本发明提供了一种镍锰掺混锂离子电池正极材料及其制备方法,所述方法以高镍材料前驱体和锂源作为原料通过二次焙烧的方法制得高镍正极材料,制得的高镍正极材料再与锰酸锂正极材料进行掺混,制备用于动力电池的镍锰掺混锂离子电池正极材料,制得的正极材料安全性高、循环性能好,制备该正极材料的方法简便易行,原料来源广泛,成本低廉。
本发明公开了一种磷酸铁锂电池正极片的制造方法,包括混合磷酸铁锂浆料的步骤以及将混合好的磷酸铁锂浆料涂布于集流体的步骤,涂布之前先用碱溶液处理集流体,所述处理是指将碱溶液喷洒于集流体表面或者将集流体浸泡在碱溶液中。本发明的方法能有效提高涂布效率,使浆料更容易的附着在集流体上,从而使极片在进行卷绕等操作时不会出现掉料的情况,有利于磷酸铁锂电池的推广应用。
本文描述一种具有特别高能量容量及低内部阻抗的电池。所述电池可展现特别长的循环与可接受的低衰减量。使用高比容量富锂金属氧化物作为正电极材料结合石墨碳阳极的袋式电池可在室温下依C/3速率从4.35V至2V达到至少约180Wh/kg的能量密度,同时在基于完全充电至4.35V的20%SOC时具有不大于约75欧姆-cm"的室温面积比DC电阻。揭示一种用于这些电池中的具有特定化学计量范围的高比容量富锂金属氧化物。
本发明涉及锂离子二次电池及其制造方法,尤其涉及石墨为负极活性材料的锂离子二次电池,负极极片采用厚度方向透气的低阻力多孔结构,对负极极片在压实前或后采用真空物理气相沉积蒸镀锂、蒸镀锂后在真空室里采用二氧化碳钝化处理;隔膜采用具备热压粘接功能的复合隔膜,基膜采用双拉PE纳米微多孔膜,基膜至少一面或两面涂布多孔涂层,涂层材料为PVDF共聚物和陶瓷的混合物,电池极组在厚度方向采用热压粘接处理。
本发明涉及一种电池级锂铝合金合成设备及合成方法,特别是一次锂电池负极材料专用锂铝合金合成设备及合成方法。包括熔料罐、第一加热炉、管道过滤器、液封阀、第二加热炉、合成釜、第三加热炉、氩气装置、真空泵和控制柜;熔料罐外部设有第一加热炉;在熔料罐和合成釜之间设有管道过滤器和液封阀,在管道过滤器和液封阀外部设有第二加热炉;合成釜外部设有第三加热炉;所述熔料罐和合成釜均与外部的氩气装置以及真空泵相联;所述的熔料罐、合成釜、第一加热炉、第二加热炉、第三加热炉、液封阀、氩气装置和真空泵均与控制柜连接。在全密闭真空条件下熔料作业,产生杂质被除去,物料在合成釜内完成化合反应,所得电池级锂铝合金产品质量好、稳定。
本发明公开了一种碳纤维增强铝锂合金复合材料及其制备方法。该复合材料是由经过预先处理的碳纤维与铝锂合金粉末混合烧结而成,碳纤维体积分数含量1~10%。本发明的制备方法主要包括碳纤维的灼烧、粗化、中和处理、球磨混料以及真空热压烧结。通过调控碳纤维的体积分数,能降低铝锂合金的密度,提升铝锂合金的强度、韧性并改善其各向异性。本发明特别适用于要求材料具有轻质、较高强度综合性能良好的航空航天飞行器零部件。
一种用于高能量密度锂离子电池的化成方法,其包括以下步骤:S1:对电池注液后在注液孔处加封口棉,静置16~48h;S2:以0.01~0.02C的倍率将电池充电至3.7~4.0V;S3:以0.03~0.05C的倍率将电池充电至4.0~4.35V;S4:以0.1~0.2C的倍率将电池充电至4.35~4.5V,然后以4.35~4.5V恒压充电1~3h;S5:将电池进行高温老化,老化后将电池进行排气处理,然后根据其重量变化进行二次注液以补充化成及老化过程损失的电解液;S6:电池封口。本发明提供的化成方法可以提高富锂正极-碳类负极体系电池的首次效率、安全性能和循环性能,避免化成过程中的胀气问题,且可以降低电池的内阻。
