本發明提供了一種多元環化合物,具有式(I)所示結構。該化合物可以用于鋰離子電池預鋰化的有機補鋰過程,補鋰方法屬于正極補鋰中的有機鋰鹽補鋰。該化合物結構中含有至少兩個?OLi和至少兩個?CN基團,補鋰效果好;結構中不含其他金屬離子,所以補鋰后無固體殘留,補鋰后的分解產物直接溶于電解液中,分解產物中含有氰基,可以作為電解液添加劑,氰基可以通過與正極材料中的過渡金屬絡合達到穩定正極的目的。該有機補鋰多元環化合物是用于正極補鋰的有機鋰鹽,在實現對鋰離子電池有效補鋰的同時,兼具成本低、補鋰后不影響電池后續循環、合成簡單、補鋰后產物溶于電解液中充當電解液添加劑的優點。
本發明涉及一種三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑及其乳化ASA的方法,屬于造紙施膠劑乳化技術領域。一種三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑,由獨立存在的三聚氰胺和鋰皂石組成;其乳化ASA的方法為將鋰皂石、三聚氰胺分別分散、溶于于去離子水中,然后混勻,再與ASA混勻。三聚氰胺對鋰皂石的改性效率高,用少量三聚氰胺對鋰皂石改性就可大幅度提高鋰皂石對ASA乳液的穩定性。采用三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑穩定的ASA施膠乳液:穩定性好,放置24小時不會產生顆粒聚集、沉淀或者析出水相;不容易水解:乳液放置3小時后,施膠性能變化不大;施膠效率高:相對鋰皂石單獨穩定的ASA乳液,施膠效率有大幅度提高。
本發明涉及磷酸鐵鋰及其表面化學修飾,屬于鋰電池電極材料表面改性技術領域。提高磷酸鐵鋰抗老化能力的方法包括下列步驟:a.在室溫環境空氣條件下,將磷酸鐵鋰粉體轉移到容器中;b.將表面修飾劑,加入到步驟a所述的容器中,將容器密封;c.將表面修飾劑與磷酸鐵鋰粉體在步驟b所述的容器中混勻,熟化,得表面化學修飾的磷酸鐵鋰粉體;步驟c得到的表面化學修飾的磷酸鐵鋰粉體作為鋰電池正極材料。本發明能在常壓、室溫環境條件下,在磷酸鐵鋰顆粒表面原位形成聚合物修飾層,這有利于抑制環境空氣、電解液與活性物質的直接接觸,提高磷酸鐵鋰的倍率性能和循環穩定性。
本發明屬于鋰離子電池技術領域,具體涉及一種高結構穩定性鈷酸鋰正極材料及其制備方法。正極材料具有鋰層、氧層、過渡金屬層交替排列的層狀結構,且過渡金屬層中含有團簇結構;即正極材料的通式為:LiaCoxMoyMzO2+δ,式中0.9≤a≤1.1,0.8≤x≤1.0,0﹤y≤0.1,0≤z≤0.1,?0.25≤δ≤0.25;其中,所述元素M選自Na、K、Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、La、B、F、P中的一種或多種。本發明公開的高結構穩定性鈷酸鋰正極材料可以大幅提升鋰離子電池的能量密度、庫倫效率、循環性能和安全性,并且該材料的制備方法簡單易行,適宜進行大規?;a。
