本发明公开了一种安全补锂负极片、制备方法及其锂电池,本发明通过设计一种极片安全预锂的方法以提高负极为硅基材料的电池的首效及安全性能。负极片的安全预锂由均匀分散于负极活性物质表面的补锂物质以及补锂后负极片表面的陶瓷保护层来实现。采用安全预理方法的电池具有较高的首次充放电效率与放电容量,并且这种结构设计可以抑制补锂过量造成的电池安全问题。该复合涂层制备方法简单、电化学性能安全性能优异,具有广阔的应用前景。
本发明提供了一种中高温低膨胀系数镁橄榄石‑锂辉石复合陶瓷材料,以镁橄榄石、镁砂、碳酸锂、正硅酸乙酯,异丙醇铝以及硝酸锂为原料,首先将镁橄榄石在高温下烧结,得到镁橄榄石熟料,然后将合成的镁橄榄石、镁砂进行混合,将镁橄榄石、镁砂的混合粉体与和锂辉石粉料进行配料,并将粉料倒入球磨罐球磨,出料烘干后,加入PVA溶液作为有机粘合剂进行造粒,将造粒后的粉料倒入模具中压成圆柱形块体。块体排胶后随后高温下烧结得到镁橄榄石‑锂辉石复合陶瓷材料。本发明制备陶瓷材料,改善镁橄榄石材料的热震性能,提高镁橄榄石格子砖在温度急剧变化过程中的稳定性,该类材料在中高温区具有较低的负膨胀性能,同时制备工艺简单,生产成本较低。
本发明公开了一种锂离子电池负极材料碳包覆及金属掺杂钛酸锂的制备方法,该制备方法是以锂源化合物和偏钛酸为原料,或者以锂源化合物、偏钛酸和金属源化合物为原料,将其原料加入到行星式球磨机中进行球磨混合,混合均匀后得到前躯体,将前躯体进行干燥、粉碎,得到细粉,然后将细粉置于坩埚中,在非氧化氛围下利用微波在650~850℃温度下热处理25~45分钟,微波热处理后制备出本发明产品锂离子电池负极材料碳包覆或金属掺杂钛酸锂。本发明技术方案生产工艺简单、成本能耗低、产量高,易于工业实施;利用本发明技术方案制备的产品导电性高、电阻和极化较低,电池的能量密度较高,在大幅度地提高Li4Ti5O12电导率的同时,有效地提高了充放电容量和循环次数。
本发明属于锂离子电池技术领域,具体公开了一种锂离子电池正负极板及其制备方法、卷芯和锂离子电池。该锂离子电池正负极板中,正/负极板包括正/负极集流体层、正/负极阳面材料层和正/负极阴面材料层;所述正极阳面材料层、正极阴面材料层分别叠设于所述正极集流体层的两个外表面;所述负极阳面材料层、负极阴面材料层分别叠设于所述负极集流体层的两个外表面;阴面材料层中电极材料的面密度为相应极板总电极材料面密度的30%~48%;阳面材料材料层中电极材料的面密度为相应极板总电极材料面密度的52%~70%。该正负极板结构使得正负极板配合得更加紧密,有效的增加正负极板的压实密度,使最终获得的锂离子电池能量密度提高了至少8.5%以上。
本发明涉及一种锂负极及其制备方法、锂二次电池,属于金属锂负极技术领域。本发明提供了一种锂负极,自下而上依次为集流体、混合电导层Ⅰ、金属层和混合电导层Ⅱ;金属层为金属锂层或金属锂合金层;混合电导层Ⅰ和混合电导层Ⅱ为含金属锂的混合电导材料层;混合电导层Ⅰ中的金属锂与混合电导材料的重量比为1:0.05~1,混合电导层Ⅱ中的金属锂与混合电导材料的重量比为1:0.1~10。混合电导层Ⅱ含混合电导材料与金属锂,其混合电导材料为金属锂提供了均匀的沉积位点,有利于抑制锂枝晶的形成和生长;混合电导层Ⅰ与集流体具有良好的粘结性,同时,混合电导层Ⅰ和混合电导层Ⅱ有利于缓解金属锂在电化学反应过程中的体积效应。
本发明公开一种可充放锂离子的石墨烯复合多层带孔类球形锰酸锂电极材料及包含该材料的高电压可充放锂离子电池。所述多层带孔类球形锰酸锂是以三氧化二锰为前驱体使用固相法制备而成,具有多孔、分层和开口的形貌,复合后的材料中石墨烯片层结构均匀地分散在所制备的锰酸锂颗粒周围。所述高电压可充放锂离子电池是以石墨烯复合多层带孔类球形锰酸锂为正极,金属锂或或可嵌脱锂活性材料为负极,可溶性锂盐有机溶液为电解液。本发明公开的石墨烯复合多层带孔类球形锰酸锂作为锂离子电池电极材料,具有成本低、原料丰富、电压高、倍率性能好和循环稳定性强的优点。包含该材料的可充放锂离子电池具有高能量密度和高功率密度,具有广阔的市场应用前景。
