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本文公开发表了一种新型的锂硫电池正极材料,由常用的锂电池正极材料磷酸铁和纳米硫复合而成。在表面活性剂的作用下,用含硫化合物和酸性物质反应生成纳米硫,硫经处理后重新分散,在含硫的溶液里用含磷物质和含铁物质反应生成磷酸铁,最后合成硫/磷酸铁复合纳米材料。纳米材料可以缩短电子和离子在材料中的传递距离,从而有效提高硫的利用率。将此正极材料应用于锂硫电池,表现出了良好的电化学性能。磷酸铁作为锂硫电池的正极材料,具有多重功能:磷酸铁能够活化绝缘的Li2S;促进离子和电子的传递;吸附多硫化物;防止活性物质团聚;起到一定的导电作用。磷酸铁的多重作用显著提高了硫的利用率和电池的循环稳定性。
本发明涉及具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的前驱体和具有堆垛结构的富锂锰基正极材料的制备方法。本发明构造缓冲体系,采用碳酸氢铵或/和碳酸铵等弱酸弱碱盐为沉淀剂、络合剂和pH调节剂,在中性或者弱碱性条件下制备具有堆垛结构的高性能富锂锰基正极材料。对比现有的富锂锰基正极材料的制备工艺,本发明的方法具有合成条件温和、工艺简单、杂质离子残存少、调节参数少等优势;在晶体结构上,具有明显的堆垛结构;在性能表现上,具有优异的倍率性能和循环稳定性,具有可进行大规模工业化生产的潜力。
本发明公开了一种高镍三元水系正极浆料及制备方法、正极片、锂离子电芯、锂离子电池包及其应用,高镍三元水系正极浆料包括高镍三元正极材料、水性粘结剂聚丙烯酸、导电剂以及溶剂水。水性粘结剂聚丙烯酸能够提供足够的羧基与高镍三元正极材料表面的残锂化合物的羟基形成氢键,这样一方面能阻止高镍三元正极材料表面的残锂化合物的继续解离和副反应,阻止浆料PH值的升高,维持浆料的近中性状态,另一方面能使高镍三元正极材料颗粒之间相互排斥,维持浆料的稳定性,获得了稳定性和流动性良好的水性正极浆料,利于后续的涂布工序。水系正极浆料成本低、且环境友好。
本发明提供了一种锂离子电池硅氧负极材料的制备方法,先制备插层硅氧颗粒,再通过冷冻使得颗粒脆化,然后加热使其产生裂口,进而得到裂口化的硅氧颗粒,同时再在硅氧颗粒的表面进行碳包覆,有效解决了现有的SiO存在首次循环效率低、导电性能差以及体积膨胀较大的问题。本发明得到的裂口化硅氧颗粒,孔隙率高可供锂离子镶嵌的位点多,且硅氧颗粒的层间结构稳定,颗粒不易破碎,有效缓解了锂离子脱嵌过程中引起的体积膨胀问题;同时因得到的裂口化硅氧颗粒颗粒尺寸较小,硅的绝对体积变化相应减少,有效减小了硅由于体积膨胀产生的内应力,减小对电极结构造成的破坏,也有效缩短了电荷和锂离子的传输路径,提高了电极的首次循环效率。
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本发明公开了一种锂电池正极及其制备方法、锂电池及其制备方法和应用。该锂电池正极包括集流体、结合在集流体表面的正极材料层和结合在正极材料层表面上和正极材料层孔隙壁上的保护层。本发明锂电池正极能抑制电解液溶剂在高电压应用时发生失电子的氧化反应,提高了该电解液的抗氧化能力。该锂电池由于含有该锂电池正极,其电化学性能优良。该锂电池正极以及锂电池的制备方法工艺简单,条件易控,效率高,适于工业化生产。
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一种包覆碳的磷酸铁锂包覆的镍钴锰酸锂复合材料的制备方法,包括如下步骤:(1)将氯化铁溶解到乙二醇中,再加入醋酸钠和聚已二醇,搅拌后转移到容器中加热后,冷却得到四氧化三铁颗粒;再将四氧化三铁颗粒清洗烘干,放置于容器中加热,直至四氧化三铁颗粒氧化成三氧化二铁颗粒;(2)将三氧化二铁颗粒与醋酸锂及磷酸二氢铵混合到乙醇溶液中,搅拌形成凝胶后烘干得到干凝胶;再将干凝胶与蔗糖混合进行球磨后,在氩气中第二预设温度下进行煅烧,得包覆碳的磷酸铁锂颗粒;(3)将碳包覆的磷酸铁锂颗粒与葡萄糖及镍钴锰酸锂进行混合,然后进行球磨后放入容器中在第三预设温度下煅烧第一预设时间,得包覆碳的磷酸铁锂包覆的镍钴锰酸锂复合材料。
