一种含M的多功能金属氧化物修饰的高电压钴酸锂正极粉末材料及其制备方法,其通式为:LiaCo1-x-yM′xMyO2,核壳型结构,在正极材料内核外包覆有一层惰性保护层,惰性保护层中至少含有M的氧化物,或M和M′对应的复合氧化物;制备时先将电池级的锂源、钴源、含M及M′添加剂按照相应比例进行混合,将所得的混合料进行恒温烧结,将所得的烧结产物进行粉体处理,即得到高电压钴酸锂正极粉末材料。本发明的产品在高电压下质量能量密度大、循环性能和安全性能优异。
本发明公开了一种制备电池级碳酸锂的方法,包括以下步骤:1)分析浓缩卤水中各元素含量;2)除S;3)除Ca、Ba、Mg、Fe离子;4)深度除Mg、Fe离子;5)深度除Ca、Ba离子;6)深度除杂;7)沉锂。本发明通过对浓缩卤水的分析,确定了卤水中杂质的含量,并根据杂质的性质,设定了相对应的除杂步骤并进行了深度除杂,杂质去除彻底,获得碳酸锂纯度高。而且在除杂过程中,利用不同温度和不同pH值条件下杂质沉淀的溶度积不同;通过严格控制反应条件,减少碳酸锂沉淀的析出,降低了锂源的损失,提高了锂的回收率。其次,本发明工艺和设备相对简单,易于实现对浓缩卤水的大规模处理。
一种提高锂离子电池正极材料循环稳定性的方法,它属于锂离子电池正极材料领域。其由正极材料及均匀致密包覆在表面的金属氧化物组成,所述的正极材料包括锰酸锂、硅酸锰锂、镍钴锰酸锂等,所述的金属氧化物主要为Al2O3、ZnO、TiO2、Nb2O5、ZrO2、Ta2O5等。这些金属氧化物包覆层的存在,一方面,可以更好更快的传递锂离子,另一方面,在循环过程中,可阻止电解液与正极材料接触,进而防止正极材料溶解在电解液中,因而提高了正极材料的循环稳定性。本发明所涉及的制备工艺具有操作简单、成本低、效率高、易于实现规模化、产业化生产等优点。
本发明公开了一种锂离子电池隔膜,其特征在于,其成分包括高分子量聚烯烃、引发剂、有机物增粘剂和纳米级无机填料,所述的高分子量聚烯烃接枝共聚有亲水基团,所述的亲水基团来自亲水单体,所述分子量聚烯烃和亲水单体的质量比例为5~16。本发明还公开了一种制备上述锂离子电池隔膜的方法,主要步骤包括聚烯烃基质膜的制备、退火、冷拉伸、热拉伸以及热定型处理过程。本发明所涉及的锂离子电池隔膜具有良好的亲水性能、粘结性能和机械强度。
一种锂离子电池用低温电解液,由基体溶剂、低粘度碳酸酯、低粘度和低熔点添加剂、锂盐组成,通过研究电解液的熔点沸点,粘度,介电常数等主要参数,选择合适的溶剂组分以及比例,并选择特殊的低温电解液添加剂,得到具有良好的高、低温充放电性能及低温倍率性能的电解液。本发明,组分配比合理、具有良好的常温、低温充放电性能、常温循环稳定性好、低温倍率性能良好,适于工业化生产,可作为现有锂离子电池低温电解液的更新换代产品。
本发明提供了一种磷酸铁锂/纳米碳复合正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步聚:1)前驱体的预处理:按以下组分和质量百分比含量称量原料:催化剂0.2%~15%、锂盐5%~15%、铁盐40%~60%和磷酸盐25~45%;所述的催化剂为金属FE、CO、NI中的一种或多种;将上述原料加入分散剂后在球磨机中球磨,制得前驱体;2)碳纳米管或碳纤维的生长:3)磷酸铁锂或掺杂磷酸铁锂的制备。本发明解决了碳纳米管在高粘度高固含量磷酸铁锂浆料中的分散难题,并且提供了在制备磷酸铁锂过程中同时生长碳纳米管或碳纤维的方法,提高了磷酸铁锂高功率充放电条件下比容量和循环寿命。
