本發明涉及鋰電池領域,尤其涉及一種集流體、鋰電池電芯及鋰電池,所述集流體包括集流體本體和均勻設置于所述集流體遠離電解質的面上的導電觸點和/或柵電極;所述鋰電池電芯包括,依次堆疊設置的負極集流體、負極層、電解質層、正極層和正極集流體,所述負極集流體和正極集流體為上述的集流體;所述鋰電池包括一個或多個上述的鋰電池電芯。所述集流體具有電流分布和熱分布均勻,電流密度低的有效;所述鋰電池電芯和鋰電池具有工作電壓高和充放電效率高的優點。
本發明屬于鋰離子電池領域,具體提供一種鋰離子電池正極材料LiNi0.6?xCo0.2Mn0.2AlxO2?yFy及其制備方法,其中0< x, y≤0.05;用以克服現有鎳鈷錳酸鋰三元正極材料電化學性能差的缺點。本發明通過極少量的鋁、氟共摻雜使得該鋰離子電池正極材料具有較高的放電比容量和優異的循環性能;在室溫環境下,當電壓范圍在2.7~4.3V,恒電流充放電倍率為0.5C時,該材料的首次放電比容量可達到187.9mAh?g?1,循環20次以后仍可達到192.1mAh?g?1,容量保持率高達102.2%;當電壓范圍增加到2.7~4.5V,恒電流充放電倍率為0.5C時,該材料的初始放電比容量可達到225.8mAh?g?1,循環20次以后仍可達到190.2mAh?g?1,容量保持率為84.2%。同時該材料制備工藝簡單可控,產品純度高、化學均勻度高、結晶品質高、產物顆粒細小且粒度分布均勻。
本發明涉及一種鋰鹽雜化電解二氧化錳及其制備方法和在鋰電池中的應用。所述鋰鹽雜化電解二氧化錳,由含鋰無機化合物與Γ型電解二氧化錳以LI∶MN=1∶11.0~12.0的摩爾比混合均勻,于360~380℃煅燒6~10小時,自然冷卻至室溫制得,實現了鋰鹽與電解二氧化錳雜化,并使Γ型電解二氧化錳轉變為Γ-Β混合型電解二氧化錳。以本發明鋰鹽雜化電解二氧化錳生產的電池極片及由其制成的鋰/二氧化錳電池,可顯著改善電池的低溫放電性能,不僅有高于未經鋰鹽雜化電解二氧化錳制成的鋰/二氧化錳電池的常溫放電容量,而且在高倍率放電、低溫放電工況下有良好的性能表現。
本發明提供了一種穩定的鋁鋰合金粉末作為鋰離子儲能器件正極的預鋰化材料、制備工藝及其使用方法。上述正極預鋰化材料為鋁鋰二元合金粉末,其主要結構式為AlxLiy,其中1<x<4,1<y<9。本發明采用傳統高溫固相熔融法合成了上述材料,其制備方法簡單,可用于大規模制造。本發明采用溶液噴涂的方法將預鋰化試劑應用于鋰離子儲能器件正極極片表面,具有與傳統鋰離子電池產工藝相兼容的特性。本發明的預鋰化試劑是一種鋰貢獻能力優異,導電性能良好,化學穩定性強的陰極犧牲合金化合物。應用本發明制備的含有正極預鋰化劑鋁鋰合金的鋰離子儲能器件容量顯著提升,并且具有良好的循環穩定性,能夠提升鋰離子儲能器件的能量密度,具有非常好的應用前景。
本發明涉及鋰電池領域,公開了一種用于鋰電池負極的防氣脹鈦酸鋰復合材料及制備方法。通過預制石墨烯復合的鈦酸鋰微粒,并進一步將其分散在硫酸鈣分散液中,通過硫酸鈣逐步轉晶形成硫酸鈣晶須從而將硫酸鈣晶須均勻穩定的分散于鈦酸鋰的微粒間。石墨烯賦予鈦酸鋰良好的電導性,硫酸鈣晶須賦予鈦酸鋰良好的膨脹穩定性。
