本發明提供了一種尖晶石型單晶無鈷高電壓鎳錳酸鋰正極材料的制備方法,包括以下步驟:A)在沉淀劑、氨水和絡合劑的作用下,加入鎳源和錳源,進行共沉淀反應,得到Ni0.5Mn1.5(OH)4二元前驅體;B)將所述Ni0.5Mn1.5(OH)4二元前驅體與鋰源混合,進行高溫煅燒,然后低速退火保溫,最后自然降溫得到單晶LiNi0.5Mn1.5O4正極材料。該材料主要形貌為正八面體與截角八面體的組合,使其具有價格低廉、制備工藝簡單、壓實密度高和電化學性能優異等優點。本發明還提供了一種尖晶石型單晶無鈷高電壓鎳錳酸鋰正極材料及鋰離子電池。
本發明一種鋰離子電池硼酸錳鋰正極材料的制備方法,特點是包括以下步驟:(1)將腐植酸、硼酸、乙酸鋰和乙酸錳按摩爾比0.8:1:1:1的比例混合后,在球磨機中球磨5小時,得到分散均勻的混合物料;(2)將所得的混合物料在體積比為1:20的氫氣和氬氣的混合氣體保護下,以每分鐘2℃的速率升溫到700℃,在700℃下反應5小時后,自然冷卻到室溫,即得到鋰離子電池硼酸錳鋰正極材料,優點是該方法操作方便、工藝簡單、可控性好、重現性高,利用該方法合成的材料的顆粒呈球形、分散性好、電導率高、結晶度好,提高了材料的電化學性能。
本發明涉及鋰離子電池正極材料的一種表面由偶聯劑改性的磷酸鐵鋰/碳復合材料及其制備方法,是針對解決現有技術存在的磷酸鐵鋰材料顆粒表面包覆炭層均勻性度和結合強度不高,導電性能、倍率性能和產品一致性欠佳的技術問題。其技術要點在于采用偶聯劑在無機物質和有機物質界面之間形成的偶合作用,提高磷酸鐵鋰顆粒表面包覆碳層的結合強度,同時在磷酸鐵鋰顆粒表面形成xLi2O·yMOa/C復合膜,極大的提高了材料的導電性能和穩定性。操作工藝簡單,容易實現工業化生產,有較高的推廣應用價值。
本發明涉及鋰電池,公開了一種鋰金屬負極及其制備方法和使用該負極的鋰電池,鋰金屬負極制備方法如下:選擇鋰鹽和有機溶劑混合配置電解液,將電解液和增稠劑按比例混合均勻得到粘稠液體A,再按比例向粘稠液體A中加入體積當量直徑為1?30μm的鋰粉,攪拌混合均勻,得到膏狀的鋰膏,將鋰膏均勻涂覆于集流體上,即可得到鋰金屬負極,較現有鋰金屬負極而言,極大提高了鋰金屬負極的面容量,并且極大提高電子/離子反應面積,進而提高鋰電池的高能量性能,滿足了鋰電池高能量、高功率密度的需求,另外有利于降低鋰枝晶速率、提高鋰金屬負極可加工性,由此使用本申請鋰金屬負極的鋰電池,其充放電循環性好且具有高能量、高功率密度的特性。
本發明涉及鋰電池技術領域,本發明提供了一種改性平面集流體、其制備方法和鋰電極、鋰電池,該改性平面集流體包括:二維平面基底和構筑在其表面的圖案化異質結陣列;所述圖案化異質結陣列形狀均一,并且具有親鋰性。在本發明中,所述的均勻圖案化的異質結親鋰區域使得電場分布更加均勻,使得鋰離子通量更加均勻,也提高了對電解液的浸潤性(可由接觸角測試結果證明)。本發明調節平面基底材料表面能,增強與電解液的潤濕性,可以實現均勻致密的鋰沉積,提高整體能量密度。此外,本發明操作簡單,容易重復均勻化制備,容易實現超薄鋰箔材的構筑,避免鋰電池過量鋰的使用。