一种多孔球状磷化二铁锂离子电池负极材料及其制备方法,所述多孔球状磷化二铁锂离子电池负极材料为100~800 nm大小均匀的微纳米颗粒,其中的磷化二铁为六方晶相Fe2P,具有多孔球状结构,周围有碳包覆层;本发明采用一次溶剂热法和一次水热法获得前驱体,然后将前驱体在还原气氛下焙烧获得多孔球状磷化二铁锂离子电池负极材料;本发明的多孔球状磷化二铁锂离子电池负极材料,其多孔球状的骨架和碳包覆层都有助于缓解充放电循环过程的体积膨胀,提高材料的导电性;所组装的锂离子电池倍率性能好、循环稳定性好、离子传输效率高;本发明方法操作简单,成本低,可控性强。
本实用新型公开了一种锂电池正极材料生产装置,包括机体和搅拌仓,所述机体内部开设有搅拌仓,且机体顶面中间位置固定有传动电机,所述传动电机输出端位于搅拌仓内部与齿轮组啮合。本实用新型中,该装置通过进料口向锂电池正极材料和胶液加入到机体内部的搅拌仓内,通过传动电机运行带动齿轮组转动,齿轮组转动带动转盘转动,转盘转动带动震动棒转动,从而对搅拌仓内部的锂电池正极材料和胶进行混合,并且马达运行带动螺旋桨转动对进入到集料口中的锂电池正极材料和胶进行混合,同时震动电机运行带动震动棒震动,从而提高搅拌仓内部的锂电池正极材料和胶的混合效率,并其保障不会破坏原有的锂电池正极材料的结构,从而提高工作效率。
本申请涉及基于VPX架构的锂电池模组和VPX机箱,该模组包括锂电池电芯、PCB控制板和VPX模组结构件,锂电池电芯包括多个串并联的锂离子电池。PCB控制板包括:采样电路用于对锂电池电芯进行信号采样并上报单片机及限定锂电池电芯的电压和温度范围。辅助电源电路用于从锂电池电芯接入电源电压并转换为供电电压后输出给单片机和采样电路。驱动放大电路用于对锂电池电芯的电源电压放大并延时启动控制。通信电路分别用于转换传输单片机的通信信号。模组VPX连接器用于将锂电池电芯的电源电压输出及传输单片机的通信信号。单片机用于监控锂电池电芯的工作状态。VPX模组结构件用于封装锂电池电芯和PCB控制板。符合VPX总线规范,通用性较强。
本发明公开了一种基于自适应模型的锂电池荷电状态估计装置及方法,其中方法包括:建立锂电池老化状态映射模型;计算锂电池的端电压、荷电状态以及老化状态这三者间的第一函数关系式;根据第一函数关系式,对锂电池的等效电路进行参数辨识,并拟合计算锂电池的等效电路参数与荷电状态和老化状态这三者间的第二函数关系式;判断待测锂电池的老化状态,再使用第二函数关系式,根据待测锂电池的老化状态得到其等效电路参数与荷电状态间的关系,最终基于待测锂电池的电池荷电状态初值、以及等效电路参数与荷电状态的映射关系,对待测锂电池的荷电状态进行估计。本发明能在不同的电池的老化状态下自动地调节锂电池等效电路模型的参数,提高锂电池荷电状态的估计精度。
本发明属于二次锂离子电池电解液,特别涉及锂离子电池过充或滥用条件下使用的功能性电解液。本发明的锂离子电池多重过充防护功能性电解液,其过充添加剂采用氧化还原对添加剂与电聚合添加剂或气体发生添加剂中一种及一种以上组合;通过不同添加剂的组合不仅可以解决商业化小型锂离子电池3C/10V条件下的过充安全问题,还可以大大提高动力锂离子电池的安全性能。将不同的添加剂按一定的次序和原则进行组合后,可以防止锂离子电池反复局部过充及轻度过充对电池性能的影响和破坏。将不同添加剂之间按不同比例进行优化后,可以降低添加剂对电池其他性能的负面影响。
本发明提供了一种金属锂单质及其制备方法与应用,制备方法包括:1)将净化后的含锂水相用萃取有机相进行萃取,分液得到含锂有机相;2)将步骤1)所得含锂有机相用洗涤液进行洗涤;3)将洗涤后的含锂有机相进行电解得到金属锂单质。本发明从锂资源中提取锂单质,并可将锂单质直接作为锂负极,实现了资源的综合利用和材料短流程制备,无需经过反萃结晶转型等耗能步骤,技术优势明显,节能效果显著。本发明的金属锂负极应用于锂电池上,配合正极材料使用,能保证其负极表面电荷分布均匀,电场稳定,实现金属锂的均匀沉积,缓解了锂枝晶的生长,提高了金属锂电池的稳定性和安全性。