本發明提供了一種鋰電池的制備方法及鋰電池,制備方法包括向鋰電池的負極添加黑磷的步驟,其中,向鋰電池的負極添加黑磷的步驟包括:步驟一、將預定重量的黑磷粉末放入容器中,并向其中加入分散劑,獲得黑磷混合液,接著將黑磷混合液倒入超聲攪拌機中,使用超聲攪拌機按照第一攪拌參數對黑磷混合液進行第一預定時長的攪拌操作,獲得黑磷溶液,從而有效提高鋰離子電池的電化學性能,在同等條件下,使用黑磷作為鋰離子電池的負極材料相比使用石墨作為鋰離子電池的負極材料,電池中能夠嵌入更多的鋰離子,有效提高電池的能量密度和電解液的穩定性,提高了電池的循環性能,適合大規模推廣使用。
本發明公開了一種表面包覆型鎳錳酸鋰材料、鋰電池及其制備方法,所述材料為LiNi0.5Mn1.5O4表面包覆一層尖晶石結構的LiM0.5Mn1.5O4,其中,M為正二價金屬離子。本發明的材料粒徑小而均勻,有利于提高LiNi0.5Mn1.5O4的電化學性能,制備的材料表面包覆有電化學惰性的LiM0.5Mn1.5O4,不但可以保證LiNi0.5Mn1.5O4在充放電過程中具有良好的鋰離子遷移率和良好的結構穩定性,而且可以抑制LiNi0.5Mn1.5O4與電解液發生副反應;本發明方法具有操作簡單,制備方便、成本低,對促進LiNi0.5Mn1.5O4正極材料的應用發展具有重要意義。
本發明屬于鋰電池回收技術領域,具體公開了一種基本可以避免還原過程中產生結塊和劇毒物質的鋰電池回收粉還原設備,以及采用上述的鋰電池回收粉還原設備還原三元鋰電池回收粉的三元鋰電池回收粉還原方法。該鋰電池回收粉還原設備通過在還原回轉爐的爐管內設置螺旋散料器,即能防止物料在爐內結塊,又具有控制物料在爐內停留時間的作用;還能夠通過螺旋散料器和螺旋出料密封器一起將還原后的物料快速從高溫區轉移到出料螺旋內,有效防止還原后的物料在爐內溫度降低到300℃以下,基本上杜絕了裂解氣體中的一氧化碳與還原后的物料中的鎳、鈷等金屬發生反應生成劇毒物質羰基鎳和羰基鈷。
本實用新型涉及鋰電池技術領域,尤其涉及一種鋰硅碳復合負極鋰電池結構。一種鋰硅碳復合負極鋰電池結構,包括正極結構、負極結構和設置在兩者之間的固態電解質層,所述正極結構包括鈷酸鋰(LiCoO2)活性材料,所述正極結構面向固態電解質層的一側形成有正極修飾層;所述固態電解質層包括鋰磷氧氮(LiPON)型氧化物;所述負極結構包括含鋰、硅、碳的LimSiCp復合材料組合物,所述負極結構面向固態電解質層的一側形成有負極修飾層。負極結構包括含鋰、硅、碳的LimSiCp復合材料組合物,增強電池結構的穩定性,提高能量密度;正極修飾層和負極修飾層的形成很好的降低界面阻抗。
本發明涉及了一種復合導電劑及其制備的鋰離子正極材料、鋰離子電池,復合導電劑主要包括導電劑A和導電劑B;所述導電劑A是乙炔黑、導電石墨中的一種或兩種;所述導電劑B是分子式為TinO2n?1的亞氧化鈦,其中3<n<10;所述導電劑B是一種亞氧化鈦或多種亞氧化鈦的混合物;所述導電劑B的質量占復合導電劑的1%~50%。本發明在常用導電劑乙炔黑、導電石墨的基礎上,添加了亞氧化鈦,制備的復合導電劑用于制備鋰離子電池的正極材料,該復合導電劑制備的鋰離子電池的放電容量,倍率性能,充放電循環性能得到顯著的提高。
