本發明涉及一種復合三元正極材料及其制備方法和鋰離子電池。該復合三元正極材料的制備包括:1)將前驅體和鋰源混合均勻,于500?900℃保溫5?20h,得到預燒產物;2)將預燒產物與助劑混合均勻,于700?1000℃保溫5?20h,得三元材料;3)將步驟2)制得的三元材料進行氧化物包覆處理,即得。本發明提供的復合三元正極材料的制備方法,先通過低溫預燒形成層狀結構三元材料,起到固定鋰源,減少高溫燒結鋰損失嚴重的問題;再通過加入助劑燒結,起到降低燒結溫度、晶體重塑的作用,制備具有高電壓、單晶形貌的三元材料;最后通過氧化物包覆處理,改善材料在高電壓下的界面穩定性。
本發明公開了一種鋰離子電池阻燃電解液,包括鋰鹽、有機溶劑、阻燃添加劑和成膜添加劑;并公開了鋰離子電池阻燃電解液的制備方法,將重量份數為50?70份的有機溶劑、重量份數為5?20份的成膜添加劑,重量份數為10?30份的阻燃添加劑依次加入到不銹鋼容器中,充分攪拌后得混合溶液;將重量份數為8?15份的鋰鹽加入上述混合溶液中,混勻即可。本發明的有益效果為:本本發明的電解液成本較低,不易燃燒,安全性高,而且電導率高,在較寬的溫度范圍內都能滿足鋰離子電池的需求。
本發明提供了一種六氟磷酸鋰的制備方法,包括用五氯化磷和無水氟化氫反應得到六氟磷酸和無水氟化氫的混合液;然后制備氟化鋰的無水氟化氫溶液;最后將氟化鋰的無水氟化氫溶液加入六氟磷酸和無水氟化氫混合物中,經反應、結晶、分離、干燥得到純凈的六氟磷酸鋰產品。本發明的制備方法反應溫和,安全性高,所得的六氟磷酸鋰產品純度大于99.9%;母液能回收利用,可以降低成本。
本實用新型涉及電動自行車鋰電池技術領域,具體為一種帶有防撞保護結構的電動自行車鋰電池,包括鋰電池、外殼、蓋板和內殼,鋰電池包括外側的外殼,外殼上端通過螺栓固定連接有蓋板,蓋板兩端鑲嵌連接電極,電極通過導線電性連接至鋰電池內部零部件上,外殼邊角外側粘接有邊角防護墊,外殼內部設置有內殼,內殼中設有鋰電池的儲電結構,有益效果為:通過設置雙重殼體以及防護墊層,可以在電動自行車鋰電池受到撞擊后緩沖掉沖擊力,有效保護鋰電池,防止鋰電池受碰撞后破損起火造成危險,并防止正??呐鰮p壞外殼邊角,增加對外殼的保護效果。
本發明涉及一種制備六氟磷酸鋰的方法,具體包括以下步驟:(1)在惰性氣體保護下,將無水氟化氫與五氧化二磷反應制得六氟磷酸;(2)在冷卻攪拌下,向六氟磷酸中加入發煙硫酸,制得五氟化磷氣體;(3)將高純氟化鋰溶于無水氟化氫溶液中,形成氟化鋰的無水氟化氫溶液;(4)將五氟化磷氣體通過-40℃冷卻之后再導入到盛有氟化鋰的無水氟化氫溶液中,經反應、結晶、分離、干燥得到純凈的六氟磷酸鋰產品;(5)將反應后未反應的五氟化磷氣體繼續通入到另一盛有氟化鋰的無水氟化氫溶液中,繼續反應得到六氟磷酸鋰成品。本發明的各種原料來源豐富,原料易得,生產成本低,反應率高,產品質量高,反應徹底,可實現雙釜串聯半連續化生產。
