本申请涉及锂电池材料领域,提供锂离子电池用负极材料及其预锂化处理方法、锂离子电池,所述方法包括以下步骤:将锂源加入至含有芳香族组合物和有机溶剂的混合溶液中,形成锂化溶液,所述锂化溶液包括Li‑芳香族化合物,其中,所述芳香族组合物包括至少两种具有不同支链的芳香族化合物;或,所述芳香族组合物包括一种具有支链的芳香族化合物及未修饰的芳香族化合物;将负极粉末材料加入所述锂化溶液,干燥后得到预锂化的负极材料。本申请提供的锂离子电池用负极材料及其制备方法、锂离子电池,能够改善了嵌锂深度和嵌锂效率,降低不可逆容量损失,提升电池容量。
本发明揭示一种锂离子电池负极浆料制备方法、锂离子电池负极材料和锂离子电池,包括负极活性材料、导电剂、粘结剂和有机聚合物添加剂,有机聚合物添加剂具有R1‑O‑R2、R3‑COO‑R4、R5‑NH‑R6或R7‑SO3H的结构中的一种或多种,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7分别选自烷烃、烷烃衍生物、烯烃、烯烃衍生物、芳香烃及芳香烃衍生物中的一种或多种。本发明的有机聚合物添加剂有利于提高负极材料的离子导电性,并降低负极活性材料的体积效应,改善锂离子电池的倍率性能和循环性能。
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本发明公开了一种高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液,包括非水有机溶剂、电解质锂盐和添加剂,按在电解液中的质量百分含量,所述添加剂组成为:异氰酸酯类添加剂0.5~1.0%,其它添加剂0.5~20%。本发明还公开了一种高电压钴酸锂锂离子电池。本发明的高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液中的异氰酸酯类添加剂能够正极成膜,抑制正极材料遭受电解液中氢氟酸的侵蚀和抑制氢氟酸导致正极材料结构的坍塌和钴离子的溶出,提高高电压钴酸锂锂离子电池的电化学性能。
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本发明公开了一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池,其正极材料由85~95%重量的磷酸亚铁锂、1~10%重量的水性粘合剂、3~10%重量的导电剂组成;其负极材料由85~95%重量的钛酸锂(Li4Ti5O12)、1~10%重量的水性粘合剂、2~10%重量的导电剂组成。本发明锂离子动力电池容量大,倍率充放电优良,循环寿命长,稳定安全性能高,可应用于混合电动汽车、大型储能系统、家庭储能电站、高性能要求的军品等领域。本发明还公开了锂离子动力电池的制备方法,该方法以水作为溶剂,成本低、工艺简单易行、无环境污染,并通过特殊的烘烤工艺,严格除水,保证了电池的品质,可大范围推广应用。
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本发明公开了一种锂电池卷芯极片、锂电池卷芯制备方法及圆柱形锂电池,具体涉及锂电池技术领域。本发明提供的锂电池卷芯极片、锂电池卷芯制备方法及圆柱形锂电池,所述极片包括位于中部的涂布区、位于涂布区两侧用于连接极耳位的留箔区,所述至少一侧的留箔区边缘开有多个切口,所述切口沿着极片的长度方向布置,所述极片卷绕成卷芯时多个切口相重合在卷芯端面形成进液通道,使注液后电解液能充分浸润正负极片,有效改善正负极片的浸润效果。
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本发明公开一种锂离子电芯、锂离子电芯制备方法及析锂检测方法,该锂离子电芯包括壳体、正极片、负极片和参比极片,正极片、负极片和参比极片均设于壳体内,正极片和负极片卷绕或堆叠形成极芯,参比极片设于正极片和负极片组成的极芯最外侧,且参比极片电性连接于壳体。本发明的锂离子电芯、锂离子电芯制备方法及析锂检测方法中,由于锂离子电芯的参比极片设置在电芯内部,并与壳体形成等电位,可得到负极电位,根据负极电位判断出是否发生析锂,参比极片稳定,可在电芯的全生命周期内使用,且该锂离子电芯可作为正常电芯装入电池包内,在电池包的全生命周期内进行析锂风险监控,提高了锂离子电池的安全性,同时还可预防壳体被腐蚀。