本發明涉及電池回收領域,具體而言,涉及一種鎳鈷錳酸鋰三元電池正極材料的回收方法,包括以下步驟:第一步:將報廢的鋰離子電池進行拆解,獲得分離掉集流體的鋰電池正極回收材料;第二步:將鋰電池正極回收材料放在鋰離子溶液中通過水熱法進行補鋰;第三步:將補鋰后的材料固液分離并干燥;第四步:將第三步的產物破碎并篩選;第五步:將篩選后的產物通過直接燒結法進行燒結來提高材料的結晶性。本發明通過補鋰和水熱燒結再生處理對鋰電池正極回收材料進行處理,材料不僅保持了原有的形貌和顆粒尺寸,循環過程中流失的鋰也得到了補充,循環過程中形成的尖晶石和巖鹽結構可以轉變回層狀結構。
本發明涉及一種鋰電池擴散應力預測方法,屬于鋰電池技術領域。本發明包括如下步驟:根據待測鋰電池所在的環境溫度、所述待測鋰電池的擴散周期對應的放電容量和屬性的鋰電池對應的擬合公式,預測所述待測鋰電池對應每個擴散周期的最大應力,所述擬合公式用于表征在至少一種擴散周期對應的放電容量的組合下,屬性的鋰電池最大應力和擴散周期的映射關系;確定產品的各特征參數,將鋰電池擴散的參數化的三維實體模型導出為幾何信息,網格剖分采用以六面體占優,四面體為輔的網格劃分方法將生成的幾何模型的表層劃分成六面體網格和四面體網格,將擴散的彈性模量和割線剛度這兩個參數進行網格剖分的幾何模型中,建立擴散的應力模型。
本發明涉及一種高通量、抑菌型摻雜鋰皂石?金屬離子反滲透復合膜的制備方法,該方法通過離子交換的方式將金屬離子嵌入到鋰皂石中,得到無機載金屬離子鋰皂石,在基膜上,載金屬離子鋰皂石與多元酰氯、多元胺混合,得到一種無機載金屬離子鋰皂石與有機混合的膜,金屬離子賦予反滲膜殺菌、抑菌作用,載金屬離子鋰皂石引入會使反滲透復合膜具有優秀的殺菌效果,在水處理、膜分離領域具有廣泛的應用前景;同時鋰皂石作為細菌的載體,將細菌吸附在鋰皂石上,加大了金屬離子與細菌的接觸面,進一步提高了金屬離子的殺菌效果。
本發明公開了一種低溫型鋰電池電解液及其制備方法,屬于鋰電池材料技術領域。本發明由鋰鹽、復合溶劑和添加劑組成;所述鋰鹽為無機鋰鹽、磺酰亞胺類鋰鹽中的至少一種;所述復合溶劑為羧酸酯類溶劑和碳酸酯類溶劑的復合溶劑;所述添加劑為亞硫酸酯類化合物和/或氟代碳酸乙烯酯;所述添加劑的質量占電解液的1%?15%。本發明通過調整鋰鹽種類及濃度、復合溶劑的種類、添加劑的種類和濃度以及鋰鹽加入時的溫度等,極大的提升了電解液的低溫性能,本發明的電解液在?40℃下仍表現出較好的放點容量保持率。
本發明公開了一種Si摻雜LiMn2O4鋰離子電池正極材料的制備方法。其特征在于,以錳鹽、鋰鹽、有機硅烷為原料,按照LiMn2-xSixO4物質的量比(x≤0.1),以乙醇作溶劑生成Li、Mn、Si的均相溶液,制得均勻前驅體,再通過有利于工業生產的分段加熱固相法,高溫制備Si摻雜LiMn2O4鋰離子電池正極材料。本發明能夠解決常見的離子摻雜引起尖晶石錳酸鋰材料理論容量減少的問題,利用此方法所獲得產品的晶形規整,物相單一,不存在二氧化硅雜質相,從技術上突破了硅離子難以有效摻雜的難題。