本發明提供了一種富鋰錳基正極材料的電化學摻雜方法,包括:S1)將活性物質為富鋰錳基正極材料的正極、包含堿金屬鹽的電解液與負極組裝,得到電池;S2)將所述電池在室溫下靜置后,進行首圈充電活化,然后以0.01C~0.05C倍率放電。與現有技術相比,本發明通過在電解液中添加堿金屬鹽,由于濃差效應、布朗運動等,在放電過程中堿金屬將進入富鋰錳基正極材料,摻雜進鋰層,從而利用半徑較大的堿金屬離子的支柱效應和其抑制過渡金屬離子進入四面體間隙的作用,緩解了富鋰錳基正極材料在循環過程的電壓衰減,進而提高了材料的倍率性能;該方法為電化學摻雜方法,可通過控制堿金屬鹽的濃度、電池溫度以及充放電條件,調節摻雜效果。
本發明提供了一種金屬鋰電池負極、其制備方法及鋰二次電池。本發明提供的負極能夠在高容量密度條件下提高電池的循環性能。本發明將環糊精類物質與氰基丙烯酸酯進行酯交換反應,形成酯交換產物,將其涂覆于負極箔片表面,涂覆后,由Li或空氣中少量水引發陰離子聚合反應,使酯交換產物形成空間交聯網狀聚合物,該交聯網狀聚合物涂層能夠有效促進鋰離子穿越,誘導鋰離子沉積在負極箔片表面,且其與負極箔片相容性好,能夠抑制鋰枝晶的生長;且上述交聯網狀聚合物涂層在電解液中不溶解,能夠很好的抑制電解液與金屬鋰發生副反應;通過上述多方面作用能夠有效提升電池的循環性能。
本發明提供了一種鋰離子電池負極材料、其制備方法及鋰離子電池,所述制備方法,包括以下步驟:將硅氧化物和碳酸鋰混合后,在常壓下升溫至550~650℃下進行燒結,燒結完成后,球磨得到鋰離子電池負極材料;所述硅氧化物為SiOx,其中,1≤x≤2。在低溫常壓燒結中,原料碳酸鋰可以和硅氧化物反應,生成硅酸鋰晶體,由于燒結溫度較低,硅氧化物內部的活性硅不會與碳酸鋰反應,避免了材料活性容量的損失,通過后續的球磨可以有效提高材料的首次庫倫效率。另外,由于本發明的燒結在低溫常壓下進行,有效節約了能源,對設備要求緩和。
本發明公開了一種鋰離子電池點底連接片,包括連接基片以及設置在連接基片兩側的毛刺。本發明在連接基片的上下表面均設置毛刺,在焊接過程中大電流通過毛刺放電,能在瞬間有效融化毛刺,將極耳與鋰離子電池點底連接片以及鋰離子電池點底連接片與鋰離子電池外殼的底部牢固地熔接在一起,能有效克服虛焊現象,提高焊接強度、降低內阻,是一種高效、性能可靠的鋰離子電池點底連接片。本發明還公開了一種鋰離子電池的制備方法,通過機械沖壓方法將鍍鎳鋼帶兩個表面加工出毛刺,再經沖壓得到鋰離子電池點底連接片,然后點底焊接,再經后續處理得到鋰離子電池,可以大大提高成品率。
本發明提供了一種鋰離子電池正極用導電粘結劑,該粘結劑包括含氟磺酰亞胺鋰離子聚合物。該導電粘結劑的離子聚合物主鏈含有-SO2N-Li+SO2-超強酸結構,能夠有效解離出鋰離子,一方面提高了鋰離子電導率,另一方面提高了大電流充放電下的電池容量和電池充放電循環的倍率;同時,以該粘結劑作為正極粘結劑的鋰離子電池的電化學性能穩定,不易隨著電池充放電循環而降解,從而有效延長了電池使用壽命。