本发明公开了一种单晶锰酸锂材料的制备方法,该方法中采用的掺杂元素M,有两方面作用:一是作为助熔剂,能够在更低温度或保温时间下形成单晶锰酸锂颗粒,甚至形成不同形貌的单晶锰酸锂颗粒;二是掺杂元素可以减少锰酸锂循环过程中的Jahn‑Teller效应、减少锰的溶解、稳定晶格结构从而提高锰酸锂的循环、倍率性能。本发明掺杂四氧化三锰具有较大的八面体一次颗粒团聚而成的二次颗粒,掺杂元素均匀沉淀或吸附在前驱体颗粒的缝隙或表面的特点,可以使锰酸锂性能和形貌的一致性将大大提升,此外可以用更低的温度或保温时间固相合成单晶锰酸锂,甚至形成不同形貌的单晶锰酸锂颗粒,从而得到物理性能、电化学性能兼具的单晶锰酸锂材料。
本发明提供了一种钴酸锂材料及其制备方法、正极材料。一种钴酸锂材料,主要由掺杂有元素M的钴酸锂颗粒以及包覆在其表面的包覆物组成;所述钴酸锂颗粒的分子式为LiaCo1‑bMbO2,其中,0.95≤a≤1.15,0.003≤b≤0.01,M为Mg、Al、Ti、Zr、Ni、Mn、Cr、Mo、W及稀土元素中的至少一种或多种;所述包覆物选自ZnO或者SnO2或者两者的混合,重量为所述钴酸锂颗粒的0.5~5wt%,优选1~5wt%,优选2~5wt%,优选2~4wt%。所述的钴酸锂材料解决了现有材料高压下倍率性和循环性能差的问题。
本发明公开了一种具有界面纳米片保护层的锂负极,包括锂负极基体,锂负极基体表面上覆有一层石墨相氮化碳纳米片界面层。其制备方法为:将石墨相氮化碳纳米片粉末加入有机溶剂中进行分散,制备成石墨相氮化碳纳米片分散液;将石墨相氮化碳纳米片分散液滴涂在锂负极基体表面,待溶剂挥发后在锂负极表面形成石墨相氮化碳纳米片界面层,得到具有界面纳米片保护层的锂负极。本发明在锂负极基体表面上覆有一层石墨相氮化碳纳米片界面层,石墨相氮化碳纳米片中丰富且均匀分布的氮原子可以与锂离子发生相互作用形成瞬态Li‑N键,从而调节锂离子通量并实现稳定的沉积过程,有助于减少锂枝晶和死锂的生成,减少极化。
本发明公开了一种锂硫电池隔膜的制备方法,包括:将干燥后的EVOH和叔丁醇锂分别溶解与溶剂中,在叔丁醇锂溶液中添加1, 3‑丙烷磺酸内酯,混合EVOH溶液,搅拌至反应结束用丙酮将溶液析出,干燥使丙酮挥发,得到EVOH‑SO3Li固体。将PVDF与丙烯酸酯单体,引发剂,添加剂溶于聚合物溶剂中,搅拌,脱泡,得到铸膜液,制成膜,得到PVDF/丙烯酸酯/SiO2锂硫电池隔膜。该隔膜与传统锂硫电池隔膜相比,EVOH‑SO3Li的加入提高了聚合物对溶剂的亲和力,有着良好电解液吸附性和较小的电化学阻抗。本发明制备的PVDF/丙烯酸酯/SiO2锂硫电池隔膜孔分布均匀,孔隙率高,具有选择透过性,并能够抑制多硫化物的穿梭效应,提高了离子传导率。用该膜组装成锂硫电池后显著改善了电池的能量衰减,提高了库伦效率。
本发明涉及一种选择性提取锂的离子筛及其应用,所述的离子筛为Li4Ti5O12、LixMeyTi5O12、Li4MemTinO12中的一种或几种的混合物;Me为V、Fe、Co、Mn、Al、Ba、Ag、Zr、Nb中的一种或几种的混合;3
本发明公开了一种废旧锂离子电池正极材料再生方法,包括以下步骤:将废旧正极材料、锂盐和添加剂混合后球磨,得到混合物,所述锂盐由锂盐LS1、锂盐LS2和锂盐LS3组成;所述添加剂为添加剂A1或其与添加剂A2组成;氧化性气氛下,以上述混合物为电解质,采用工作电极和对电极在(260‑500)℃条件下进行电解;电解后,撤出工作电极和对电极,继续在氧化性气氛下以(7‑12)℃·min‑1加热至(600‑680)℃,保持(0.3‑1)h;然后在氧化性气氛下或者惰性气氛下继续以(3‑6)℃·min‑1加热至(800‑1100)℃,并保持(3‑8)h;冷却后经洗涤过滤并干燥后得到再生正极材料。