本發明公開了一種雙乙二酸硼酸鋰的制備方法,包括下列步驟:1)將碳酸鋰或氫氧化鋰配制成料漿,連續通入CO2,反應生成LiHCO3,過濾得LiHCO3溶液;2)將步驟1)所得LiHCO3溶液和乙二酸溶液反應得LiHC2O4和乙二酸混合溶液;3)將步驟2)所得LiHC2O4和乙二酸混合溶液與硼酸溶液反應得雙乙二酸硼酸鋰溶液;4)將步驟3)所得雙乙二酸硼酸鋰溶液進行濃縮,將濃縮液冷卻結晶并過濾得晶體,將該晶體干燥,即得。本發明的制備方法,所用原料易得,價格低廉,原料利用率高,生產工藝簡單,易于工業化生產;整個工藝過程無三廢排放;所得雙乙二酸硼酸鋰產品純度高,符合鋰離子電池的需求。
本發明涉及鋰電池系統及使用該系統的電動自行車,屬于鋰電池應用技術領域。鋰電池系統,包括鋰電池本體及其外殼、對講機模塊、信號輸出模塊和控制輸入接口,信號輸出模塊為無線藍牙輸出模塊或有線輸出接口,鋰電池本體為對講機模塊提供電源。本發明通過在鋰電池本體外殼上設置對講機模塊和與之相連接信號輸出模塊和控制輸入接口,使鋰電池系統在給電動自行車供電的同時還能夠實現對講的功能,方便使用者在行駛過程中與同伴進行交談,增加了鋰電池的功能,提高了其市場競爭力。
本發明涉及一種高純四氟硼酸鋰的制備方法,其以偏硼酸鋰為原料,與過量含F2氣體在50~180℃氟化反應200?600min,反應結束后,氮氣保護下將反應產物溶于良性有機溶劑,濾除不溶物,濾液經噴霧干燥即得。該方法采用含F2氣體作為原料氟化偏硼酸鋰,反應產物經良性有機溶劑溶解后回收未氟化的原料偏硼酸鋰,溶解液經噴霧干燥制得高純四氟硼酸鋰、同時回收有機溶劑循環使用。過量的含F2氣體經堿液吸收后制備高純氟化鈉副產物。本發明整個工藝簡單,產物純度高、收率高,無廢水廢固排出,經濟環保。
本發明公開了一種無定形碳包覆石墨復合材料、制備方法及作為鋰離子電池負極材料的應用,該復合材料是由以下方法制備的:取模板劑與丙烯腈單體混合,加入引發劑和水進行聚合反應得模板劑/聚丙烯腈復合材料;將石墨、乳化劑分散在水中得石墨混合物;將模板劑/聚丙烯腈復合材料加入石墨混合物進行乳化反應,后加入酸液刻蝕除去模板劑得多孔聚丙烯腈/石墨復合材料,將其在含鋰溶液中浸泡處理,后取出干燥、裂解即得。該復合材料具有層間距大,低溫性能優異,吸液保液能力強,克容量高等特性,且預先微孔儲鋰,減少了鋰離子電池中鋰的消耗,降低了鋰離子電池的首次不可逆容量,提高了鋰離子電池的比容量。
本實用新型涉及一種鋰電池系統及使用該系統的電動自行車,屬于鋰電池應用技術領域。鋰電池系統,包括鋰電池本體及其外殼、對講機模塊、信號輸出模塊和控制輸入接口,信號輸出模塊為無線藍牙輸出模塊或有線輸出接口,鋰電池本體為對講機模塊提供電源。本實用新型通過在鋰電池本體外殼上設置對講機模塊和與之相連接信號輸出模塊和控制輸入接口,使鋰電池系統在給電動自行車供電的同時還能夠實現對講的功能,方便使用者在行駛過程中與同伴進行交談,增加了鋰電池的功能,提高了其市場競爭力。
本發明公開了一種摻雜型尖晶石錳酸鋰電極材料及其制備方法,其中摻雜型尖晶石錳酸鋰電極材料的分子式為LiMn2-x-yMxNyO4,式中M和N為摻雜元素且選自Al、Mg、Cr、Co中的任意兩種,式中0<x+y<0.6。本發明的摻雜型尖晶石錳酸鋰電極材料,兩個金屬元素M、N作為表相摻雜物能明顯的改善純錳酸鋰的結構,進一步降低3價Mn的比例,增加結構的穩定性,抑制Jahn-Teller效應;同時抑制錳酸鋰表面Mn溶解,從而提高了錳酸鋰的循環性能和高低溫性能,同時表相摻雜可以在同等摻雜效果的情況下,減小摻雜量,有利于降低材料成本。本發明的尖晶石型錳酸鋰電極材料的應用,其特征在于適用于功率較大的電動工具和電動車鋰電池。