本發明提供一種新能源汽車鋰電池組保護膜的制備方法,包括如下步驟:(一)對苯二甲酸乙二醇酯預聚體的制備,(二)咪唑?4,5?二羧酸1,4?金剛烷二醇酯預聚物的制備,(三)阻燃PET膜材料的制備,(四)N?(3?酞酸亞胺基?2?(R)羥基丙基)?3?氟?4?(嗎啉基)苯胺修飾環氧基POSS,(五)膜的成型。本發明還公開了根據所述新能源汽車鋰電池組用保護膜的制備方法制備得到的新能源汽車鋰電池組用保護膜。本發明公開的制備方法簡單易行,對設備依賴性不高,制造成本低廉,適合規?;a;制備得到的新能源汽車鋰電池組用保護膜具有制造成本低廉,機械力學性能、抗穿刺性能、耐腐性能、絕緣性能、耐候性和阻燃性能優異,使用壽命長的優點。
本發明揭示了一種摻鋰磷酸硼修飾的碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料,所述磷酸錳鐵鋰一次顆粒粒徑小于80納米,在所述磷酸錳鐵鋰一次顆粒的表面形成0.1?2納米厚度的碳包覆層,由所述磷酸錳鐵鋰一次顆粒團聚形成粒徑10?50微米的碳包覆磷酸錳鐵鋰二次顆粒,所述碳包覆磷酸錳鐵鋰二次顆粒內部的一次顆粒之間的間隙中填充有摻鋰磷酸硼。由于摻鋰磷酸硼是一種鋰離子導體,因此可以為在二次顆粒內部的磷酸錳鐵鋰一次顆粒提供鋰離子傳輸通道,保證了二次顆粒內部活性材料容量的發揮;同時進行摻鋰磷酸硼修飾也是對磷酸錳鐵鋰的一次顆粒進行了表面包覆,可以抑制錳離子的溶出,提高了磷酸錳鐵鋰材料的循環穩定性。
本發明提供了一種鋰金屬二次電池用銅集流體,包括銅箔和引入到銅箔表面的聚合物層;所述聚合物層為帶有氰基、羥基、氨基、醛基和羧基中一種或幾種基團的功能性聚合物;所述聚合物層內分散有無機納米粒子;所述無機納米粒子為烷基化氧化鋁納米粒子、納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米磷酸鈣和氧化鐵納米粒子中的一種或幾種;所述無機納米粒子在所述聚合物層中的質量分數為0~5%。本發明在銅集流體表面引入一層功能聚合物層,該聚合物層可改變電流密度,穩定金屬鋰的沉積,從而抑制鋰枝晶的產生,穩定SEI膜,提高鋰金屬電池的效率和安全性。本發明還提供了一種鋰金屬二次電池用銅集流體的制備方法及鋰金屬二次電池。
本發明公開了一種網狀多孔富鋰錳基鋰離子電池正極材料的制備方法,包括:將鋰鹽、鎳鹽、錳鹽和鈷鹽按一定比例溶于去離子水中,形成透明的溶液。再根據加入的金屬鹽加入適量的蔗糖作為絡合劑配成透明的溶液。將溶液加熱蒸發除去水份得到溶膠最后至凝膠。將該凝膠在400~600℃煅燒1~6h,再在700~950℃煅燒10~30h,形成網狀多孔富鋰錳基鋰離子電池正極材料,該制備方法過程簡單,所制得的網狀多孔富鋰錳基鋰離子電池正極材料具有良好的顆粒間接觸和高的比表面積,從而提高了材料的倍率性能。
本發明公開了鋰電池負極片,包括連接有負極極耳的負極片本體,負極片本體在卷繞體中與負極極耳所對應的不同圈數位置分別貼上第一隔膜片,第一隔膜片的面積超過負極極耳在負極片本體上所占區域面積;第一隔膜片可減緩鋰離子的遷移速度;增設的隔膜片可減緩負極片上的鋰電子的遷移速度,避免該部位的加速反應,防止鋰金屬塊的脫落,可改善鋰電池的容量和性能。