本發明公開了一種氟元素摻雜改性鋰電池富鋰正極材料中氟含量的檢測方法,包括如下步驟:A、用酸溶液溶解待測試樣;B、加入檸檬酸鈉?硝酸鉀溶液;C、調節pH值為5~7,用氫型陽離子交換樹脂進行交換處理;D、移取待測溶液,加入硝酸鉀,然后移取并加入硝酸鑭標準溶液混合均勻;E、調節pH值為1~3,加熱煮沸后冷卻至室溫;F、加入乙酸?乙酸鈉緩沖溶液和二甲酚橙指示劑,用EDTA標準溶液滴定;G、計算氟離子濃度。其優點是:1)能夠在多種陽離子的體系中實現對氟含量的準確測定,避免了金屬離子對氟離子測定的嚴重影響。2)實現了在簡化現有鋰電池富鋰正極材料中氟含量的檢測方法的基礎上提高檢測的準確度和精密度。
本申請提供二水磷酸鐵及其制備方法、磷酸鐵、磷酸鐵鋰和鋰離子電池,涉及鋰電池領域,該二水磷酸鐵制備方法使用硫鐵礦燒渣得到免費鐵源,通過酸浸和pH調節得到高純的氫氧化鐵,后續通過絡合劑的引入,在較低磷鐵比下實現氫氧化鐵的溶解,得到澄清的磷鐵溶液,相較于現有技術BOM成本低很多。通過兩步法合成二水磷酸鐵,第一步是添加鐵的絡合劑,第二步是稀釋磷鐵溶液,在高溫下使二水磷酸鐵沉淀出來。通過鐵絡合劑的添加,保證磷鐵在較高的濃度下不發生沉淀反應,通過先溶解后沉淀的兩步反應避免鐵紅或者氫氧化鐵的包裹和夾帶,得到的二水磷酸鐵純度更高,由此合成的磷酸鐵鋰電性能更好。
本發明提供一種氟化鋰生產氯化鋰溶液的方法,其特征在于:反應槽內加水后,邊攪拌邊加入氟化鋰,之后再加入氯化鈣,氯化鈣加入完畢后加鹽酸調節PH值,通蒸汽加熱,并保溫一段時間后至反應完全,然后用堿溶液中和PH至6?8,過濾,得到氯化鋰溶液。該反應不需要加入大量的鹽酸,同時不需要在高壓條件下反應,避免了環境污染及生產不安全問題。
本發明涉及從火法回收電池材料產生的爐渣中提取鋰的方法,屬于能源材料技術領域。本發明解決的技術問題是提供一種從火法回收電池材料產生的爐渣中提取鋰的方法。該方法包括如下步驟:a、將爐渣酸化,得混酸料,按質量比,混酸料中的爐渣 : H2O : H2SO4=1 : 15~25 : 0.5~1.25;b、將混酸料進行保溫反應,溫度為50~100℃,反應時間為2~4小時,得酸浸料;c、調節酸浸料的pH為4.0~6.5,得中和漿料;d、將中和漿料過濾,所得濾液即為鋰溶液。本發明的方法,解決了爐渣中金屬雜質組分多、含量高的問題,從鋁、鈣含量較高的爐渣中提取鋰元素,使爐渣經濟價值最大化,且工藝條件簡單,可操作性強,易于實現。
本發明公開了粗制鋰鹽生產電池級磷酸二氫鋰的方法,屬于鋰離子電池技術領域。本發明解決的技術問題是現有技術以高品質碳酸鋰或氫氧化鋰作為原料制備磷酸二氫鋰,成本高。本發明生產方法是將粗制鋰鹽用水攪洗,然后與磷酸反應,固液分離得到一次磷酸二氫鋰溶液,對一次磷酸二氫鋰溶液進行沉鋰反應得到精制磷酸鋰,然后溶于磷酸中得到二次磷酸二氫鋰溶液,最后經蒸發得到電池級磷酸二氫鋰產品。本發明采用粗制鋰鹽制得了電池級磷酸二氫鋰,降低了對原料的要求,從而降低了整體生產成本,在鋰離子電池正極材料技術領域具有很好的應用前景。