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本发明属于材料合成技术领域,尤其涉及一种单晶锰酸锂的制备方法,包括步骤:S1,将可溶性锰盐、碱液、可溶性碳酸盐和络合剂通过络合反应结晶,经沉淀、陈化后高温处理,得到粒径分布可控的锰系单晶前驱体;S2,将所述锰系单晶前驱体与锂源混合,得到混合物;S3,将所述混合物在空气或者氧化性气氛中升温进行固相烧结反应,得到粒径可控的单晶锰酸锂,得到形貌几乎保持,粒径可控的单晶锰酸锂。另外,本发明还涉及一种单晶锰酸锂及其在锂离子电池中的应用。相比于现有技术,本发明制得单晶锰酸锂,比表面积小,浆料固含量较高,极片压实密度大,改善锰酸锂材料的性能。
本发明属于储能研究领域,特别涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法,所述锂离子电池正极材料包括核结构和壳结构,所述壳结构均匀包覆于所述核结构表面,所述壳结构厚度为h,h≤100nm。所述锂离子电池正极材料制备方法包括:步骤1,配制含有石墨烯的包覆层浆料,喷雾进入包覆室,并使得形成的颗粒带有电荷,且每个颗粒的带电量为Q1;步骤2,将核结构组分喷入包覆室,并使得其表面带有与步骤1所述颗粒相反的电荷,且每个颗粒的带电量为Q2;步骤3,包覆反应:调节包覆室内的气流,使得步骤1的颗粒均匀的包覆于步骤2所述的核结构表面;步骤4,进行后处理得到成品锂离子电池正极材料颗粒;从而制的性能优良的锂离子电池正极材料。
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本发明公开了一种三元锂离子电池非水电解液,包括非水性有机溶剂、电解质锂盐和添加剂,添加剂中包括至少一种具有特定结构的硼酸酐类添加剂。本发明还公开了包括正极片、隔离膜、负极片和该三元锂离子电池非水电解液的锂离子电池。本发明的具有特定结构的硼酸酐类添加剂,能在正极材料表面成膜,抑制正极材料颗粒在循环过程中颗粒内裂纹的产生,减少过渡金属元素在高温下的溶出,从而有效提升高镍高电压三元锂离子电池的循环性能、倍率性能和高温性能。
本发明公开了一种锂离子电池隔膜用涂覆浆料、其制备方法及锂离子电池隔膜,所述浆料由以下质量百分比的成分组成:第一原料10.0%~50.0%、第二原料2.0%~15.0%、溶剂48.0%~75.0%;所述第一原料由以下质量百分比的原料组成:涂覆粉93.0%~98.0%、分散剂0.5%~3.0%、增稠剂1.5%~4.0%;所述第二原料由以下质量百分比的原料组成:表面活性剂3.0%~8.0%、粘结剂80.0%~90.0%、消泡剂7.0%~12.0%。本发明通过单一因素和正交实验设计,优化原料组合,成分简单但能达到现有技术的效果,同时,能有效的降低锂离子电池隔膜用涂覆浆料的生产成本,提高锂离子电池隔膜用涂覆浆料的性能的稳定性;此外,生产步骤简单,有效的降低生产成本,便于生产。
一种锂离子电池正极片的制备方法,包括如下步骤:按照固液比为(0.1g~2g):100mL,将碳材料在由浓硝酸和浓硫酸组成的混合酸中回流反应,得到羧基化的碳材料;按照固液比为(0.1g~2g):100mL,将羧基化的碳材料在二氯亚酚中回流反应,得到酰氯化的碳材料;按照固液比为(0.1g~1g):100mL:200mL,将酰氯化的碳材料与乙二胺在无水甲苯中回流反应,得到酰胺化的碳材料;将酰胺化的碳材料溶解于水中形成分散液;先将集流体在分散液中浸泡,然后将集流体于分散液和Li2C6O6溶液中交替浸泡,干燥,得到锂离子电池正极片。此外,还要提供一种锂离子电池正极片及锂离子电池的制备方法。
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本发明公开了一种非水锂离子电解液添加剂、电解液及锂离子电池。所述功能添加剂的化学通式为AB, 其中,A、B均代表化学式;其中,A为Cs、Rb、Sr或Ba中的一种或一种以上的混合物;B为C2O42?、CF3CO2?、DCTA?、TDI?、PDI?、BFMB?、TCB?、DMSI?、HPSI?、C(SO2CF3)3?、FAB?(BF3(CF2CF3)3?)、FAP?(PF3(CF3)3?)、DFOP?(PF2(C2O4)2?)等中的一种或一种以上的混合物。通过加入该功能添加剂,可以促使电解液体系在首次化成时可以形成致密均匀、锂离子传导性高的SEI膜,缓解低温充放电时由于极化严重导致的析锂问题。