本发明涉及一种针对豫北地区大型低品位含锂粘土矿,提出了“改性焙烧-堆浸”的新工艺,解决了该地区低品位含锂粘土的利用问题。新工艺避免了传统提锂工艺存在的工艺流程长、生产成本高等缺点。取得了锂浸出率达到91%的良好效果。
本发明涉及一种铌掺杂二氧化锡薄膜锂离子电池负极极片及其制备方法、锂离子电池,属于锂离子电池负极材料技术领域。铌掺杂二氧化锡薄膜锂离子电池负极极片包括集流体和设置在集流体上的铌掺杂二氧化锡薄膜。本发明的铌掺杂二氧化锡薄膜锂离子电池负极极片,体积膨胀更均匀,具有较高的锂离子扩散速率和导电率,能够有效缓解大倍率充放电下电极材料体积膨胀与结构粉化破裂脱离集流体的现象,增强放电容量以及提高循环寿命。此外,本发明的铌掺杂二氧化锡薄膜锂离子电池负极极片放电容量大,首次不可逆容量小,循环寿命长并且安全环保,在锂离子电池领域应用前景广阔。
本发明提供一种废旧锂离子电池电解液中六氟磷酸锂无害化利用方法,将废旧电解液中六氟磷酸锂的氟、磷有效分离,锂、氟以氟化锂形式高值化回收利用,磷无害化处理,从而实现六氟磷酸锂无害化的同时进行高值化利用。本发明可以有效提高废旧锂离子电池电解液回收的经济价值,避免有害物质产生,减少环境污染,对电池材料回收前处理及整个电池回收产业有重要意义。
本发明涉及一种Li3V2(PO4)3锂离子电池正极材料的制备方法,属于锂离子电池材料领域。该方法包括以下步骤:将锂源化合物、V2O5、磷酸按Li:V:P为3:1.8~2.0:2.8~3.0的摩尔比分别计量,然后将V2O5、磷酸混合,搅拌均匀,静置2~4h,得到初步反应的混合物A;然后将锂源化合物加入碳源化合物水溶液制成混合物加入到混合物A中,搅拌均匀得到膏状前驱体,将膏状前驱体置入微波炉中,以5~15℃/min的升温速率升温至700~800℃,热处理20~55min后,降温至室温即可。该方法生产原料来源丰富,制备工艺简单、易于控制、能耗低、成本低廉,产物纯度高、质量稳定、电化学性能良好,可广泛适用于工业化生产。?
本发明涉及一种锂离子电池氧化还原对添加剂及锂离子电池电解液,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。通过不同添加剂的组合不仅可以解决锂离子电池过充条件下的安全问题,还可以平衡电池组中的容量,提高电池使用效率。
本发明公开了一种利用含锂铝电解质制备氟化铝和碳酸锂的方法。将含锂铝电解质预破碎,破碎料与硫酸铝混合,所得混合物进行研磨,得到粉料A;粉料A压制成团块或装入坩埚中压实,将团块或装有粉料A的坩埚置于高温炉窑中焙烧,焙烧后得到熟料B;熟料B加水进行浸出,浸出后过滤,得到滤液C和滤饼D,滤饼D经洗涤、烘干,得到氟化铝;滤液C中加入碳酸钠溶液进行反应,反应后得到悬浮液,悬浮液进行固液分离,得到沉淀E和溶液F;沉淀E经洗涤、干燥,得到产品碳酸锂;溶液F蒸发结晶回收得到硫酸钠。本发明技术方案采用更少的步骤、更温和的反应条件、更绿色的反应药剂,以含锂铝电解质为原料制备碳酸锂,最终得到氟化铝和碳酸锂产品。
本发明公开了一种锂金属电池电解液及其应用和锂金属电池。所述锂金属电池电解液包括LiTFSI、有机溶剂和去离子水添加剂。本发明以去离子水作为锂金属电池电解液添加剂,有效地抑制了LiTFSI在高电位下对正极Al集流体的腐蚀,保证电池的正常循环,提升了电池的电化学性能;本发明通过简单地加入少量廉价易得的去离子水添加剂即实现了将常规低浓度的LiTFSI电解液应用于锂金属电池中,降低了含LiTFSI盐电解液的制备成本,简化了工序,具有广泛的应用前景。