本发明公开了一种锂离子电池电解液及其制备方法、使用该种锂离子电解液的锂离子电芯和锂离子电池包及其应用,所述锂离子电池电解液包括溶剂、电解质盐和添加剂,所述添加剂包括化合物A和化合物B,所述化合物A为烷基二碳酸酯化合物,所述化合物B为环状磺酸酯化合物或环状硫酸酯化合物;与现有技术相比,该锂离子电池电解液通过将烷基二碳酸酯化合物与环状磺酸酯化合物或环状硫酸酯化合物组合用作添加剂使用,发挥二者的协同作用,可以取得比单独使用其中任一种添加剂更优异的改善效果,通过将该锂离子电池电解液应用在锂离子电池上,可以有效提升锂离子电池的循环性能,减少锂离子电池的高温存储产气量,改善了锂离子电池的性能。
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本实用新型涉及锂电池极片基材、锂电电池极片及锂电池。该锂电电池极片包括锂电池极片基材、以及涂覆在锂电池极片基材两侧表面的极片浆料。该锂电池极片基材包括基材主体,在基材主体上设有通过机加工成型、贯通基材主体两侧表面的若干通孔,涂覆在锂电池极片基材两侧表面的极片浆料通过通孔接触导通,提高了极片基材的透过性,增强了极片浆料的挥发性,从而可以帮助容量发挥提高了20%-40%。由于通孔的设置,使得单位体积内容纳的极片浆料的数量增加,也就是说在不改变极片基材长度的情况下可以容纳更多的极片浆料,或者,容纳相同量的极片浆料所需要的极片基材可以缩短,从而可以减少隔膜、极片基材的用量,大大减少了浪费,而且大大降低了生产成本。
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本发明属于锂离子电池技术领域,公开了一种高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液及锂离子电池。本发明的高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液包含非水有机溶剂、电解质锂盐和添加剂,所述添加剂中包含常规添加剂和具有式(Ⅰ)结构的腈类添加剂。本发明电解液中的腈类添加剂能够正极成膜,抑制正极材料中金属离子(钴离子)的溶出,同时该添加剂中氰基中的N元素上含有孤电子对,能够与正极材料中溶出的钴离子进行鳌合,避免金属离子迁移到负极石墨界面催化电解液的还原分解,从而起到提高锂离子电池电化学性能的作用。
本申请涉及一种锂离子电池复合隔膜用水性涂料及锂离子电池复合隔膜及锂离子电池。水性涂料包括粘结剂和非导电性无机颗粒,粘结剂包括颗粒状聚合物A和颗粒状聚合物B,颗粒状聚合物A的玻璃化转变温度小于颗粒状聚合物B的玻璃化转变温度,颗粒状聚合物A的颗粒度D50为0.05‑1.0μm,颗粒状聚合物B的颗粒度D10为1.0‑5.0μm,D50为2.0‑10μm,D90为3.0‑20μm,非导电性无机颗粒的颗粒度D50小于颗粒状聚合物B的颗粒度D50。本申请的水性涂料具有粘接强度高的优点,制得的复合隔膜透气度好,且不易相互粘接,易于收卷储存,应用了该复合隔膜的锂离子电池综合性能优异,循环存储寿命长。
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本发明提供一种锂电池正极材料,包含磷酸铁锂及镍钴铝酸锂,其中磷酸铁锂重量比80%~95%,镍钴铝酸锂重量比1%~10%。本发明采用磷酸铁锂(LiFePO4)、镍钴铝酸锂(LiNi0.85Co0.1Al0.05O2)为正极材料,镍钴铝酸锂克容量170mAh/g,压实密度3.50g/cm3,利用镍钴铝酸锂高容量、高压实密度、高电压平台特点,提高正极材料克容量发挥,提高电池能量密度;同时采用壁厚较薄的圆柱壳体,减轻壳体重量,降低电芯的总重量,提高电池整体能量密度。本发明还提供一种锂电池正极片制备方法锂电池制备方法。