本發明一種鋰離子電池磷酸鐵鋰/碳復合正極材料的制備方法,特點是包括以下步驟:(1)將硬碳球加入到蒸餾水和丙三醇的混合溶液中,在室溫下攪拌2小時,將硫酸亞鐵和磷酸溶于含硬碳球溶液中,在室溫下攪拌2小時得到溶液A;(2)將氫氧化鋰加入到蒸餾水和丙三醇的混合溶液中,在室溫下攪拌2小時得溶液B;(3)將溶液B緩慢滴加到溶液A中,形成溶液C,邊攪拌邊升溫到115℃,在氬氣保護下回流反應5小時,再過濾得到沉淀物;(4)將沉淀物用蒸餾水洗滌多次,烘干后即得到鋰離子電池磷酸鐵鋰/碳復合正極材料,優點是該方法可控性好、重現性高,合成的材料的顆粒細小、粒徑分布均勻、電導率高、結晶度好,具有優異的電化學性能。
本發明公開了一種用于固態鋰電池的補鋰功能電解質膜,電解質膜由骨架層、增強層和補鋰電解質層組成,骨架層具有三維多孔結構,補鋰電解質層的部分填充于骨架層的多孔結構內。本發明公開的用于固態鋰電池的補鋰功能電解質膜取代了傳統鋰離子電池隔膜,組裝電池后可實現首圈充電補充鋰離子,提高電池的循環性能,而且首圈充電不會對電池的性能產生損害。補鋰電解質層填充于骨架層內部及增強層之間,能實現良好補鋰,又能避免補鋰劑脫落至電解液中,導致的補鋰效率降低。同時補鋰電解質層具有可控的厚度,進而根據正負極體系調節補鋰的量。補鋰電解質層中無機固態電解質顆粒不僅能增加鋰離子傳導,還能增強隔膜的耐熱性,降低隔膜的熱收縮和熱穿刺。
本發明提供了一種低溫鋰離子電池正極材料的制備方法和鋰離子電池,制備方法包括:將鋰源、導電劑和粘結劑混合均勻,再加入碳酸類物料,得到低溫鋰離子電池正極材料;所述碳酸類物料占鋰源的質量含量大于0且小于40%。本發明提供的制備方法制備的正極材料中碳酸鋰在高電壓下分解產生CO2并在低溫下液化,與電解液混合之后降低其凝固點,而且還能夠作為鋰補充添加劑。本發明制備的正極材料比容量高,首次充放電的庫倫效率高、低溫性能優異。在高電壓平臺下,正極材料的低溫循環性能要優于正常的電池的循環性能。該正極材料制備工藝簡單,原料來源廣泛,適合大規模產業化應用,能夠滿足寒冷區域對于鋰離子低溫性能的要求。
本發明公開了一種用于鋰離子電池的硅酸鈷鋰正極材料的制備方法,其包括以下步驟:將氫氧化鋰加入到咪唑類離子液體中,攪拌20~50分鐘后加入二氧化硅,再攪拌2~7小時后加入乙酸鈷,再攪拌1~5小時,使其均勻混合;將混合物質倒入高壓反應釜中,在120~200℃下反應5小時到7天,待高壓反應釜自然冷卻至室溫后,取出產物;用蒸餾水或/和乙醇清洗產物;將清洗后的產物放入烘箱內以80~100℃進行干燥,得到硅酸鈷鋰正極材料;優點在于本發明方法無需惰性氣體的保護,無燒結工藝,使得操作更為簡便,同時使得制備得到的正極材料的純度高、重現性高;本發明方法能夠實現正極材料的物相、形貌的可控,同時制備得到的正極材料具有良好的電化學性能。
本發明提供了一種鋰金屬負極、其制備方法及金屬鋰二次電池。本發明提供的鋰金屬負極包括:鋰金屬負極片和復合于所述鋰金屬負極片表面的保護層;所述保護層包括主料;所述主料選自式(Ⅰ)環狀化合物和其光學異構體中的一種或幾種。該環狀結構能夠有效促進鋰離子穿越,誘導鋰離子沉積在金屬鋰表面,從而抑制鋰枝晶;且上述物質在電解液中不溶解,能夠很好的抑制電解液與金屬鋰在電池充電狀態下的副反應;通過上述作用能夠明顯提升電池的循環性能。