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本发明提供一种锂离子电容器预嵌锂正极片的制备方法,包括以下几个步骤:步骤(1)将氧化石墨加入到球磨机中球磨,然后将球磨后的氧化石墨加入到水中超声分散,形成悬浮液;步骤(2)将金属盐硫酸铝或者硫酸镁或者氯化铝加入到上述悬浮液中制备成电解液,接通电源进行电沉积反应;步骤(3)取下泡沫镍电极,蒸干溶剂,再放入氢氮混合气保护的马弗炉内反应,反应完全后自然冷却;步骤(4)将上述的产物浸渍于盐酸中,反应,反应完全后得到泡沫石墨烯;步骤(5)将碳酸锂加入到水中搅拌形成溶液,再将含碳酸锂溶液滴定涂布到泡沫石墨烯上,干燥,然后放入马弗炉内退火,冷却后锟压得到电极片。本发明实现高能量密度和高功率密度。
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本发明提供一种全固态锂电池的正极的制作方法,该制作方法包括如下步骤:步骤一:提供一种混合好压成片的活性极片,将所述活性极片和硫化物置于真空封管中,在200℃~1000℃下热处理1~20小时,然后缓慢冷却至室温,得到升华完成后的正极片;步骤二:将所述正极片置于涂有导电胶的集流体上,冷压干燥后制成正极。本发明还涉及一种通过以上方法制备的正极。采用本发明的方法制备的全固态锂离子电池,与传统的全固态锂电池相比,由于电池固固颗粒间的空隙中填充了起到连接桥梁作用的无定形的硫化物,从而大大改善了电池固固颗粒间的接触面积,增加了锂离子传输的路径,从而提高了电导率和降低了电池内阻,提高了电池的能量密度和倍率性能。
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本发明公开了一种锂离子电池的电解液阻燃添加剂,所述电解液阻燃添加剂为甲基氟代丁基醚,甲基氟代丁基醚所占重量比为1%-8%。本发明还公开了使用含有甲基氟代丁基醚的电解液而制备成锂离子电池。采用本发明可以显著提高电解液的稳定性和锂离子电池稳定性,从而提高锂离子电池循环性能和倍率充放电性能,提高离子电池的安全性。
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本实用新型公开了一种锂电池保护电路及锂电池,涉及锂电池技术领域,解决了汽车启动型锂电池保护电路对电池的保护功能不完善,存在自耗电大、电池组内的一个电池出现过充电和过放电的可能的技术问题。该保护电路包括充放电工作电路和电流转换电路;充放电工作电路包括充放电管理IC;电流转换电路包括直流接触器、电流检测IC和延时控制IC;锂电池通过充放电管理IC对汽车负载进行充放电管理;电流检测IC对充放电工作电路的电流进行检测,通过延时控制IC驱动直流接触器导通,为汽车负载提供启动电流。本实用新型提供了一种能够提供短时间的大电流,且减少电路中的元件自耗电,完善了电池的充放电管理系统,适用于汽车启动用的锂电池保护电路。
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从锂云母制备碳酸锂的方法,包括以下步骤:取锂云母(100~500目),按1:[0.8~3]的质量比例加入98%的浓硫酸,搅拌,分步烘干得熟料,并将熟料破碎成100~500目,加水浸泡、搅拌,煮沸,得到混合液;趁热将混合液离心分离得到母液A,将母液A在反应容器中冷却降温至20~80℃,结晶出铷铯矾,然后离心分离得母液B;将母液B在反应容器中降温至-30~20℃,结晶出钾矾,再离心分离得母液C;将母液C用碱液中和至PH值为7~13,后离心分离得母液D,再将母液D经蒸发浓缩后过滤,得到母液E;取母液E与碳酸钾或碳酸钠溶液混合后加热至80~100℃,在搅拌下完成,即制备出碳酸锂粗品,粗品经离心分离、洗涤烘干后即得成品电池级碳酸锂。本发明提高了锂的浸出率,节省原材料,生成的渣量少,降低了对设备的要求。
一种高密度球形纳米磷酸铁锂材料及其制备方法和包含其的锂离子电池。所述制备方法包括以下步骤:(1)将锂源、铁磷化合物、掺杂物及碳源干法混合后在保护性气体下预烧;(2)将预烧料与分散剂、去离子水混合,超细磨;(3)将超细磨后所得浆料进行喷雾干燥,得到球形纳米磷酸铁锂前驱体;(4)将步骤(3)所得球形纳米磷酸铁锂前驱体进行化学气相沉积包覆,制得高密度球形纳米磷酸铁锂材料。本发明制得的磷酸铁锂材料一次粒径不长大,粉末电导率可达到10?1S/cm,能很好地兼顾材料容量、低温、倍率性能与加工、循环等性能。