本發明公開了一種均勻碳包覆納米磷酸鐵鋰的制備方法及高倍率鋰離子電池,包括采用磷酸鐵作為鐵源和磷源來制備均勻碳包覆納米磷酸鐵鋰正極材料。用磷酸鐵前驅體混合鋰源,結合小分子碳源和高分子碳源混合均勻,高溫煅燒得到原位均勻碳包覆納米磷酸鐵鋰材料。該方法工藝簡單,省去了多步包覆的步驟,制備的均勻碳包覆納米磷酸鐵的磷鐵比合適,并且顆粒成類球形狀,制備的均勻碳包覆納米磷酸鐵鋰用于鋰離子電池,具有優異的倍率性能和低溫性能。該方法反應條件溫和,操作簡單,成本低廉。
本發明涉及一種鋰離子電池正極材料、其制備方 法及其鋰離子電池。所述的鋰離子正極材料是指功能性聚合物 修飾處理的 LiMn2O4電極片,它是采用含有與Mn離子有絡合能力的官能團 的聚合物來修飾 LiMn2O4電極片得到的,功能性聚物修飾的 LiMn2O4電極片,該電極片克服了氧化物包覆和導電聚合物材 料修飾 LiMn2O4材料中細顆粒包覆難和二次粉碎容易導致包覆層脫落 的問題。由于聚合物極性基團與 LiMn2O4顆粒表面的Mn離子的絡合與價鍵作用,降低了 Mn4+離子對電解液的氧化分解 能力和Mn3+離子發生歧化反應 程度,阻止鋰離子的溶出與遷移,從而提高了 LiMn2O4為正極的鋰離子電池高溫循環穩定性。本發明鋰離子 電池正極材料制備工藝簡單易行,具有較好的產業化價值。
本發明公開了一種硅基負極預鋰化的鋰離子電池電解液,包括有機溶劑、鋰鹽和預鋰化添加劑,所述預鋰添加劑包括溶劑和預鋰劑,所述溶劑選自二甲基四氫呋喃、四氫呋喃中的至少一種,所述預鋰劑選自聯苯鋰或萘鋰中的至少一種。預鋰化添加劑具有較低的氧化還原電位,可以自發與硅基負極反應,實現鋰離子在硅負極的預嵌,同時能夠優先在硅基負極表面形成有效的SEI膜,形成的SEI具有致密富有彈性的LixSiOy,減少正極和電解液中活性鋰的消耗,進而提高電池的首次庫倫效率和循環性能。
本發明屬于鹽湖鹵水提取技術領域,具體提供了一種用于高鎂鋰比鹵水提鋰的低成本吸附劑及制備方法。本發明一種用于高鎂鋰比鹵水提鋰的低成本吸附劑,利用鋰輝石精選后的低品位礦渣為主要原料,利用其結構易與鋰共生的特性,其礦渣結構中有大量的鋰間隙,進一步以氫氧化鋁膠體為支撐體,在膠體研磨和燒結時使鋰占位,并酸洗得到鋰間隙,其對鋰具有優異的選擇吸附性,并具有良好的抗溶損性;另外,利用加入硼酸中硼的缺電子性質,在高溫下與低品位鋰輝石礦物細粉的類羥基界面原子生成穩定的配合物,保持了鋰輝石低品位礦渣與鋰共生的活性。
本發明涉及鋰電池正極材料的技術領域,提供了一種雙層包覆硼酸鐵鋰/焦磷酸鎳鋰電池正極材料及制備方法。該方法先通過水熱反應原位生成鈦酸鋰對硼酸鐵鋰顆粒進行包覆,然后通過噴霧沉積在鈦酸鋰包覆硼酸鐵鋰顆粒表面形成焦磷酸鎳層,進一步包覆一層有機硅聚合物保護膜,制得雙層包覆硼酸鐵鋰/焦磷酸鎳復合顆粒。與傳統方法相比,本發明以鈦酸鋰和有機硅聚合物對硼酸鐵鋰/焦磷酸鎳復合正極材料進行雙層包覆,既克服了硼酸鐵鋰材料導電性差、與空氣接觸導致電化學性能快速下降的缺陷,又克服了焦磷酸鎳材料體積變化大、循環穩定性差的缺陷。