一种锂离子电池正极材料,锰镍钴复合嵌锂氧化物及其制造方法,其化学式为:Li0.7-1.0MnxNiyCozO2,其中x+y+z=1,x=0.2~0.5,x/y=0.8~1.2,z/x=0.1~1,晶体结构为六方晶系,其制造方法为:按摩尔比Mn∶Ni∶Co=1∶0.8~1.2∶0.1~1配制Mn2+、Ni2+、Co2+的混合溶液,加热,加入过量碱,沉淀分离其复合氢氧化物;焙烧分解得复合氧化物;按摩尔比Li∶(Mn+Ni+Co)=0.7~1.0∶1比例混合锂源物质与锰镍钴复合氧化物均匀、压实,在700℃-1000℃氧化气氛中焙烧合成6~36小时,冷却,粉碎得产品。锰镍钴复合嵌锂氧化物制造工艺简便,用做锂离子电池正极材料具有比容量大,循环性能好,成本低廉等优点,尤其适于大容量锂离子电池的制造。
本发明提出一种利用废旧锰酸锂电池正极分离锂并再生钠离子电池正极材料的方法。以废旧锰酸锂正极材料为原料,依次进行正极材料的碳热还原、还原产物的碳酸钠浸出、浸出渣的酸浸以及溶胶凝胶法制备前驱体,最后通过煅烧得到钠离子电池正极材料;本发明充分利用废旧锰酸锂正极材料中的有价金属成分,在定量分离锂的同时,利用锂对钠离子电池正极材料的掺杂改性制备出高性能的正极材料,提升了回收再生产品的价值。
本发明提供了一种锂离子电池,包括多组极板组,多组所述极板组依次排列且每组所述极板组均包括正极板1、负极板2和参比电极3,所述正极板1与参比电极3之间设置有第二隔板7,所述负极板2与参比电极3之间设置有第三隔板8,相邻极板组的正极板与负极板之间设置有第一隔板,所述参比电极3为富锂电极,多组所述极板组均浸泡在电解液中。本发明还提供了一种包括多组所述锂离子电池的单体电池和所述锂离子电池和单体电池的监测和维护方法,解决了当前锂离子电池电极荷电状态不能准确检测以及电池循环过程中锂离子损耗,导致电池实用寿命不长等问题。
五氧化二钒/rGO包覆镍钴锰酸锂正极材料及制备方法,所述正极材料是由五氧化二钒/rGO包覆镍钴锰酸锂形成的球形核壳结构颗粒;所述五氧化二钒/rGO与镍钴锰酸锂的质量比为0.01~0.05:1;所述镍钴锰酸锂的化学式为LiNixCoyMn(1‑x‑y)O2,其中0.75≤x≤0.85,0.05≤y≤0.15,1‑x‑y>0;所述五氧化二钒/rGO复合材料由五氧化二钒在rGO层间锚定形成整体包覆层,五氧化二钒与rGO的质量比为1~3:1。本发明还公开了五氧化二钒/rGO包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。本发明正极材料锂离子和电子导电率高,电化学性能好;本发明方法简单可控,成本低,适于工业化生产。
一种新型铁锂电池制备方法为:采用FeF3/V2O5复合材料与LiMn2O4组合作为正极活性物质,与碳负极组成新型铁锂型锂离子电池,正极活性物质由质量百分比5%~85%的LiMn2O4和95%~15%的FeF3/V2O5复合材料球磨1-8小时制成。正极活性物质制备前,先制备FeF3/V2O5复合材料,将占复合材料总质量1-50%的V2O5与占复合材料总质量99-50%的FeF3高能球磨1-8小时,然后在100-600℃退火1-12小时制备。本发明大幅度提高材料导电性能、电池寿命及放电平台,增强电池大电流放电能力、安全性能优越。