本發明公開了一種鋰金屬界面保護,主要由氟化碳材料、基體材料和功能性添加材料組成;所述氟化碳材料的化學式可表示為CFx,其中,x為氟碳比,0<x<4;所述氟化碳材料為氟化石墨烯、氟化碳納米管、氟化富勒烯、氟化乙炔黑、氟化科琴黑、氟化碳纖維、氟化碳布、氟化碳紙中的一種或多種;本發明作為鋰金屬負極的界面保護,起到均勻化界面鋰離子流、抑制鋰枝晶生長、阻擋電解液持續與鋰金屬接觸的作用,使鋰金屬負極的循環穩定性和使用壽命大大提升。
本發明公開了一種能夠實現安全充電的鋰電池包充電方法及鋰電池包,該方法中過充檢測切換電路在默認狀態輸出第二鋰電池組中第1節鋰電池的正極電壓至充電器,過充檢測切換電路實時檢測第一鋰電池組中是否存在任意一節鋰電池過充,當第一鋰電池組中任意一節鋰電池存在過充時,如果當前充電器對第一鋰電池組進行過充檢測,此時過充檢測切換電路才進行切換,輸出代表第一鋰電池組存在任意一節鋰電池過充的電壓至充電器,充電器停止對鋰電池包充電,實現過充保護;優點是在兼容原有充電器的基礎上,僅在第一鋰電池組存在過充時才進行開關切換,不會頻繁進行開關切換,充電噪音較小,且使用壽命較長,降低發生安全事故的風險。
本申請公開了一種石墨烯/磷酸鈦鋰復合材料,包括:磷酸鈦鋰;以及包覆在所述磷酸鈦鋰表面上的石墨烯,所述石墨烯中含有多孔結構,所述多孔結構的孔徑介于1~10μm的范圍內。本申請還提供了一種石墨烯/磷酸鈦鋰復合材料的制備方法和一種鋰離子電池。本申請提供了一種高效、簡單的合成海綿狀石墨烯/磷酸鈦鋰復合材料的方法,合成的海綿狀石墨烯/磷酸鈦鋰復合材料可作為負極用于水系鋰離子電池。該合成的負極材料涵蓋各種海綿狀石墨烯/磷酸鈦鋰。該水系電池具有絕對安全、不起火、不爆炸、環境友好、成本可控等優點。
本申請公開了一種核殼材料及其制備方法,所述核殼材料包括核和至少一層殼;所述核包括鈦酸鋰類材料;所述殼包括含鋰氧化物中的至少一種和/或其他金屬氧化物中的至少一種;該核殼材料作為鋰離子電池的負極材料能提高電極材料的導電性;用于鋰離子電池中有效抑制電極表面與電解液的副反應,具有循環性好、倍率性好、安全性高等優點,且制備工藝簡單,適合大規模生產應用。
本實用新型公開了鋰錳扣式電池負極頂和鋰錳扣式電池,鋰錳扣式電池包括正極杯、負極頂、密封圈、鋰金屬、正極餅、隔膜和電解液,正極餅與鋰金屬之間通過隔膜隔開,正極杯與負極頂之間通過密封圈絕緣,電解液填充在負極頂與正極杯形成的腔體內,負極頂包括頂部和周側部,周側部包括一體連接的環形內壁和翻邊壁;將具有環形下壓面的壓塊對翻邊壁施加向下的作用力,使負極頂的周側部呈由上往下呈向外傾斜擴張的結構,周側部的外擴角為5?6度,且使環形內壁與翻邊壁緊密貼合;然后在負極頂內依次放入鋰金屬、隔膜、電解液、正極餅和正極杯,折彎正極杯,正極杯上邊沿將密封圈折彎包住負極頂,完成鋰錳扣式電池組裝。
