕法包覆,最后經低溫燒結、氣流粉碎和分級獲得鎳錳酸鋰成品。本發明利用離子摻雜改性技術改善了鎳錳酸鋰的循環性能及高溫穩定性,利用濕法包覆技術提高了鎳錳酸鋰的高壓循環性能及高溫穩定性。
本發明公開了一種氟化鋰包覆層轉化提高鋰離子電池三元正極材料循環性能的方法。將氟化物乙醇溶液、鋰鹽乙醇溶液與鋰離子電池三元正極材料混合,恒溫反應,過濾、洗滌得到濾渣,烘干濾渣,低溫熱處理,復合包覆層將三元正極材料與電解液隔離,避免電解液中可能存在的HF對電極材料的腐蝕以及溶解,提高三元正極材料的循環性能。氟的摻雜增大三元材料的晶胞體積,為鋰離子的擴散提供更大的擴散通道,利于提高三元材料的倍率性能以及晶體結構穩定性,氟化鋰的轉化為三元材料提供了包覆和摻雜的兩種功能,提升三元正極材料的電化學性能。本發明制備工藝簡單、綠色環保,操作方法簡單,具有較大的應用價值。
本發明的鋁、鋇參雜磷酸鐵鋰納米正極材料及其制備方法,其特征在于:其鋰源、鐵源、磷酸根源、鋁源、鋇源的原料,按照1mol?Li∶0.002-0.005molAl∶0.0003-0.003mol?Ba∶1mol?Fe∶1mol?P比例混合后,在5-120℃密封攪拌反應器中,反應0.5-24小時,過濾、洗滌、烘干后得到納米前驅體,將烘干得到的前驅體置于高溫爐內,在氮氣氛中,經500-750℃高溫煅燒16-24h,即得本發明的參雜磷酸鐵鋰納米粉末正極材料,其粉末粒度在30-85nm范圍,其首次放電容量大大提高,達160.21mAh/g以上,生產成本可降十倍以上。
本發明涉及氫氧化鋰生產技術領域,特別是一種用鹽湖礦石與鋰聚合物混合生產氫氧化鋰的工藝,包括以下步驟:將鋰聚合物依次經過煅燒、冷卻、細磨、加酸反應、冷卻、調漿、浸出,壓濾機壓榨分離,加入鹽湖礦石,凈化、過濾、苛化,再冷凍分離硫酸鈉,蒸發、低溫重結晶、干燥等工藝步驟制得氫氧化鋰。本發明將鹽湖礦石和鋰聚合物混合生產單水氫氧化鋰,鋰聚合物是一種新型礦源,極具提取價值,具有極大的經濟效益,解決了當鋰礦石資源不足的困境,增加生產線抵抗資源不足的風險,同時解決了鹽湖礦石資源生產氫氧化鋰品質低的問題,采用品質更高的鋰聚合物作為原料,在前期處理時,工藝條件相比于用鋰輝石作為原料時的工藝條件更加寬泛。
一種錳酸鋰正極靶材的退火方法以及錳酸鋰正極靶材。其中,退火方法包括:將燒結好的錳酸鋰正極靶材放入真空退火爐內,抽真空至第一設定真空度,并保持第一設定時長,然后通氮氣,使真空退火爐內的氣壓高于外部大氣壓,并保持第二設定時長,之后抽真空至第二設定真空度,并保持第三設定時長;在預設的氣氛條件下按照預設的升溫程序進行退火處理;抽真空至第三設定真空度,并保持第四設定時長,然后通氮氣,使真空退火爐內的氣壓高于外部大氣壓,隨爐緩慢冷卻至室溫,得到退火后的錳酸鋰正極靶材?;诒景l明所制備的錳酸鋰正極靶材以及磁控濺射鍍膜技術,制得的全固態薄膜鋰電池的接觸面電阻明顯降低,顯著提高了電池的性能。
本發明公開了一種新型金屬單質銅/磷酸鐵鋰/碳復合材料及其制備方法和應用,通過兩步法合成了不同質量比的金屬單質銅與磷酸鐵鋰復合材料,本發明制備的金屬單質銅/磷酸鐵鋰/碳復合材料的晶體物相結構分析表明出現明顯磷酸鐵鋰和金屬單質銅的主要峰型,無明顯雜質峰型。微觀形貌SEM分析表明復合材料顆粒性明顯、分散性較好,顆粒大小主要為400nm。室溫下測試磁滯回線表明銅的引入使得復合材料的磁化強度(Ms)、剩余磁化強度(Mr)和磁滯回線面積(Area?of?hysteresis?loop)是隨著銅的增加而有所減小。
本發明公開了一種添加鋰錫合金、溴化銀和氯化銀的硫化鋰系固體電解質材料及其制備方法。所述的制備方法包括以下步驟:1)在氣氛保護條件下,按2.5?4.0:0.5?1.0:0.02?0.1:0.01?0.05的摩爾比稱取硫化鋰、硫化磷、鋰錫合金粉末和硫磺,混合均勻,得到鋰硫磷錫混合物;2)在氣氛保護及安全紅光條件下,取鋰硫磷錫混合物、溴化銀和氯化銀,置于球磨罐中球磨,得到含溴化銀和氯化銀的非晶態鋰硫磷錫混合物;3)將步驟2)所得混合物在氣氛保護條件下密封,之后于真空條件下升溫至60?150℃進行熱處理,即得。本發明通過同時添加鋰錫合金、溴化銀和氯化銀以提升所得固體電解質材料的鋰離子傳導率。