本發明公開了一種鋰離子電池用石墨/LiAlO2/石墨烯復合材料及其制備方法,其中制備方法為,首先將氫氧化鋁溶液與氫氧化鈉和碳酸鋰反應,得到含有偏鋁酸鋰的溶液,再加入石墨均勻分散,蒸除水分得到石墨/LiAlO2復合粉體,然后加入鎳催化劑并通入碳源氣體生長石墨烯,反應后冷卻得到石墨/LiAlO2/石墨烯復合材料。本發明通過材料的表面改性制得的鋰離子電池用石墨/LiAlO2/石墨烯復合材料,既保持了石墨作為負極材料所具有的特性,又同時利用了LiAlO2在鋰離子電池充放電過程中的離子導電性和石墨烯的電子導電性,提高了鋰離子電池整體的導電性,可在大倍率充放電情況下改善了鋰離子電池負極材料表面析鋰情況,從而降低了鋰離子電池析鋰產生的枝晶刺破隔膜的機率,提高了鋰離子電池的安全性。
本發明公開了一種二氟磷酸鋰的制備方法,制備原材料為六氟磷酸鋰(LiF6P)、三偏磷酸鋰((LiPO3)3)。與現有技術相比,本發明的有益效果為:本發明的二氟磷酸鋰制備工藝簡單,操作方便,無需采用復雜的設備或工藝即可得到高純度的二氟磷酸鋰;本發明的二氟磷酸鋰采用兩種原材料制備得到,能有效的控制并得到高純度的二氟磷酸鋰。
本發明公開了一種二氟草酸硼酸鋰的制備方法,本發明的二氟草酸硼酸鋰的反應原料為四氟硼酸鋰、草酸、反應助劑、有機溶劑、析晶溶劑;經過原料預處理、反應容器處理、反應過程一、反應過程二、過濾濃縮等步驟進行制備。本發明的二氟草酸硼酸鋰的制備,工藝簡單,操作方便,無需采用復雜的設備即可得到二氟草酸硼酸鋰;本發明的二氟草酸硼酸鋰的制備過程中無毒害產物生成,安全環保,反應過程產生的廢氣很容易被處理吸收,廢棄物處理成本低。
本發明公開了一種低溫高電壓鋰離子電池電解液,包括有機溶劑、鋰鹽和成膜添加劑,所述有機溶劑為碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)和碳酸甲乙酯(EMC)中的兩種或三種;所述鋰鹽為LiBF4和LiBF3Cl的混合物,LiBF4和LiBF3Cl的質量比為3 : 2;所述成膜添加劑為丁磺酸內酯,所述成膜添加劑的用量占電解液總質量的5?10%。本發明采用合理配比性能穩定的有機溶劑混合液,采用LiBF3Cl和LiBF4的混合物作為鋰鹽,能夠提高鋰離子電池的低溫/高電壓性能。
本發明涉及軟包鋰離子電池的二封除氣方法,該二封除氣方法包括:首先在室溫下進行降溫,并在二封除氣腔體內將鋰離子電池水平放置,對電池上下面施加壓力;然后將刺刀底部抬升高于鋰離子電池本體的水平位置,且刺刀口位置在鋰離子電池本體側邊一定距離處,對應氣袋與水平位置有一夾角,同時對電池腔體內進行抽真空至真空度達標,刺刀刺破氣袋鋁塑膜,進行負壓除氣;最后真空度達標狀態持續一段時間后,上下封頭在鋰離子電池本體側邊一定距離處將鋁塑膜熱封,熱封結束后,真空狀態解除;本發明具有除氣效果好、電池保液率高、循環壽命長、電性能一致性高的優點。