本實用新型涉及鋰電池回收利用裝置技術領域,且公開了一種具有篩選功能的鋰電池回收梯次利用裝置,包括支撐架,所述支撐架外表面固定連接有擋板,所述擋板的相對面設置有傳送帶,所述傳送帶外表面開設有凹凸槽,所述傳送帶內壁活動連接有轉軸。該具有篩選功能的鋰電池回收梯次利用裝置,通過把鋰電池放入傳送帶外表面,由于凹凸槽加大了鋰電池外表面的摩擦力,使鋰電池順著傳送帶方向移動,鋰電池移動到擋板與滑道連接處時,滑入滑道并卡入導電鐵片中間,當燈泡亮起時將活動板上的拉桿向滑道正面拉動,推動鋰電池使鋰電池滑入可回收鋰電池滑道,當燈泡不亮時直接推入不可回收鋰電池滑道,鋰電池直接掉入收集箱,從而達到篩選鋰電池速度快的效果。
本發明屬于鋰離子電池材料制備領域,具體涉及一種磷酸鐵鋰復合電極及其制備方法和應用,其磷酸鐵鋰復合電極的制備過程為:首先通過電化學沉積法在油性溶劑體系中將鋁離子沉積在磷酸鐵鋰電極表面,干燥完畢后得到磷酸鐵鋰復合電極A,之后在油性溶劑體系中采用電化學沉積法在復合電極A表面沉積鋰鹽,清洗、干燥后得到磷酸鐵鋰復合電極B。其制備出材料采用電沉積法沉積的鋰鹽具有離子導電率高、致密度高、結構穩定性強等優點提高其材料的克容量及其倍率性能,同時依靠中間層沉積泡沫鋁導電率高的特性提高其電子傳輸速率,其制備出的復合電極并應用于磷酸鐵鋰電池可以提高其鋰離子電池的能量密度、倍率性能及其循環性能。
本發明屬于鋰離子電池電極材料技術領域,特別涉及一種鈮摻雜鋰離子電池正極材料及其制備方法。本發明提供的鈮摻雜鋰離子電池正極材料的制備方法,包括以下步驟:將鋰離子電池正極材料的共沉淀前驅體、磷酸氧鈮和含鋰化合物混合,得到固相混合物;所述鋰離子電池正極材料包括鎳基二元正極材料或鎳基三元正極材料;將所述固相混合物在高壓氧氣中進行煅燒,得到鈮摻雜鋰離子電池正極材料;所述高壓氧氣的壓強為20~100atm。本發明提供的鈮摻雜物質磷酸氧鈮及其在超高壓氧氣氣氛中的摻雜方法,可使Nb5+滲透到二元或三元鋰電正極材料晶格中實現充分摻雜,所制備的鋰離子電池具有優異的充放電循環容量保持率。
本發明涉及一種錳酸鋰溫度安全控制方法,屬于鋰電池技術領域。本發明根據鋰電池模塊的電池屬性、充放電倍率及充放電時間,擬合放熱曲線,預判電池箱體升溫情況,計算制冷劑預投放用量;所述電池屬性包括鋰電池重量和鋰電池比熱容;從磷酸鐵鋰電池開始投入實際工程應用開始,以24h為循環周期,確定每一周期內磷酸鐵鋰電池的充電量;確定磷酸鐵鋰電池的總充電量:從磷酸鐵鋰電池開始投入實際工程應用開始,K為截至計算時的循環周期數;SoC為第k次循環周期的磷酸鐵鋰電池充電量;自動控制閥門根據接收鋰電池溫度傳感器與鋰電池模塊工作溫度限定值的比較結果,控制制冷劑速度和投放量。本發明可廣泛運用于鋰電池場合。
一種天然二硫化鐵鋰化正極材料,其材料晶體表面均勻包覆有鋰化合物,通過高溫熱處理使鋰離子滲入二硫化鐵正極材料晶體表面層,使得二硫化鐵正極材料部分插入鋰。生產方法是:將天然二硫化鐵礦物精粉在惰性氣體保護下進行球磨粉碎;然后按重量比為0.1~5∶100與分析純的可溶性鋰化合物一起混入蒸餾水,形成懸濁液;所有固體物質與蒸餾水的重量比例為1∶1~20;攪拌均勻后,將懸濁液進行水浴加熱,在80~100℃恒溫4~10h;然后將漿料倒出,在真空烘箱內將漿料烘干;然后將烘干的物料在惰性氣體保護下,在300~450℃煅燒0.5~4h;煅燒后的物料經粉碎、過篩,制成粉體。本發明可以有效提高材料的放電效果,克服放電初期的極化。