本發明公開了一種鋰礦石制備碳酸鋰的方法,包括以下步驟:采用鋰礦石精礦制備硫酸鋰浸出液,采用加堿的步驟除去硫酸鋰浸出液中的Fe2+、Al3+,采用離子交換法方式除去硫酸鋰浸出液中的Ca2+、Mg2+,所得硫酸鋰浸出液濃縮液中加入純堿飽和溶液,使碳酸鋰沉淀,過濾分離碳酸鋰沉淀,用熱水洗滌,干燥,得碳酸鋰成品。采用本發明節約了生產成本,明顯提高了最終產品碳酸鋰的純凈度。除此之外,本發明還公開了一種用于實現上述鋰礦石制備碳酸鋰方法的系統。
本發明涉及鋰電池技術領域,具體涉及一種鈦酸鋰負極鋰電池的化成浮充方法,包括以下步驟:(1)化成:以0.05~1C的電流對鈦酸鋰負極鋰電池恒流充電至截止電壓,再恒壓充電至截止電流;(2)一次活化:在50~80℃下,將鈦酸鋰負極鋰電池高溫活化24~72h,靜置,真空抽氣;(3)浮充:采用小電流和微電流交替循環對鈦酸鋰負極鋰電池進行恒流充電至截止電壓,交替循環次數為50~200次,所述小電流為0.05~0.5C的電流,微電流為0.005~0.05C的電流;(4)二次活化:在50~80℃下,將鈦酸鋰負極鋰電池高溫活化24~72h,靜置,真空抽氣。本發明的方法操作簡潔,成本低廉,在保證不過充、易操作的條件下,解決鈦酸鋰脹氣問題,并提升電池循環性能,對促進鋰電池的應用發展具有重要意義。
本發明公開了一種鋰電池正極材料用補鋰劑,包括補鋰基材、包裹在補鋰基材表面的外殼、非金屬還原劑、催化劑和導電劑,所述鋰的化合物包括過氧化鋰、氧化鋰、碳酸鋰、硫酸鋰、硼酸鋰、偏硅酸鋰、正硅酸鋰、磷酸鋰以及氫氧化鋰中的一種或多種,所述金屬M為鈦、鋁、鋅、鐵和銅中的一種或多種,所述外殼包括碳層、聚合物電解質層、固體電解質層和過渡金屬氧化物層中的一種或至少兩種的組合,本發明加入催化劑與鋰化合物發生反應,能催化鋰化合物在較低電位下釋放更多的活性鋰離子,提高了補鋰容量,顯著提升鋰離子電池能量密度和循環壽命,且本制備方法的工藝步驟簡單,可兼容現有鋰離子儲能器件制備工藝,降低了制備成本,且適于量產。
本申請提供一種磷酸亞錳鐵、磷酸亞錳鐵鋰及其制備方法、鋰離子電池和涉電設備。磷酸亞錳鐵的制備方法:將包括鐵粉、錳源、磷酸在內的原料混合,固液分離得到錳鐵磷溶液;將錳鐵磷溶液用水稀釋后在惰性氣氛下陳化得到三水合磷酸亞錳鐵。磷酸亞錳鐵,使用所述的制備方法制得。磷酸亞錳鐵鋰,其原料包括磷酸亞錳鐵。磷酸亞錳鐵鋰的制備方法:將包括磷酸亞錳鐵、鋰源、磷源、碳源和溶劑在內的原料混合得到漿料;將漿料進行研磨、干燥得到粉末,焙燒得到碳包覆的磷酸亞錳鐵鋰。鋰離子電池,其原料包括磷酸亞錳鐵鋰。涉電設備,包括鋰離子電池。本申請提供的磷酸亞錳鐵的制備方法,實現錳和鐵的原子級別混合,制得的磷酸亞錳鐵鋰具有優異的電化學性能。