本發明公開了一種電池級氟化鋰的制備方法,包括以下步驟:(1)將碳酸鋰配制成碳酸鋰料漿,向該料漿中通CO2氣體,碳化反應4~5小時,反應溫度為30℃~40℃,之后過濾,濾餅用于生產工業級氟化鋰,濾液備用;(2)將氟硅酸氨解,制得氟化銨,之后將氟化銨配制成氟化銨飽和溶液;(3)步驟(1)中濾液與氟化銨飽和溶液反應,反應溫度為25℃~80℃,反應3~4小時,生成氟化鋰料漿,反應過程中生成的CO2氣體經收集后返回步驟(1),用于碳化反應,生成的氨氣經收集后返回步驟(2)使用;(4)步驟(3)所述氟化鋰料漿經過濾,濾液返回步驟(1),用于配制碳酸鋰料漿,濾餅為氟化鋰軟膏,經干燥得電池級氟化鋰成品。本發明生產工藝流程短,設備簡單,易于操作,整個工藝過程為循環體系,原料利用率高,對環境污染小。
本發明公開了一種含鋰鋁電解質綜合回收利用的方法,屬于鋁電解制備技術領域。該方法包括以下步驟:1)將含鋰鋁電解質與水混合,加入無機酸調節體系pH≤2,攪拌反應得到料漿;所述含鋰鋁電解質包含以下質量百分比的組分:氟化鋰1~15%,冰晶石80~90%;2)向步驟1)所得料漿中加入鋁鹽,升溫至75~95℃反應,過濾,所得晶體即為冰晶石。該方法解決了目前困擾電解鋁行業生產的技術難題,提高了電解鋁生產的勞動效率,降低了生產成本,延長了電解鋁設備壽命,促進了電解鋁行業的穩定生產,所得產品品質優于國家標準。
本發明公開了一種結晶六氟磷酸鋰的方法,屬于鋰離子電池技術領域。該方法包括以下步驟:(1)將五氟化磷通入到溶解有氟化鋰的無水氫氟酸溶液中,得到六氟磷酸鋰溶液;(2)將功率為200~400W、頻率為15~40KHz的超聲波作用于待結晶的六氟磷酸鋰溶液,-30~-20℃結晶2~3h,分離、干燥即得六氟磷酸鋰。相較現有技術,本發明方法具有以下優勢:(1)可以有效地縮短誘導期,加快結晶速率,從而提高產品收率,降低生產成本;(2)可以使產品的粒度分布范圍變窄,且減少產品中包裹的雜質含量,從而得到顆粒均勻、純度高的六氟磷酸鋰。
本發明涉及一種功能聚合物、聚合物電解質膜、阻燃聚合物電解質復合膜及其制備方法、鋰離子電池,屬于鋰離子電池技術領域。本發明的功能聚合物包括結構單元構成的聚合鏈,在所述聚合鏈的結構單元的1號位或2號位上連接有阻燃基團和鋰離子傳導基團,所述阻燃基團與鋰離子傳導基團的摩爾比為1:(2~4)。本發明中的阻燃基團使得功能聚合物具有很好的阻燃功能,鋰離子傳導基團使得Li+能在功能聚合物中傳遞速度較快。本發明的阻燃聚合物電解質復合膜具有電導率高,阻燃性能強等優點,在鋰離子電池領域具有潛在的應用價值。
本實用新型提供一種方形錳酸鋰電池,包括正極柱、負極柱、負極涂層、負極基流體、隔膜、正極涂層、錳酸鋰正極基流體、電解質和方形鋼殼,所述負極涂層與負極基流體呈滲透狀態組成正極層帶,所述正極涂層與錳酸鋰正極基流體呈滲透狀態組成負極層帶,所述隔膜隔離正極層帶和負極層帶,所述正極層帶和負極層帶之間有膠狀電解質。本實用新型技術方案的鋰電池由于采用電極涂層與基流體滲透的結合方式,大大提高了電極涂層與基流體的結合度,進而也提高了鋰電池的放電和充電質量,提高了鋰電池的安全性。