本发明公开了一种含苯三硫醇添加剂的锂硫电池电解液及锂硫电池。该电解液包括醚类溶剂、锂盐和添加剂,所述添加剂为1,3,5‑苯三硫醇。该锂硫电池的电解液,以有机小分子硫醇1,3,5‑苯三硫醇为添加剂,苯三硫醇能快速的与锂硫电池中的锂负极生成均匀的有机‑无机SEI层,进一步改善锂负极枝晶的生成,同时也可与锂硫电池中的硫正极发生自结合低聚反应生成苯基多硫化物来减少多硫化物的生成、降低活性物质的溶解损失。苯三硫醇在锂硫电池的正负极形成了双层保护,有效提高了锂硫电池的长循环稳定性、库伦效率以及倍率性能,具有商业化应用潜能。
本发明公开了一种亚微米级海胆状钴锰酸锂的制备方法,首先利用水热法制备具有较多的活性位点中间产物,然后对其进行初步机械化学反应,进一步增加其活性,再通过机械化学反应,在固相条件下生成具有海胆状的初级钴锰酸锂,最后,在微波炉中对初级钴锰酸锂进行微波加热反应,提高其中的元素分布的均匀性,从而得到亚微米级的海胆状的钴锰酸锂。本发明公开的亚微米级海胆状钴锰酸锂的制备方法,得到的产物元素分布均匀,形状易于调控,产物活性高,比表面积大,经过测试,作为电池正极材料,容量高、循环衰减小,是一种优异的电池正极材料。
本实用新型属于锂离子电池技术领域,具体公开了一种锂离子电池正负极板、卷芯和锂离子电池。该锂离子电池正负极板中,正/负极板包括正/负极集流体层、正/负极阳面材料层和正/负极阴面材料层;所述正极阳面材料层、正极阴面材料层分别叠设于所述正极集流体层的两个外表面;所述负极阳面材料层、负极阴面材料层分别叠设于所述负极集流体层的两个外表面;阴面材料层中电极材料的面密度为相应极板总电极材料面密度的30%~48%;阳面材料材料层中电极材料的面密度为相应极板总电极材料面密度的52%~70%。该正负极板结构使得正负极板配合得更加紧密,有效的增加正负极板的压实密度,使最终获得的锂离子电池能量密度提高了至少8.5%以上。
本发明提供了一种磷酸钒锂在锂硫电池隔膜涂覆中的应用,将磷酸钒锂材料用于锂硫电池隔膜的涂覆材料中,隔膜中磷酸钒锂含量为5‑15%,涂覆厚度为5‑20μm。包括如下步骤:采用溶胶凝胶法制备磷酸钒锂材料,然后将所得材料与导电碳,粘结剂进行充分地混合;通过控制粘稠度,将该混合浆料,粘附于PP隔膜表面,真空烘干后,得到所需的磷酸钒锂涂覆PP隔膜,最后,将所得隔膜应用于锂硫电池中。本发明的工艺简单、成本低、性能优良,适用于规模化生产。
本发明公开了一种含功能型添加剂的锂硫电池电解液及其锂硫电池,所述的电解液含有锂盐、溶剂和添加剂;所述的添加剂为具有式(一)所示含硫化合物的一种或几种;(一)R1,R2选自H,C1~C15的烷基、氨基;R3选自氰基、氟代烷基、硫代酰胺基或硫醇基。所述的锂硫电池电解液配方简单,通过在电解液中加入此类添加剂有助于与短链多硫化锂(Li2S、Li2S2)之间形成稳定的分子间化学键,以实现更多微溶性短链多硫化锂的溶解,通过液相反应降低锂硫电池在放电过程中的还原反应壁垒,减少多硫化锂的穿梭,显著提升锂硫电池的循环稳定性。
本发明提供一种锂矿石中碳酸锂的提取方法,包括如下步骤:将锂矿石和去离子水混合,浸出后过滤、洗涤,保留滤渣,得到浸出后的锂矿石。将其和去离子水混合,通入二氧化碳气体并维持反应,反应完全后过滤并保留滤液,得到含有碳酸氢锂的溶液。将其与第一选择性树脂混合,反应完全后除去杂质硼,得到除硼后的碳酸氢锂溶液。将其与第二选择性树脂混合,反应完全后除去杂质钙和镁,得到除去钙镁后的碳酸氢锂溶液。对除去钙镁后的碳酸氢锂溶液进行加热至沸腾,反应完全后析出沉淀,对沉淀进行洗涤并干燥,得到高纯碳酸锂。与利用传统的制备高纯碳酸锂的方法相比,本发明的锂矿石中碳酸锂的提取方法工艺简单,制得的碳酸锂中杂质含量较低。