本發明公開了一種基于鹽湖礦石、鋰聚合物以及鋰輝石組合的元明粉制備方法,屬于元明粉制備技術領域,將鋰輝石和鋰聚合物混合后依次經過煅燒、冷卻、細磨、加酸反應、冷卻,調漿、浸出,過濾洗滌,加入鹽湖礦石,凈化、苛化、冷凍結晶、芒硝溶解、蒸發濃縮、離心分離、干燥、氣流粉碎后得到元明粉。鹽湖礦石Li2SO4·H2O含量達到80.1~92.1%,平均含量為85.1%,鋰聚合物品位達到8.5%~12%(Li2O),Al含量25.05%,Mg含量1.23%,Si含量0.84%,Mn含量0.69%,兩者與鋰輝石混合,能生產出高品質的元明粉,本制備方法運用了連續冷凍結晶技術分離出硫酸鈉,保證晶核穩定成長以及生產的連續性,能生產出高品質的產品,同時縮短了生產周期,節約了成本。
本發明涉及碳酸鋰生產技術領域,特別是一種環保型的用鋰聚合物生產碳酸鋰的工藝,包括以下步驟:以鋰聚合物為原料,經過高溫煅燒轉型,冷卻,球磨,酸化焙燒,冷卻,調漿,浸出壓榨分離,冷凍分離硫酸鈉,蒸發、碳化、離心干燥等工藝步驟得到碳酸鋰。本發明選用鋰聚合物為原料,是一種新型礦源,其品位高,極具提取價值,具有極大的經濟效益,還在粉塵收集處增加了雙軸加濕攪拌器,將粉塵進行加濕處理,減少了粉塵排放的風險,有效地解決了環保問題,同時還將有效成分進行了回收再利用,提高了原料的利用率。
本發明公開了一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰前驅體的制備方法,先將菱鐵礦浸出并調整溶液濃度,然后不經除雜直接加入氧化劑和沉淀劑,通過控制合成條件使菱鐵礦中對磷酸鐵鋰電化學性能有益的鎂和錳元素選擇性地進入沉淀,干燥后即得磷酸鐵鋰前驅體。由于金屬摻雜元素鎂和錳以磷酸鹽形式均勻地分布在前驅體顆粒中,因此合成磷酸鐵鋰時無需再摻雜,這些摻雜元素能大大提高磷酸鐵鋰的導電性,從而極大地提高其電化學性能。本發明原料來源廣、工藝流程簡單、產品質量好且穩定、成本低,特別適合于為生產鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰提供優質鐵源,同時也使菱鐵礦資源得到了綜合利用,若能形成規?;a,必將給社會帶來巨大的經濟效益和生態效益。
本發明提供了一種添加鋰硅合金和銀鹵族化合物的硫化鋰系固體電解質材料及其制備方法。所述的制備方法,包括以下步驟:1)在氣氛保護條件下,按2.5?3.5:0.5?1.0:0.05?0.20:0.01?0.1的摩爾比稱取硫化鋰、硫化磷、鋰硅合金粉末和硫磺,混合均勻,得到鋰硫磷硅混合物;2)在氣氛保護及安全紅光條件下,取鋰硫磷硅混合物、碘化銀、溴化銀和氯化銀,球磨,得到含碘化銀、溴化銀和氯化銀的非晶態鋰硫磷硅混合物;3)步驟2)所得混合物在氣氛保護條件下密封,之后于真空條件下升溫至100?180℃進行熱處理,即得。本發明通過同時添加鋰硅合金和銀鹵族化合物以提升所得固體電解質材料的鋰離子傳導率。
本發明公開了一種監測鋰一次性電池容量的電路結構,包括鋰電池、濾波電容、精密電阻、負載電路、A/D電壓轉換電路、電池內阻計算及容量判斷固件,所述鋰電池、濾波電容、精密電阻串聯而成形成主回路,所述鋰電池和濾波電容之間設有線路接地;所述負載電路與濾波電容并聯;所述精密電阻正負極兩端分別連接A/D電壓轉換電路的正負極兩端;所述電池內阻計算及容量判斷固件與A/D電壓轉換電路串聯連接。本發明監測鋰一次性電池容量不僅精密度高,而且不增加成本和額外的能量消耗。
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