本發明涉及自修復材料領域,具體涉及一種自修復材料、自愈合涂層、自愈合顯示元件及制備工藝。自修復材料屬于線性分子,為一種彈性體,具有流動特性,當產生劃痕時,對自修復材料進行加熱,即可實現劃痕的自修復,完成劃痕愈合,簡單方便。自修復材料非常適合消費性電子產品。自修復材料形成的自愈合涂層,不僅有助于維持顯示元件原有的外觀,保持美觀度,而且還降低了顯示元件的維護成本,有利于資源的節約和產品價值的充分利用,更加綠色。此外,自修復材料在具備自修復能力的同時,還具有壓電性能,具有應用于納米級發電元件的的潛力。
本發明涉及一種鋰離子電池負極漿料、負極材料、鋰離子電池及其制備方法,屬于鋰離子電池技術領域。包括有按重量份計的如下組分:鋰鈦復合氧化物65~75份、離子液體改性的水性丙烯酸聚氨酯樹脂乳液16~20份、導電劑2~5份、成膜助劑0.5~1份、表面活性劑0.5~1份、溶劑150~175份。本發明通過對漿料中使用的水性聚氨酯乳液進行了離子液體改性之后,使乳液上帶有正電荷的基團,能夠與鋰鈦復合氧化物之間形成更好的分散性和融合性,使漿料制得電極上后能夠具有更好的電化學性能。
本發明涉及鋰電池負極材料的技術領域,具體提出一種鋰電池包覆型金屬鋰負極材料及制備方法,所述負極材料是將鋰屑在氬氣保護下進行濕法研磨,研磨后干燥、密封,獲得高活性表面的鋰粉,然后與氨基功能化的石墨烯微片加入球磨機中,在氬氣保護下球磨,之后更換為氬氣/氮氣的混合氣體繼續球磨,獲得氮化鋰/金屬鋰/氨基石墨烯的復合顆粒,接著加入鋁粉、銅粉,更換為氬氣再次球磨而制得。本發明負極材料表面包覆的鋁鋰合金層保證了良好的穩定性,內部包覆的氮化鋰相可以有效提高鋰離子的輸運能力,抑制鋰枝晶沉積,提高了金屬鋰的循環性能,同時制備工藝簡單,包覆效果好,應用前景廣闊。
本發明公開了以氟化鋰母液為原料制備碳酸鋰的方法。包括以下步驟:(1)除氟:去除氟化鋰母液中的氟離子,得到除氟后液;(2)濃縮;step1:對料液進行一級膜濃縮,得到鋰離子濃度≥5g/L的第一濃縮液以及TDS≤100mg/L的第一淡液;step2:對第一濃縮液進行二級膜濃縮,得到鋰離子濃度≥25g/L的第二濃縮液以及第二淡液;所述料液包括除氟后液和第二淡液;(3)沉鋰反應:使第二濃縮液中的鋰離子轉化為碳酸鋰沉淀,得到碳酸鋰漿料。與采用蒸發結晶的資源回收方式相比,本發明的方法有效去除了氟化鋰母液中的氟離子,不僅能夠顯著提升碳酸鋰產品的純度,獲得可以外售的碳酸鋰產品,顯著提升經濟效益,而且能夠降低氟離子對后續設備和管道的腐蝕。
本發明涉及從鹽湖鹵水中提取鋰制備鋰電池正極材料的制備方法,將鹽湖原水進行二次納濾過濾,第一次過濾,去除離子直徑在0.1nm的鈣離子、鈉離子、氯離子;第二次過濾,攔截離子直徑在0.072?0.076nm的鋰離子、鎂離子;將攔截的鎂鋰濃縮液干燥,然后分散在鋰電池常規電解液中,形成高濃度電解液;將鎳鈷錳酸鋰晶體脫鋰,在電勢作用下快速在電解液中吸附鋰,干燥、燒制,得到鎳鈷錳酸鋰三元電極材料。本發明將鎳鈷錳酸鋰晶體脫鋰作為吸附劑,不但吸鋰穩定,而且直接作為正極材料,無需再次脫鋰,避免了多次脫鋰溶損的問題,簡化了鋰的提取和使用工序,集鋰提取與應用于一體,實現了鋰的高效利用。
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