本发明公开了一种无机硫基玻璃陶瓷电解质及其制备方法,涉及锂离子电池领域,能够解决锂离子电池中,固态电解质难以兼具良好的电导率和对空气稳定的问题,提高了电池的安全性能。其中,无机硫基玻璃陶瓷电解质包括:Li2S-P2S5玻璃陶瓷材料作为内核,无机氧化物材料或无机磷化物材料作为包覆层包覆在内核表面。本发明还提供了一种包含该无机硫基玻璃陶瓷电解质的全固态锂离子电池。本发明可用于锂离子电池领域。
本发明公开了一种表面包覆改性的锂离子电池正极材料,其为核壳型结构,且内核主要为锂离子电池正极材料,内核外部包覆有主要由Li3V2(PO4)3和碳素材料组成的包覆改性复合材料,包覆改性复合材料的质量为内核中锂离子电池正极材料质量的1%~15%,其中,Li3V2(PO4)3在包覆改性复合材料中的质量分数为70%~99%,碳素材料在包覆改性复合材料中的质量分数为1%~30%;其制备方法包括,先配制一溶胶,然后将正极材料加入溶胶中,经过干燥、烧结处理后,即可得到本发明的产品。本发明的锂离子电池正极材料具有结构稳定性强、电导性强、抗腐蚀性强、循环寿命延长等优点。
本发明公开了一种转移能量型、并可在充、放电过程中均能均衡的串联锂电池组的主动均衡方法,其步骤为:对串联电池组中的每节电池进行电压采样,当单节电池的电压低于标称值的90%时,由与该单节电池相配合的均衡充电开关电源对该单节电池进行充电,所述串联锂电池组的两端电压作为均衡充电开关电源的输入电压。本发明还公开了一种用于实现上述主动均衡方法的串联锂电池组的主动均衡电路,包括:主控电路、均衡选通电路、均衡开关电路和本发明所述主动均衡方法中的均衡充电开关电源。本发明主要用于动力型锂电池的均衡。
本发明涉及一种多孔三氧化二铁/碳纳米片复合材料及其制备方法和其在制备锂离子电池中的应用。该方法以二茂铁和硫酸铵为原材料,将原材料以一定质量比混合均匀。将该混合物在惰性气氛高压反应釜中煅烧后再在空气中低温煅烧即得到多孔三氧化二铁/碳纳米片复合材料。该制备的方法工艺简单、易于操作、产量高,适合规模化生产。制备得到的多孔三氧化二铁/碳纳米片复合材料作为锂离子电池负极材料具有较高的比容量和优异的循环稳定性,100次循环之后具有高于1000mAh/g的容量。
本发明公开了一种产品质量及性能稳定的磷酸铁锂的生产方法,其特征是它包括下列步骤:以重量计,按磷酸铁:碳酸锂:硝酸银:去离子水=1.0:0.2~0.22:0.001~0.002:0.5~0.6的比例将上述原料加入到球磨机中球磨、过滤干燥、还原煅烧、粉碎后制得纳米级以氧化银为导电剂的磷酸铁锂,本发明方法简单可行,合成的磷酸铁锂为纯相,具有良好的电化学性能,质量稳定,电克容量大于150mAh/g以上,振实密度为1.65g/cm3~1.70g/cm3,使用半电池组装成纽扣式电池在0.5C的倍率下对该电池进行充放电测试,平均放电质量比容量大于150mAh/g,循环库伦效率大于95.0﹪,充电恒流比大于98﹪,放电中值电压大于3.4V,100次循环后容量保持率大于97.0﹪。
本发明公开了基于GA和ARMA模型的锂离子电池剩余使用寿命预测方法,涉及锂离子电池剩余使用寿命预测方法,数据驱动预测技术领域。首先,该方法根据锂离子电池历史和当前容量数据序列的特点,判断序列的平稳性,若序列非平稳,对序列进行d次差分处理直至序列平稳;然后,通过遗传算法获取ARMA模型中p和q的最优取值,并估计最优ARMA模型的参数;最后,基于建立的最优ARMA模型预测锂离子电池剩余使用寿命。本发明所提出的方法能够自适应确定ARMA模型的阶数,相较传统的BJ定阶法,简化了定阶流程,提高了预测精度,且不需要大量的电池历史容量数据,具有潜在的实际应用能力。