本發明涉及一種氟化碳黑包覆的鈷酸鋰正極材料的制備方法,該方法包括如下步驟:(1)制備鈷酸鋰材料,該鈷酸鋰材料的化學式為LiCo1-x-yFexAlyO2,其中:x=0.15-0.2,y=0.2-0.3;(2)制備氟化碳黑,先將粒徑為10-20μm的碳黑粉末進行氧化處理后置于密閉的真空反應器中,然后在氮氣氛圍下充入氟氣,并升溫至200-250℃反應2-3h,停止加熱,待反應器冷卻到室溫并采用氮氣置換殘余氟化氣體后,即可得到氟化碳黑,其中反應開始時氟氣的分壓保持在50-70KPa;(3)包覆。本發明制備的正極材料,先在鈷酸鋰中摻雜Fe和Al來改性以提高物質活性,然后在其表面包覆有氟化的碳黑,進一步提高其導電性能和循環穩定性。因此該復合材料在用于鋰離子電池時,具有較高的首次放電可逆容量和較長的使用壽命。
本發明涉及一種碳包覆納-微米級鈦酸鋰復合負極材料的制備方法。包括以下步驟:將鋰鹽溶于無水乙醇的水溶液中,記為溶液a;有機鈦化合物和碳源溶于無水乙醇中,記為溶液b;將螯合劑M溶于無水乙醇中,超聲分散,記為溶液c;先將溶液c緩慢滴加到溶液b中,同時攪拌,得到白色溶膠;后將溶液a緩慢滴加到上述白色溶膠中;凝膠陳化后,加熱攪拌,干燥,研磨,過篩,煅燒,得到碳包覆的鈦酸鋰負極材料。鈦酸鋰粒徑分布較窄,顆粒分布較均勻,納-微米顆粒均勻相嵌形成振實密度高的顆粒;顆粒結構疏松、多孔,形成的電極的比表面積較大,有利于鋰離子在鈦酸鋰材料中的脫嵌,保證了鋰離子在充放電過程中晶體結構的穩定性。
本發明涉及一種鈮酸鋰晶體極化方法和專用設備,屬于晶體材料后處理技術領域。將鈮酸鋰晶體Y切,晶體樣品置于兩個鈮酸鋰極化晶片之間,極化晶片和晶體樣品之間有鈮酸鋰晶體粉料,上下兩個極化晶片各加一鉑片構成極化電極,極化溫度1200±5℃,加電場極化。專用設備中鉑電極、極化晶片、鈮酸鋰晶體粉料、晶體樣品構成緊密接觸體,緊密接觸體外套有一個剛玉套筒。本發明采用晶體Y方向極化,鈮酸鋰晶片代替傳統的鈮酸鋰陶瓷板,極化裝置和保溫裝置在極化時固定在一起。用本發明的方法和裝置進行極化處理的LN和摻雜LN能更好地實現完全單疇化。
本發明屬于鋰金屬二次電池領域,具體公開一種電解液添加劑穩定金屬鋰負極的方法。所述的電解液為鋰金屬二次電池用醚類或碳酸酯類等電解液;所述添加劑為四丁基氟化銨;所述的四丁基氟化銨是分散于四氫呋喃溶液中的;所述方法是按照一定的比例加入到鋰金屬二次用電解液中,在電池的充放電過程中完成四丁基氟化銨與鋰離子的復分解反應,金屬鋰負極表面原位形成一層富含氟化鋰的保護層,穩定金屬鋰負極。該制備方法簡單,原料易得且價格低廉,實用化程度高。本發明得到的氟化鋰保護層可以有效的抑制金屬鋰負極枝晶的生長,提高鋰金屬二次電池的循環穩定性,因此本發明的電解液添加劑可以作為一種制備簡易、效果顯著的金屬鋰負極改性材料,具有很好的應用前景。
本申請公開了一種鋰離子電池負極極片,所述負極極片包括集流體,以及噴涂在所述集流體上的補鋰材料,所述補鋰材料包括紡絲纖維狀的石墨烯和均勻分布于所述石墨烯內部及表面的金屬鋰,分布于所述石墨烯表面的所述金屬鋰還包覆有碳層。本發明采用靜電紡絲技術直接在負極極片上紡絲實現補鋰,獲得的鋰離子電池負極復合補鋰極片性能穩定,材料與極片之間粘結度高,安全性能優異,可以實現均勻補鋰,而纖維狀的石墨烯,使得大部分鋰是包覆在纖維內的,在電池循環過程中可以持續提供鋰補充,進而提高電池的循環保持率,有效提高了鋰離子電池的首次效率及能量密度,保證了鋰離子電池的長循環性能。