本发明公开了一种锂电池电源控制系统和高空作业车,在锂电池内安装有控制芯片,控制芯片可读取和发送锂电池内部的电压、电流、温度信息,锂电池内部的电压、电流、温度信息通过CAN总线发送给电源管理系统BMS;当锂电池内部的电压达到预设最大电压阀值时,电源管理系统通过充电继电器切断锂电池充电;当锂电池内部的温度达到预设最大温度阀值时,或者当锂电池内部的放电电流达到预设过载电流时,或者锂电池内部的电压达到预设最小电压阀值时,电源管理系统通过负载继电器切断锂电池放电。本发明通过电源管理系统来控制锂电池的充电和放电过程,有效的保护锂电池,避免锂电池因为过充和过放导致锂电池损坏。
一种锂钴金属氧化物粉末,所述锂钴金属氧化物粉末为包覆结构,所述锂钴金属氧化物粉末包括锂钴金属氧化物基体,所述锂钴金属氧化物粉末还包括Co3O4包覆层,所述锂钴金属氧化物粉末的通式为LiaCo1‑x‑yMxNyO2·rCo3O4,其中,0.002<r≤0.05,1≤a≤1.1,0<x≤0.02,0≤y≤0.005,且a<1+3r,M为掺杂元素,N为包覆元素。本发明还提供了上述锂钴金属氧化物粉末的制备方法。本发明制备得到的材料的电化学性能优异。
本发明公开了一种高库仑效率和循环寿命的锂离子电池负极材料。将有机锂盐和微晶石墨通过湿法球磨混合后,干燥,得到前驱体;所述前驱体置于空气气氛中煅烧,即得锂掺杂微晶石墨。锂掺杂微晶石墨能够弥补SEI膜形成时造成的锂损失,同时能够降低电解液的分解,作为锂离子电池负极材料具有优异的库伦效率和循环寿命,且锂掺杂微晶石墨的制备方法简单,原料成本低,经济效益高,适合工业化生产应用。
本发明公开了一种矿石中锂的化学物相分析方法,包括以下步骤:步骤一,以盐酸为浸取剂将矿石样品中铁锂云母中的锂进行浸出,以电感耦合等离子发射光谱法测定其锂含量;步骤二,以10%HCl‑5%HF为浸取剂,对步骤一的滤渣浸出,以电感耦合等离子发射光谱法测定其锂含量;步骤三,将步骤二的滤渣煅烧,加入浓盐酸、浓硝酸、浓氢氟酸、高氯酸,以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量。该化学物相分析方法能够对矿石样品中的多种物相的锂的含量进行准确分析,设备成本低。
一种碱性配合氧化制备六氟锑酸锂的方法,锑白在高浓度氢氧化锂水溶液中配合溶解,使锑以亚锑酸锂形式溶解,料浆采用真空抽滤方式液固分离,向亚锑酸锂溶液中加入双氧水氧化沉淀,沉淀物经过洗涤后得到焦锑酸锂前驱体;焦锑酸锂用水浆化后加入氢氟酸中和至要求pH数值,然后向溶液中加入双氧水,使焦锑酸锂中残存的少量三价锑氧化为五价,料浆采用真空抽滤方式液固分离后,向六氟锑酸锂溶液中通入硫化氢气体净化脱除重金属杂质,净化后液经过浓缩、结晶和干燥得到六氟锑酸锂产品。本发明的实质首先是利用亚锑酸锂溶解度大的原理,在高浓度氢氧化锂溶液中配合溶解锑白,然后再利用焦锑酸锂溶解度小的原理,加入双氧水氧化制备出焦锑酸锂前驱体,最后利用Sb‑F键长比Sb‑OH键长短且结合力强的原理,在水溶液中用F‑取代焦锑酸锂中的OH‑生成六氟锑酸锂产品。本发明具有工艺过程短、产品质量好和成本低的优点。
本申请属于锂离子电池领域,具体涉及一种锂离子电池隔膜浆料、其制备方法及隔膜。锂离子电池隔膜浆料以100重量份计,包括如下重量份的组分:A组分27.11~61.80份;其中,所述A组分包括:无机填料25~50份、第一粘结剂2~10份、分散剂0.1~1.5份和润湿剂0.01~0.3份;所述无机填料具有微孔结构,所述微孔结构中填充有第一粘结剂的疏水基团、分散剂的疏水基团和润湿剂的疏水基团中的一种或多种;B组分0.5~3份,所述B组分为第二粘结剂;C组分40~70份,所述C组分为溶剂,该锂离子电池隔膜浆料和隔膜具有超低水分,将隔膜应用在锂离子电池上提升了锂离子电池性能的一致性和稳定性。
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