本发明公开了一种锂电池正极复合材料及其制备方法,所述正极复合材料为硫化碲/碳复合材料,该复合材料中,硫化碲含量高且可控,碳与硫化碲颗粒的结合非常紧密,这些结构特征使得该正极材料用于锂电池中能够减少活性物质的溶解损失和抑制穿梭效应,从而使锂电池获得高放电比容量以及良好的循环性能。此外,本发明的锂电池正极复合材料的制备工艺简单、成本低、周期短、能耗低、可重复性强、易于规模化生产,且该复合材料中的硫化碲含量高、可控,由于该制备方法的特殊性,所得到的正极复合材料中杂质含量低。
本发明公开了一种用于锂电池保护的零伏充电电路及其工作方法,包括充、放电接口(P2)、电池接口(P1)、充电控制MOSFET(Q1)、放电控制MOSFET(Q4)、第一三极管(Q2)、第二三极管(Q3)、第三三极管(Q5)、第一控制端(1)、第二控制端(2)和第一至第七电阻(R1至R7)。本发明公开的锂电池保护电路的零伏充电电路,即使在锂电池开路电压为零伏时,依然可通过外部的充电器为锂电池充电。本发明设计简单,便于在产品设计中实用;提高了保护系统的性能;未增加组装部件,方便生产;采用器件均为切换控制器件,无高压、大功率等特殊要求,成本低。
本发明公开了一种锂电池硅碳纳米管复合负极材料及其制备方法与应用。本发明通过将有机碳源和纳米硅按(0.4~9):1的质量比混合搅拌均匀再加入催化剂得到混合浆料,再通过闭式循环喷雾干燥得到前驱体,将所得的前驱体在300~700℃保温1~5h,得到的样品再放入管式炉中,在气态有机碳源和N2、Ar2混合气氛下升温至500~900℃保温0.5~3h,自然冷却后得到所述锂电池硅碳纳米管复合负极材料。该锂电池硅碳纳米管复合负极材料的电化学性能优秀,首次充放电效率高达2000mAh/g以上,循环50周后仍然保持有1100mAh/g左右的可逆比容量,比容量高、循环性能好,成功解决了硅在实际制备锂离子电池负极的应用时存在的首次效率低、不可逆容量损失大和导电性能差的问题。
本发明提供一种超薄型聚合物锂离子电池,包括电芯,所述电芯内设有正、负极片涂膜,该正、负极片涂膜上分别设置有正、负极材料层,该正、负极材料层的表面分别涂覆有一层聚合物膜;正极、负极极性引出带分别设置在该正、负极片涂膜的一端,与该正、负极片涂膜连接为一体,该正、负极片涂膜之间设置有一层隔离膜。本发明所揭露的超薄型聚合物锂离子电池具有更小的体积,正、负极片涂膜的设计结构更加合理,提高了电池的循环性能与稳定性,通过薄型的包装膜与密封带,使电芯具有良好的防液漏效果,同时,采用正、负极片涂膜与正极、负极极性引出带一体化的设计,使电池与电子产品可直接连通,不需要再焊接锡元件。
本发明公开一种碳包覆的锂离子电池正极材料LiFePO4/C的制备方法,即将三氧化二铁、还原剂、辅助还原剂、磷酸、氢氧化锂通过球磨分散后,再通过高温烧结即得碳包覆的锂离子电池正极复合材料LiFePO4/C。所用的还原剂为铁粉,所用的辅助还原剂为抗坏血酸或葡萄糖。本发明制备方法中采用铁粉为还原剂,避免了目前Fe2O3碳热还原法制备磷酸铁锂的方法中由于碳的过还原生成单质铁而出现杂质相的不足;原料Fe2O3是一种钢铁工业生产中的副产物,从而降低生产成本的目的。又由于采用辅助还原剂可以避免铁粉和Fe2+组分在合成中与空气接触发生氧化,且通过辅助还原剂在高温烧结中的碳化包覆,提高材料的充放电比容量。
本发明提供特别是电池的高速放电性能优良的锂电池正极用复合材料的制造方法,其是含有正极活性物质和导电性物质的锂电池正极用复合材料的制造方法,该制造方法含有以下工序:分散工序,该工序是至少使正极活性物质和导电性物质1分散于溶剂中而成为强制分散的状态;复合粒子化工序,该工序是通过在所述溶剂中使所述导电性物质1和所述正极活性物质凝聚在一起的方法、或除去所述溶剂的方法,从而得到含有所述正极活性物质和所述导电性物质1的复合粒子。