本實用新型公開了一種抑制枝晶生長的鋰金屬復合帶材,包括鋰金屬帶材,所述鋰金屬帶材包括鋰金屬層,所述鋰金屬層上設有用于抑制鋰枝晶的鋰合金層。本實用新型還公開了一種儲能裝置,包括正極和負極,所述正極與所述負極之間設有電子絕緣且離子導通的電解質,所述正極和/或所述負極采用如上所述的鋰金屬復合帶材制成。本實用新型還公開了一種抑制枝晶生長的鋰金屬復合帶材的生產設備,包括:放卷機構,用于放卷鋰金屬帶材;涂料工段,用于在鋰金屬層的表面涂上一層液態的所述鋰合金層:定型工段,所述定型工段內設有冷卻裝置,使液態鋰合金層冷卻定型并在鋰金屬層表面上形成鋰合金層,得到鋰金屬復合帶材;收卷機構,用于收卷得到的所述鋰金屬復合帶材。
本發明公開了一種用于鋰電池的寬溫度窗口雙主鹽電解液,包括兩種主鋰鹽、有機溶劑和功能添加劑,其中,上述兩種主鋰鹽為磺酰亞胺鋰和氟代烷氧基三氟硼酸鋰,兩種主鋰鹽總濃度為0.8?mol/L~8?mol/L,兩種主鋰鹽濃度比例為1:9~9:1。根據本發明的所配制的電解液能夠有效抑制負極產生鋰枝晶,屬于一種兼具離子電導率高、電化學窗口寬、工作溫度范圍寬的新型雙主鹽電解液體系。本發明還公開了上述電解液在鋰電池中的應用。
本發明提供了一種環狀磷酸酯添加劑,所述添加劑具有如式(I)所示的結構。本發明還提供了該環狀磷酸酯添加劑的制備方法,本發明以三氯氧磷和乙烯二醇為原料,通過反應過程控制,可一步成環得到氯代磷酸乙烯酯,進一步將氯代磷酸乙烯酯與醇進行取代反應可得到目標產物。本發明提供的環狀磷酸酯的制備方法,反應條件溫和、收率高、副產少、提純簡單;而后氯代磷酸乙烯酯與ROH進行取代反應,不涉及反應選擇性,原料利用率高、過程操作簡單、效率高,更加適于工業化生產和應用。
本發明提供了一種電解液,所述電解液包括功能添加劑和非水性有機溶劑;所述功能添加劑包括有機硅類成膜添加劑、金屬離子捕捉劑和阻燃劑。本發明將有機硅類成膜添加劑、金屬離子捕捉劑和阻燃劑經過合適的配比后,得到一種安全且循環壽命長的多功能電解液。該多功能電解液能夠解決高鎳材料因金屬離子在高溫、高壓下溶出造成的電池循環性能迅速下降的問題;而且具有較好的耐氧化、耐高溫及阻燃特性,保證電池具有較好的循環壽命和安全特性,同時具有較高的功率密度和能量密度。本發明提供的多功能電解液還能大大提高動力電池的安全性能。
本發明屬于納米復合材料技術領域,尤其涉及制備V3S4@C納米片組裝為中空管結構的合成方法。本發明通過水熱反應技術制備前驅體MIL?47(BDC)n+,然后通過高溫氣相硫化技術合成V3S4@C納米中空管。其方法為:取釩源,十六烷基三甲基溴化銨,抗壞血酸,對苯二甲酸,加入水中攪拌后,水熱處理,形成帶有前驅體的混合溶液,然后將該混合溶液抽濾再烘干形成黃綠色粉末,加入硫代乙酰胺,在管式爐中進行氣相硫化,生成中空管狀的V3S4@C納米復合材料。本發明的制備方法簡單,成本低,污染少,該方法為制備中空管狀V3S4@C納米復合材料提供了一種新策略。