本發明公開了一種鋰離子電池正極材料鋰過渡金屬復合氧化物的制備方法,具體步驟為:將符合化學計量比的混合過渡金屬M鹽與摻雜金屬M’鹽通過機械方式混合均勻,然后高溫煅燒形成過渡金屬復合氧化物,再將過渡金屬復合氧化物與鋰鹽進行二次機械混合,然后高溫煅燒即可制得鋰過渡金屬復合氧化物。本發明采用二次機械混合-固相燒結工藝,解決傳統的干法混料固相燒結工藝無法合成純相四元鋰過渡金屬復合氧化物以及改進的濕法混料-固相燒結無法帶來鋰與過渡金屬原子的排布均勻有序的問題;利用本發明制備的鋰離子電池正極材料鋰過渡金屬復合氧化物,無雜相,且產品平均粒徑均勻,循環性能優異;本發明制備方法簡單,生產成本低,適合于工業化生產。
本發明公開了一種鋰離子電池用碳包覆硅酸錳鋰復合材料的制備方法,本發明制備的鋰離子電池用碳包覆的硅酸錳鋰復合材料,采用了特定工藝制備的高比表面碳對濕法制備的硅酸錳鋰材料進行包覆,使得硅酸錳鋰均勻分布,并且緊密的包覆與高比表面碳中,因此該復合材料在用于鋰離子電池時,具有較高的導電性能和良好的循環穩定性,使得鋰離子電池具有高的比容量以及較長的使用壽命。
本發明公開了一種復合鋰金屬負極的制備方法,首先對骨架材料的內外表面進行改性制得親鋰性骨架材料,然后在惰性氣體保護下將親鋰性骨架材料浸入液態金屬鋰中填充金屬鋰制得復合鋰金屬負極;可以通過簡單的電化學沉積方法獲得具有親鋰特性的骨架材料,再通過高溫熔鋰注入骨架材料獲得復合鋰金屬負極。該鋰金屬負極具有抑制鋰枝晶生長、改性固態電解質界面膜成分的作用,同時還具有為鋰金屬沉積提供空間、降低鋰沉積的成核勢壘的作用,顯著提高了鋰金屬負極的循環穩定性、循環壽命。
本發明公開了一種改性預鋰化硅氧材料及其制備方法、應用和鋰離子電池。該改性預鋰化硅氧材料,其包括預鋰化硅氧材料及包覆在預鋰化硅氧材料表面的包覆層,包覆層包括烷基磷酸化合物。本發明制備改性預鋰化硅氧材料的方法可無需對預鋰化硅氧材料進行高溫熱處理,即能實現對烷基磷酸層的包覆;制備方法簡單,成本低廉,適用范圍廣,利于工業化生產;本發明制備的改性預鋰化硅氧材料在制備鋰離子電池時,具有首次充放電效率高、容量高、循環性能好的優點;同時該改性預鋰化硅氧材料的耐水性好,在制造極片時包含該改性預鋰化硅氧材料的漿料穩定性好,產氣少。
本發明涉及鋰離子電池正極材料技術領域,且公開了一種納米鋯酸鋰包覆鉀摻雜鎳鈷錳酸鋰的正極材料,包括以下配方原料及組分:納米Li1.185?1.195K0.005?0.015Ni0.13Co0.13Mn0.54O2、硝酸氧鋯、硝酸鋰、檸檬酸、尿素。該一種納米鋯酸鋰包覆鉀摻雜鎳鈷錳酸鋰的正極材料,納米Li1.185?1.195K0.005?0.015Ni0.13Co0.13Mn0.54O2中K+取代了部分Li+的晶格,增大的晶體的層間距,產生了豐富的晶格缺陷,拓寬了Li+的傳輸路徑,提高了Li+的擴散系數,通過原位生長法在納米Li1.185?1.195K0.005?0.015Ni0.13Co0.13Mn0.54O2的外側形成一層納米Li2ZrO3包覆層,Li2ZrO3具有良好的導電性能,并且Li2ZrO3晶粒中具有三維Li+擴散通道,促進鋰離子進而電子的傳輸和遷移,同時納米Li2ZrO3的包覆作用,有利于促進電極材料和電解液的界面穩定性,減少電解液對活性材料的腐蝕。
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