一种掺锰铝酸锂晶体的制备方法,包括下列步骤:(1)含锰铝酸锂原料的合成: 以氧化铝、碳酸锂和二氧化锰为原料按化学配比配料,将原料充分混合均匀后压块, 然后置于刚玉坩埚中预烧;(2)晶体的生长:将预烧后的原料放在铱金坩埚中,并放 入晶体生长炉用提拉法生长掺锰铝酸锂晶体。经He-Ne激光照射,该Mn掺杂LiAlO2 晶体中无明显散射颗粒,其结晶质量较高。晶体的热稳定性和抗水解性能比纯LiAlO2 晶体也要好,可应用于非极性面GaN自支撑衬底的制备,也可望用于热释光探测器 中。
本发明是一种聚合物或液态软包装锂离子电芯用正极耳,包括铝制极耳片体,在极耳片体上设有极耳PP胶片,其特征在于,在极耳片体的一端部上设有镀镍层;所述的镀镍层可是采用包裹式镀设在极耳片体的一端部上;所述的镀镍层也可以分别镀设在极耳片体的一端部的正、反面上;处于极耳片体一侧的镀镍层的厚度可以为0.5-3.0微米。本发明还公开了上述聚合物锂离子用极耳的生产方法。本发明可以直接和保护电路进行焊接,减少了极耳的弯折次数,使极耳不容易折断,也不会造成脱焊(即焊点脱落)的问题,有效地提高了产品的质量,延长了产品的使用寿命,并且减少了电芯生产厂商的一道铝极耳转镍的工序,缩短了生产周期。
本发明涉及一种锂二次电池负极材料及其制备方法,属于锂二次电池负极材料技术。所述的负极材料由蒙脱土或有机改性蒙脱土,乙炔黑和聚偏氟乙烯组成。该负极材料的制备过程包括:以蒙脱土或有机改性蒙脱土与乙炔黑及聚偏氟乙烯按质量比将其混合置于研钵中进行研磨,之后再按混合料的质量比加入N-甲基吡咯烷酮,继续研磨并涂覆于铝箔上,依次在鼓风烘箱和真空烘箱中干燥,得到锂二次电池负极材料。本发明的优点在于所制备锂二次电池负极材料不仅有很高的可逆比容量,且在充放电过程中具有良好的尺寸稳定性,加之由于该负极材料价廉易得,具有大规模生产和广泛应用前景。
本发明公开了一种高锰多晶正极材料及其制备方法、动力锂离子电池,要解决的技术问题是提高电池的能量密度和高温循环性能。本发明的高锰多晶正极材料的通式为:LiwMnx(CoNi)yOz,Mn重量≥40%LiwMnx(CoNi)yOz重量。本发明的制备方法包括前驱体制备,单晶烧成,多晶合成。本发明的动力锂离子电池,正极活性物质为LiwMnx(CoNi)yOz,Mn重量≥40%LiwMnx(CoNi)yOz重量。本发明与现有技术相比,正极材料比能量在155Wh/Kg以上,55℃1C充放电500次循环容量保持率≥80%,25℃循环寿命≥1000次,容量保持>80%,材料的加工性能良好,可用于自行车,电动汽车,以及风电、核电、太阳能、电网调峰等行业储能系统。
本发明公开了一种锂离子电池用凝胶聚合物电解质的制备方法,包括①取偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物及甲基丙烯酸甲酯,按照3-10∶1-2的质量比混合形成聚合物基质,将聚合物基质与柠檬酸和碳酸氢钠的混合物按照1∶1的质量比混合形成聚合物混合物,并用溶剂充分溶解;②将上步所得溶液制备成膜,并在真空条件下干燥;③将上步所得干燥膜置于二次去离子水中,在120-140℃温度下,微波加热2-3分钟后,冷却,取出膜在真空条件下干燥;④将上步所得干燥膜在锂盐电解液浸渍40-60分钟,即得。具有机械强度高,界面稳定性好等优点。本发明方法制备工艺简单,高能微波能够迅速提高化学反应的温度,大大缩短了反应时间,降低了能耗,成膜均匀。