本發明提供了一種硅復合負極材料,包括納米硅二次顆粒、石墨烯層和無定型碳;所述石墨烯與所述納米硅二次顆粒具有核殼結構,所述石墨烯層為殼,所述納米硅二次顆粒為核;所述石墨烯層與所述納米硅二次顆粒之間具有空隙;所述無定型碳填充在所述石墨烯層中的空缺處。本發明對硅復合負極材料的結構進行了改進,特別在石墨烯層與納米硅二次顆粒之間留有空隙,為硅材料在充放電過程中的膨脹預留了空間。同時,又采用了特定碳源焙燒后得到無定型碳,使得石墨烯缺陷處得以有效彌補,以及空隙處能夠有效進行填充,防止后期充放電過程中的膨脹失效。此外,本發明提供的硅復合負極材料的制備方法簡單、易行,具備大規模應用的前景。
本發明提供了一種硅碳復合材料,由多孔硅骨架、石墨/碳納米管復合材料和有機碳源經熱處理后得到。本發明制備的具有特定核?殼結構的硅碳負極具有特定結構的硅骨架,有效緩沖硅顆粒在充放電過程中的體積膨脹,提升電池的循環穩定壽命;同時,其外殼的石墨/碳納米管復合物可改善硅基材料的電導率和電極的界面穩定性,提升電池的倍率充放電性能。此外,本發明方法制備工藝簡單、成本低、環境友好、易實現工業化生產。
本發明提供了一種阻燃相變材料,按原料質量份數計,包括1~90重量份的多元醇、1~90重量份的樹脂、1~10重量份的固體多孔材料、0.1~7重量份的阻燃劑、0.1~5重量份的導熱劑以及0.01~2重量份的偶聯劑和/或固化劑。本發明以多元醇等為相變劑,樹脂為作為相變材料的支撐體,固態多孔材料為輔助定型劑,再結合特定的導熱劑和阻燃劑,通過將相變劑、支撐體、輔助定型劑、導熱劑和阻燃劑混合均勻后聚合或固化,得到該控溫導熱相變材料。本發明提供的固?固相變復合材料,相變溫度范圍廣,相變潛熱大,且在相變溫度和相變潛熱方面可調,而且不需要復雜的使用裝置和封閉性良好的包裝容器,適用場合更加廣泛,系統成本較低。
本發明提供了一種軟碳復合負極材料,包括軟碳顆粒和石墨烯;所述石墨烯包覆在所述軟碳顆粒表面。本發明選擇了表面覆碳的技術方案,采用了導電性優異的石墨烯與軟碳顆粒進行復合,并且實現了石墨烯均勻包覆軟碳顆粒,在保持軟碳自身高倍率和高循環壽命的前提下,具有能量密度高和首次充放電效率高的優勢,在鋰離子電池負極領域具有良好的應用前景。同時,本發明提供的制備工藝溫和簡單,易操作,污染小,適于工業化大生產。
本發明公開了一種鋰離子電池的新型活化工藝,所述該工藝具體包括以下步驟:1)化成充電:采用限壓、限流、限時化成充電,環境溫度為23±2℃、濕度≤10%;2)封口:在溫度23±2℃,露點?40度以下的環境中對電池進行真空封口操作;3)預充電:采用限壓、限流、限容充電,環境溫度為23±2℃;4)電池高溫老化:轉入高溫擱置室進行老化48h,高溫擱置室溫度為45±2℃;5)化成放電:采用限壓、限流、限時化成放電,環境溫度為23±2℃;6)壓降測試:化成放電結束24h后測量并記錄每只單體電池的開路電壓,測試完成后,電池放到指定位置進行常溫擱置,本發明縮短了工序整體時間及優化了流程,節省了電池上下柜的人工成本以及分容時的能耗。
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