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本发明提供了一种二次球钴酸锂锂离子电池正极材料的制备方法,该方法是将包括分散溶剂、锂化合物和二次球钴化合物的原料混合、球磨、烘干后进行焙烧,得到二次球钴酸锂。采用本发明方法制得的二次球钴酸锂作为正极材料的锂离子电池大电流放电性能优良,循环寿命长。本发明适用于可用作锂离子电池正极材料的钴酸锂的制备。
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本发明公开了一种补锂负极片及其制备方法、锂离子电池,补锂负极片包括负极片本体、涂覆在所述负极片本体表面的补锂复合层;所述补锂复合层包括原料及其质量百分比如下:合金锂粉20%‑65%;陶瓷粉体30%‑70%;以及粘结剂5%‑50%。本发明的补锂负极片,通过设置补锂复合层,增强锂离子电池的安全性能,提高电池的自放电性能,可以从‑0.06mv/h提高到‑0.04mv/h。补锂复合层中锂合金粉可以有效降低锂的活泼性,降低运输的风险;陶瓷粉体可以增加对电解液的吸液性能,增加电芯的循环寿命。
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本发明公开了一种纳米钛酸锂复合材料,该复合材料包括钛酸锂纳米片,以及均匀分散在所述钛酸锂纳米片片层中的多壁碳纳米管,在上述组成成分中,所述钛酸锂纳米片与所述多壁碳纳米管的质量比为(3.5‑6):1。本发明还提供了一种制备上述纳米钛酸锂复合材料的方法,以钛源、锂源、导电剂为原料制备钛酸锂纳米片,然后分别将钛酸锂纳米片和经硝酸氧化后的多壁碳纳米管加入水中形成分散液A和分散液B,将分散液A加入分散液B中,混合均匀后减压抽滤、干燥制得纳米钛酸锂复合材料。本发明还提供了一种利用上述纳米钛酸锂复合材料制备的锂离子电池,所述锂离子电池能力密度高,电化学阻抗低,具有良好的电化学性能。
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本发明公开了一种合成锂离子电池正极材料磷酸铁锂的方法,该方法包括在真空环境下对包括锂盐、亚铁盐和磷化合物的反应原料进行焙烧的过程。本发明方法采用真空烧结法合成锂离子电池正极材料磷酸铁锂,合成过程不需要惰性气体保护,降低了制造成本,工序得到简化,制得的磷酸铁锂性能优异。对于在原料中采用前驱体有机物的合成过程,采用本发明方法时前驱体有机物在高温条件下分解产生的碳不会被消耗,合成产品中的最终碳含量可精确控制。
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本发明涉及新能源汽车领域,具体涉及一种48V系统锂电池组电源散热方案。所述48V系统锂电池组电源散热方案是通过在现有的48V锂离子电池组基础上嵌入经光/湿固化的热整流材料,最后得到的装置包括若干方形电池组成的电池组、经光/湿固化的热整流材料、绝缘层和BMS基板;所述经光/湿固化的热整流材料在两个相邻的方形电池之间的间隙处嵌入,电池组底部由绝缘层包裹,BMS基板设置在电池组顶部。该48V系统锂电池组电源散热方法,有效解决相变材料渗漏的问题,具有形状多样、施工简单等优点。可以有效地把48V系统的温度控制在60℃以内,保证电池的放电量,保证48V系统的稳定运行,提高其工作安全性。
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本发明公开一种类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂及制备方法和应用,所述制备方法是将液态丙烯腈低聚物溶液在80~300℃下搅拌8-72小时,形成微环化的LPAN溶液;将一定量的锂离子电池正极材料层状镍锰酸锂粉末加入到微环化的LPAN溶液中,混合均匀;搅拌后,在80℃下缓慢蒸发完全;在220℃下,充分交联;最后在空气气氛下马弗炉中750~900℃煅烧5-40小时,微环化的LPAN形成类石墨烯结构,均匀分布在锂离子电池正极层状镍锰酸锂材料中,从而获得类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂的锂离子电池正极材料。所述类石墨烯包覆富锂层状镍锰酸锂既具有较高的结构稳定性和优异的电化学性能,又有较好的循环稳定性能。