一种电池极芯,该电池极芯包括正极片、隔膜、负极片和正、负极耳,正、负极耳分别与正极片和负极片连接,正极片、隔膜和负极片叠在一起卷绕成电池极芯,其中,所述正极片、负极片在一端端部的宽度方向上具有一凸出部分,所述正、负极耳分别连接在正极片、负极片的所述凸出部分上。本发明还提供了这种电池极芯的制作方法,以及使用这种电池极芯制作的锂离子电池。本发明提供的制作电池极芯的方法制出的极芯是一种能够提高电池容量并且正、负极耳之间距离满足公差要求的极芯,采用本发明提供的电池极芯制作的锂离子电池容量高。
本发明属于电化学技术领域,具体涉及一种锂离子电池阳极薄膜材料及其制备方法。该阳极薄膜材料为纳米过渡金属氮化物Cr1-xFexN(0<x<1)。该纳米过渡金属氮化物薄膜是由直流磁控共溅射反应性沉积法获得,反应气体为氮气,沉积薄膜的气体压强为0.7~5.0Pa,溅射电流功率为30-200W,基片温度为25℃-400℃。薄膜的粒子尺寸为150~200nm,立方晶形结构。以上述过渡金属氮化物薄膜作为阳极材料与金属锂组成电池后,均存在多步放电平台。在电压范围3.5-0.1V和电流密度28μA/cm2时,上述薄膜电极具有良好的充放电循环可逆性,其比容量在1000mAh/g以上,经50次循环后无明显的衰减,其性能优于目前使用的各种薄膜阳极材料。
本发明涉及一种电动车用锂离子电池的正极材料的制备方法,它属于电化学、粉末冶金和电子产品技术领域。材料的特征通式为Li(1+x)Mn(2-y)MyO(4+δ)(式中0.62≤Li/Mn=(1+x)/(2-y)≤0.75,并且-0.2≤X≤0.23,0.016≤Y≤0.93,δ≥0.1,M为Co、Ni、Cr、Zn、Y、Fe、Ag、Ca、V、Cu、Zr、Ti、Sn、Mo、La、Ce、Pr、Nd中任意元素)。制备方法是将含Li、Mn及其他金属的单质或者盐类或者氧化物在有机溶剂中混合、烘干,直接高温烧结,炉冷至200℃,破碎过筛中温烧结缓冷到200℃,制粉过筛即得到所需材料。本发明提供的电动车用锂离子电池正极材料,具有成本低廉、循环寿命长、55℃高温性能好等显著优点,本工艺操作简便,可控性好,可实现低成本大规模生产。
本发明提供一种用于可充电锂电池的正电极活性材料。该正电极活性材料包含具有锂氧化合物的内芯和该内芯上的至少两层表面处理层,而且这两层表面处理层中每一层都包含至少一种涂覆元素。作为选择,该正电极活性材料包含内芯上的至少一层表面处理层,其中该表面处理层包含至少两种含有涂覆元素的氧化物。
一种基于碳纤维膜集流体的锂空气电池的制备方法,包含以下步骤:采用束流沉积的方法,通过控制纳米粒子束流对碳纤维膜集流体衬底沉积10s~3min,在碳纤维膜集流体衬底的表面上获得具有一定直径和数密度的纳米粒子阵列,作为锂空气电池的催化层备用;将质量分数为12%的聚四氟乙烯乳液与乙炔黑按质量比70:30混合均匀擀膜制备防水透气膜;将沉积有纳米粒子的碳纤维膜集流体和防水透气膜压片粘合后作为空气电极,在氩气氛围的手套箱内按如图1所示组装纽扣式锂空气电池。本方法制备的锂空气电池具有时间短、效率高、成本低、工艺简单等特点,可以快速完成纳米粒子在碳纤维膜集流体上的沉积。
本发明公开了一种锂离子电池正极材料LiFePO4/C的制备方法,包括以下步骤:将锂源、三价铁盐、磷酸盐和柠檬酸溶于水中,混合均匀得到混合液;将混合液在160~200℃保温6~12h,冷却后得到前驱体产物;向前驱体产物中加入葡萄糖,搅拌3~10h,搅拌后过滤、干燥,再在氮气和氩气保护下600~700℃煅烧8~12h,冷却后得到锂离子电池正极材料LiFePO4/C。本发明还公开了一种锂离子电池正极材料LiFePO4/C,由微球组成,该微球的直径为1μm~3μm,该微球呈介孔状,该材料具有高振实密度和高比容量,且制备方法具有所需原料成本较低、制备简单、过程易控制、能耗低等优点,适合于大规模生产。
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