本發明涉及一種單離子聚合物電解質、單離子聚合物電解質復合膜及其制備方法、鋰離子電池,屬于鋰離子電池技術領域。本發明的中的單離子聚合物電解質包括由結構單元構成的聚合鏈,在所述聚合鏈的結構單元的1號位或2號位上連接有鋰離子提供基團和鋰離子傳導基團,所述鋰離子提供基團與鋰離子傳導基團的摩爾比為1:(0.5~2)。該單離子聚合物電解質復合膜鋰源分布均勻保證了膜整體性的電導率。本發明中單離子聚合物電解質復合膜的環氧乙烷基團、磷酸鋰基團使得電解質具有良好的導電率,阻燃性和較高的機械性能。本發明制備的單離子聚合物電解質復合膜,在鋰離子電池上有潛在的應用價值。
本發明涉及一種廢舊鋰離子電池中有價金屬的回收方法。該回收方法包括以下步驟:將廢舊鋰離子電池的正極片和助熔劑在無氧條件下進行熔融反應,分離熔渣,將熔液進行冷卻即得;所述正極片包括正極活性物質和鋁集流體,所述正極活性物質為鎳鈷錳酸鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、富鋰錳基三元材料中的至少一種。本發明提供的廢舊鋰離子電池中有價金屬的回收方法,利用鋁集流體作為還原劑從正極材料中回收有價金屬,鋁、鋰等金屬元素均以氧化物形式形成熔渣,回收的有價金屬中,主元素的含量高,產品的附加值高,回收方法的經濟效益好。
本發明公開了一種動態結晶制備六氟磷酸鋰的方法和裝置。該方法包括以下步驟:1)超聲波誘導成核:將六氟磷酸鋰溶液在超聲波作用下于2~3h內降溫至-10℃~-15℃,得到結晶液A;2)攪拌結晶:將結晶液A在攪拌下以2℃/h~3℃/h的降溫速率進行結晶,得到六氟磷酸鋰懸浮液;過濾,干燥,即得。該方法在結晶初期采用超聲波誘導成核,使六氟磷酸鋰在過飽和的介穩區均勻成核;隨著六氟磷酸鋰濃度的變化,在攪拌下以一定的降溫速率實現梯度降溫結晶,使晶核逐步長大,得到粒徑均勻的產品。所得產品純度達到99.99%,粒徑為40~120目,整個結晶過程僅需6~13小時,且結晶過程不易掛壁,具有良好的經濟效益和社會效益。
本發明公開了一種電解鋁廢渣提鋰方法,包括下列步驟:將含鋰電解鋁廢渣與濃硫酸在200~400℃條件下進行反應,得混合物A;將混合物A加水浸取后過濾得濾液A和濾渣A;將濾液A加入碳酸鈉在20~40℃條件下進行堿解反應,后過濾得濾液B和濾渣B;將濾渣B加水制成料漿再加入石灰進行苛化反應,后過濾得濾液C和濾渣C;將步驟4)濾液C中通入CO2進行碳化反應,后過濾、洗滌、干燥,即得。所得電池級碳酸鋰中雜質離子含量低,產品質量優,解決了目前礦石提鋰制備電池級碳酸鋰收率低、生產成本高、市場競爭力弱的問題;開辟了低品位鋰資源生產高附加值、高品質鋰產品的新工藝,流程簡單,易于工業化操作,經濟與社會效益顯著。
本發明公開了一種基于模型參數優化的卡爾曼濾波鋰電池SOC估計方法,包括以下步驟:建立鋰電池二階RC等效電路模型;在獲取OCV?SOC關系曲線的基礎上,對二階RC等效電路模型參數進行辨識;對模型的精度進行驗證;基于二階RC等效電路模型建立卡爾曼濾波算法;對模型參數進行優化;基于優化后的二階RC等效電路模型參數,利用卡爾曼濾波器估計鋰電池的SOC值。本發明簡單可靠,數據精準,估算誤差比優化前顯著降低,大大提高了SOC在線估計精度;能夠準確的反應鋰電池的剩余電量,對提高鋰電池安全可靠性、提高鋰電池能量利用率、延長鋰電池壽命具有重要意義。