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本发明公开了一种电容型锰酸锂动力锂离子电池,包括正极片、负极片和隔膜,正极片、负极片和隔膜相互间隔卷绕或层叠设计,隔膜设置在正极片和负极片之间,正极片为电容型正极片,电容型正极片为三层复合结构,正极极片包括超级电容器正极层、锂离子电池正极层和正极集流体层,超级电容器正极层和锂离子电池正极层分别涂覆在正极集流体的阴面和阳面,超级电容器正极层为活性炭电极材料层,锂离子电池正极层为锰酸锂正极材料层,负极材料层为天然石墨层、人造石墨层、软碳和硬碳的混合物。本发明的电容型锰酸锂动力锂离子电池具有设备适用性强、性能优异、品质温蒂、加工方便、生产效率高和成本低廉的特点。
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本发明属于锂离子电池生产方法技术领域,尤其涉及一种向锂离子电池负极片双面连续补充锂粉的方法,包括以下步骤:将冷压后的负极片放置在放卷机构上;启动负极片牵引系统,打开第一补锂系统,同时加入电场,使锂粉吸附于负极片的一个表面,接着经过第一辊压系统;负极片经过张力调节翻转机构后,打开第二补锂系统,同时加入电场,使锂粉吸附于负极片的另一个表面,接着经过第二辊压系统,进行收卷。相对于现有技术,本发明使得锂粉能够均匀、定量、精确的分散在负极片的上下两个表面。而且第一辊压系统和第二辊压系统还能够保证锂粉不粘辊。此外,整个过程中都不会挤压锂粉,从而有效地避免对锂粉这一类的软性粉末造成的破坏。
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为克服现有技术中的高压锂电池的电解液易氧化而导致锂电池性能下降的问题,本发明提供了一种高压锂电池电芯,包括正极、负极以及位于正极和负极之间的电解质;所述电解质包括无机电解质层和位于所述无机电解质层表面的聚合物电解质层;所述无机电解质层位于所述正极表面,所述聚合物电解质层位于所述负极表面。同时,本发明还公开了上述高压锂电池电芯的制备方法以及采用该高压锂电池电芯的锂离子电池。本发明提供的高压锂电池电芯可克服电解液氧化而产生的大量负面问题,利于提高锂电池的安全性能和循环性能。
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本发明提供了一种补锂安全涂层、正极极片与锂离子电池,所述补锂安全涂层包括造孔剂、粘结剂、无机填料和导电剂;所述造孔剂包括自牺牲锂盐。本发明通过在补锂安全涂层中构建多孔结构,提升了电池的电化学性能,当温度升高时,补锂安全涂层的电阻会增大,从而保护锂离子电池;同时,所述补锂安全涂层中的造孔剂能补充Li+的损耗,从而减少电池的首次充放电容量损失,提高电池首次效率和能量密度。
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本发明属于锂离子电池技术领域,公开了一种锂离子电池化成工艺。包括以下步骤:电芯注液封口后,以0.05CmA~5CmA的电流对电芯充电10s~60s;静置24‑48h;以0.01CmA~0.2CmA的电流对电芯充电压为3.4‑3.9V;使电芯在40~70℃环境下静置6~24h,常温环境下静置6~24h;对电芯充电至截止电压。本发明提供的锂离子电池化成工艺,简化了锂离子电池化成工艺的流程,缩短了工艺周期,提高了生产效率,而且在不影响电芯其他性能的前提下,提高了锂离子电池的低温循环性能。本发明还公开了一种锂离子电池,采用上述锂离子电池化成工艺,该锂离子电池具有良好的低温循环性能。
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本实用新型涉及一种用于锂离子电池的封装膜及锂离子电池。一种用于锂离子电池的封装膜包括:介质层,介质层为聚丙烯层或聚乙烯层;导电层,导电层层叠于所述介质层的表面,所述导电层为导电金属层;及保护层,保护层层叠于所述导电层远离所述介质层的表面,所述保护层为乙烯‑乙烯醇共聚物层、聚丙烯层或聚乙烯层。上述用于锂离子电池的封装膜及锂离子电池,在封装膜发生燃烧时,由于乙烯‑乙烯醇共聚物层、聚丙烯层和聚乙烯层具有较好的阻隔性能,能够抑制燃烧产生的有毒气体的释放,另外上述封装膜燃烧时不产生有毒气体和烟尘,也能从根本上减少用于锂离子电池的封装膜在燃烧时产生的有毒气体和烟尘,保证了使用者的人身健康和安全。
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