本发明涉及一种钛酸锂镧复合电解质材料及其制备方法、复合极片、固态锂离子电池,属于锂离子电池固态电解质技术领域。本发明的钛酸锂镧复合材料,包括钙钛矿结构的Li3xLa2/3‑xTiO3和石榴石结构的Li7La3Zr2O12,0<x≤1/6,所述Li7La3Zr2O12分布于Li3xLa2/3‑xTiO3的晶界处和部分固溶于晶粒内。本发明的钛酸锂镧复合材料,Li7La3Zr2O12分布于Li3xLa2/3‑xTiO3的晶界处和晶粒内,大大提高了钛酸锂镧晶粒离子电导率、晶界离子电导率和总电离子导率。
本发明公开了一种从钴酸锂电池废旧正极片中回收钴酸锂的方法,包括以下步骤:(1)将钴酸锂电池废旧正极片投入到溶解有柠檬酸的1-2mol/L盐酸浸出液中,在60-80℃条件下反应4-6h;(2)将步骤(1)的浸出液进行过滤,分离出铝箔和固体颗粒;(3)将固体颗粒洗涤并干燥;(4)在固体颗粒中加入锂源调整固体颗粒中Co/Li质量比,混匀,煅烧,冷却,得到钴酸锂。本发明利用柠檬酸和盐酸的混酸作为浸出液,可以有效分离正极材料和铝箔,工艺简单,无有毒有害气体产生。本发明回收的钴酸锂首次放电容量仍可达到140mAh/g,40次充放电循环后放电容量不低于90%。
本发明涉及一种预锂化负极极片及其制备方法、锂二次电池,属于负极极片技术领域。本发明的预锂化负极极片包括集流体和依次设置在集流体表面的负极材料层Ⅰ和负极材料层Ⅱ;所述负极材料层Ⅰ与负极材料层Ⅱ相邻的一侧均嵌有锂元素。该预锂化负极极片能够有效补偿负极首周及循环过程中的活性锂损耗,提高电池能量密度,延长电池循环寿命。本发明的预锂化负极极片的制备方法,只需要在集流体表面设置一层负极材料层Ⅰ,然后设置一层预锂化剂层,部分嵌锂后再设置一层负极材料层Ⅱ,再经嵌锂即得预锂化负极极片,该制备方法简单,易操作。预锂化剂可充分地嵌入负极材料层Ⅰ和负极材料层Ⅱ中,避免嵌锂反应不够均匀造成的锂沉积。
本发明提供了一种锂离子电池负极预锂的方法,步骤如下:(1)室温下,将惰性锂粉加入非极性溶液中,震荡搅拌后形成悬浊液;(2)将负极活性物质、导电剂进行低速搅拌,待混合均匀后,加入少量的NMP溶剂;搅拌均匀后加入悬浊液,进行低速搅拌捏合工艺;(3)向溶液中加入导电悬浊液,进行低速搅拌;加入PVDF的NMP胶液进行高速搅拌,制成负极浆料;(4)利用步骤(3)的负极浆料进行涂布,制作极卷;将极卷进行碾压;按照常规流程进行叠片、焊接、封装、注液,最后进行化成分容。本发明将高效干混工艺改进后引用到预锂技术中,能够高效提升预锂化效率和锂粉在电极浆料中的分散均匀性,形成致密的SEI膜,有效提升首次库伦效率。
本发明公开了一种磷酸铁锂前驱体制备磷酸铁锂的方法和设备,方法包括磷酸铁锂前驱体材料的预处理、预烧结、烧结三个工艺流程步骤,在非氧化氛围环境下,使用一定数量的微波加热器对前驱体材料进行加热处理,通过控制处理温度和处理时间,完成三个工艺流程步骤,最终制备获得磷酸铁锂产品。设备包括进料口、进料换气室、预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉、出料换气室、冷却降温出料机构、出料口、抽真空装置、保护气体输入装置和设备控制电路。本发明优化了磷酸铁锂微波烧结工艺,增加预处理和预烧结工艺步骤,解决了产品品质控制的关键问题。本发明的设备,多单元炉连续微波烧结,提高烧结效率,实现了规模化、产业化生产。