本發明公開了一種電池級氟化鋰的生產方法,具體步驟為:(1)將工業級碳酸鋰溶于水,配制成含碳酸鋰重量百分比濃度為10%~30%的碳酸鋰料漿,向料漿中通入CO2氣體,控制溫度為30℃~40℃,碳化反應4~5小時,之后過濾,濾餅為未碳化完全的碳酸鋰及微量雜質,用于生產工業級氟化鋰,濾液備用;(2)步驟(1)所得濾液與氫氟酸按體積比為10~35∶1混合,反應3~4小時,控制溫度為70℃~80℃,生成氟化鋰料漿,過濾,濾液返回步驟(1),用于配制碳酸鋰料漿,濾餅為氟化鋰軟膏,干燥,即得產品氟化鋰。本發明原料易得,生產工藝流程短,設備簡單,易于操作;整個工藝過程為循環體系,原料利用率高,對環境污染小。
本發明公開了一種四氟硼酸鋰的制備方法,包括下列步驟:1)常溫常壓下,將氟化鋰溶解在無水氟化氫中,得氟化鋰溶液;2)將三氟化硼氣體通入步驟1)所得氟化鋰溶液中,反應30~60min,得混合液;3)將步驟2)所得混合液降溫結晶,過濾并烘干,即得四氟硼酸鋰。本發明的四氟硼酸鋰的制備方法,所用三氟化硼為工業級原料,價廉且易得;反應條件溫和,反應時間短,能耗低,降低了生產成本;所得四氟硼酸鋰產品的質量好,純度達到99.5%以上,水分控制在100ppm以下,完全滿足鋰離子電池生產的需要,具有良好的經濟價值及社會價值;合成工藝簡單,易于操作和控制,適合大規模工業化生產。
本發明涉及一種二氟磷酸及二氟磷酸鋰的制備方法。二氟磷酸鋰的制備方法包括以下步驟:1)二氯磷酸和氟化試劑發生氟化反應制備二氟磷酸,所述氟化試劑為AsF3、NH4F、NH4HF2和/或MFx,MFx中,x=1、2或3,M為氫、堿金屬、堿土金屬或過渡金屬;2)二氟磷酸和鋰源物質在非水溶劑中反應。本發明提供的二氟磷酸鋰的制備方法,以二氯磷酸、氟化試劑和鋰源物質為原料進行反應制備二氟磷酸鋰,原料的來源廣、成本低,氟化反應以及與鋰源物質的取代反應容易發生,副反應小,有利于在高轉化率下獲得雜質含量少的二氟磷酸鋰粗品,從而為低成本獲得高品質的二氟磷酸鋰產品創造良好條件。
本發明涉及一種六氟磷酸鋰的制備方法,包括以下步驟:(1)在惰性氣體保護下,將無水氟化氫與濃磷酸反應制得六氟磷酸;(2)在冷卻攪拌下,向步驟(1)制備的六氟磷酸中加入發煙硫酸,制得五氟化磷氣體;(3)將高純氟化鋰溶于無水氟化氫溶液中,形成氟化鋰的無水氟化氫溶液;(4)將五氟化磷氣體經過冷卻之后,再導入到盛有氟化鋰的無水氟化氫溶液中,經反應,結晶、分離、干燥得到純凈的六氟磷酸鋰產品;(5)將未反應的冷卻后的五氟化磷氣體繼續通入到盛有氟化鋰的無水氟化氫溶液中,繼續反應得到六氟磷酸鋰成品。本發明過程中的五氟化磷經冷卻后充分進行反應,避免了五氟化磷未完全反應而造成的環保壓力。
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