本发明涉及一种利用钢渣制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的方法。将钢渣与可溶于水的碳源化合物水溶液混合,经微波热处理还原、磁选,得到钢渣提取物;将钢渣提取物分别与稀硫酸、双氧水和磷酸的混合液反应,经提取后得到除钙的钢渣滤饼;向滤饼中加入碳酸锂和可溶于水的碳源化合物水溶液,得到前驱体;前驱体经微波烧结得到锂离子电池正极材料磷酸铁锂。本发明将钢渣废弃物作为原料代替部分常规原料,能够降低成本30%以上,并且得到的产品表现出良好的循环性能;该方法省略传统的球磨、干燥等过程,工艺和控制简单,烧结过程不需用惰性气体保护,不会产生氮氧化合物等有害气体,无污染,非常有利于环保,能广泛适用于工业化生产。
本发明属于锂离子电池负极材料领域,特别涉及一种锂离子电池负极材料用摇铃状Fe3O4/C/MoS2杂化微粒。该杂化微粒以亚微米尺寸的立方状α‑Fe2O3为模板,先后通过多巴胺在模板微粒表面的聚合、盐酸的可控刻蚀、二水合钼酸钠存在下的水热处理以及高温碳化过程,制备了摇铃状Fe3O4/C/MoS2杂化微粒。该微粒用作锂离子电池的负极材料时,具有可逆容量大、倍率性能优异以及循环稳定性出色等特点,是锂离子电池负极材料方面的创新。
本发明涉及一种用作三电极锂离子电池参比电极的金属镀锂方法,属于三电极锂离子电池领域。该方法包括以下步骤:以电池正极为镀锂正极,金属电极为镀锂负极,先对金属电极进行充电镀锂,再对金属电极进行放电溶锂,充电镀锂的充电容量大于放电溶锂的放电容量;对金属电极依次交替进行所述充电镀锂、放电溶锂,直至达到预设的充电镀锂和放电溶锂的总时间。该方法以充电、放电为一个循环的交流脉冲信号对金属电极进行镀锂,有利于在金属电极表面形成致密的锂层,提高参比电极的电化学稳定性,进而提高电压监控的准确性。
本发明公开了一种新型的磷酸钒锂/竹炭复合正极材料的制备方法,即:以五氧化二钒、氢氧化锂或氟化锂或碳酸锂或乙酸锂、磷酸二氢铵或磷酸、水杨酸或柠檬酸或抗坏血酸或酒石酸或蔗糖、竹炭按照一定的比例混合均匀,在50-80℃水浴中蒸发水分至溶胶形成,并放到真空干燥箱120℃干燥8h得到磷酸钒锂前驱体。冷却到室温下并研磨后放入模具中,在一定压力下压制成圆饼状,然后置于瓷舟中,上面覆盖导电碳黑(SP)粉末,在微波炉中加热一定时间,冷却至室温,取出并研磨得到竹炭包覆的磷酸钒锂/竹炭复合材料样品,从而形成了竹炭连接的导电网络,使其作为锂离子动力电池正极材料使用时,具有高容量、大倍率、长寿命和价格便宜且环保的优点。
本发明涉及一种复合锂负极及其制备方法和锂电池。该复合锂负极包括锂复合层和设置在锂复合层一侧表面上的固态电解质层,所述锂复合层含有金属锂和混合电导材料,混合电导材料为天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、硅、氧化亚硅、硅碳、钛酸锂、碳黑、柯琴碳、乙炔黑、石墨烯中的一种或多种。本发明提供的复合锂负极,固态电解质层起到保护层的作用,可以阻挡锂枝晶的生长,锂复合层含有金属锂与混合电导材料,混合电导材料在电化学反应过程中形成均匀反应位点或沉积位点,从而促使锂在负极表面发生均匀的电化学反应,抑制锂枝晶的形成和生长。
本发明公开了一种低锂高塑性高强度镁锂合金材料,所述镁锂合金由以下组份按质量百分数组成:Li:4‑7%,Al:2‑6%,Zn:0.5‑3%,Mn:0.2‑1%,RE:0.1‑1%,Ti+B:0‑0.05%,杂质总含量小于0.3%,余量为Mg;还公开了该镁锂合金板材的制备方法,包括以下步骤:配料、熔炼、铸造、均匀化、挤压、轧制、退火。本发明所涉及的镁锂合金材料中锂含量较低,合金具有较高的强度和耐腐蚀性,同时由于锂的加入,改变了镁的密排六方晶体结构,使合金具有较高的塑性,并且能够进行冷轧变形,采用的挤压轧制工艺操作简单,成品率较高,得到的板材具有良好的综合性能。
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