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一种锂硫电池粘结剂,所述锂硫电池粘结剂由多种粘结剂单体聚合而成,所述粘结剂单体包括第一单体、第二单体及第三单体,所述第一单体具有羰基以及羟基,所述第二单体具有异氰酸酯基或环氧基,所述第三单体具有羟基或者氨基,所述第一单体的羟基、所述第二单体的异氰酸酯基或环氧基、以及所述第三单体的羟基或氨基在聚合反应过程中相互键合形成以共价键联结的三维交联网络结构,所述锂硫电池粘结剂含有羰基,所述羰基提供连续的氧原子。本发明还提供一种锂硫电池电极片的制备方法及一种锂硫电池。
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锂硫电池正极材料、锂硫电池正极、锂硫电池及制备方法,属于二次电池技术领域。锂硫电池正极材料包括含有Co、Ni、Cu、Zn或Mn中的至少一种金属元素的配位不饱和金属有机框架材料。配位不饱和金属有机框架材料与金属有机框架材料相比,具有更多的金属活性位点和结构缺陷,能够增强对多硫化物的吸附作用。利用锂硫电池正极材料制备锂硫电池正极,在将锂硫电池正极应用于锂硫电池时,能够有效缓解正极处多硫化锂的穿梭效应,进而缓解锂硫电池的容量衰减问题,增强锂硫电池的电学性能。
本发明公开了一种掺杂钴酸锂的镍钴锰酸锂及锂离子电池,制备方法包括以下步骤:a)将镍盐、锰盐、钴盐按一定摩尔比的用量混合并将其溶解;b)用氢氧化物溶液滴定步骤a)所得混合溶液,一边滴定一边搅拌,滴定完之后得到球形的氢氧化镍钴锰的前驱体;c)将步骤b)所得前驱体洗涤,洗涤完的前驱体在一定温度下烘干;d)将步骤c)所得物料和Co3O4和Li2CO3按一定比例混合,在高温下煅烧得到一种形貌类球形的掺杂钴酸锂的镍钴锰酸锂。压实从原来的3.56g.cm-3提升到了3.70g.cm-3,而且对材料的其它性能影响很小。
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本发明揭示了负极集流体、锂离子电池以及锂离子电池体系补锂方法,其中,负极集流体,为指定厚度的锂铜合金箔材,所述锂铜合金中锂的质量百分比含量为1%至35%。本发明通过使用锂铜合金箔材作为负极集流体,以便在锂离子电池放电过程中析出锂离子进入锂离子电池的电解液中,以补充锂离子电池在充放电循环中对锂离子的损耗,提高锂离子电池的能量密度、库伦效率以及循环寿命。
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本发明提供一种锂离子电池预锂化正极极片及锂离子电池的制备方法,所述正极极片包括集流体以及设置于所述集流体表面的正极浆料,所述正极浆料包括氮化锂。所述锂离子电池预锂化正极极片的制备方法包括:将所述正极浆料涂覆于集流体表面,进行烘干和辊压得到正极极片。所述预锂化正极极片可以实现锂离子电池首周库伦效率的提升,同时可保持电池比能量在较高水平。
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本申请提供了一种金属锂负极的制备方法,包括以下步骤:将第一钝化物和第二钝化物溶解于溶剂中,得到钝化溶液,其中所述第一钝化物为多烷基化合物,所述多烷基化合物中碳原子个数为10‑20,所述第二钝化物为卤化盐;将金属锂置于所述钝化溶液中反应0.1‑24h,得到表面具有钝化层的金属锂负极;采用所述溶剂清洗所述金属锂负极,并将清洗后的所述金属锂负极置于惰性环境干燥,得到所述金属锂负极。本申请提供的金属锂负极的制备方法有利于提高多硫化物阻隔效率且适用于工业化生产。本申请还提供了一种由上述方法制备的金属锂负极及包含所述金属锂负极的锂金属电池。
本申请涉及储能技术领域,涉及一种用于预锂化的化合物及其制备方法、正极预锂化材料及其制备方法、锂电池。该化合物的化学式为LixMyOz,其中3≤x≤12,1≤y≤2,4≤z≤11,M为Nb、Ta、Zr、W、Sn、V、Ru、Ce或者Bi中的一种或多种。该化合物用作正极预锂化材料分解电位较低,充电比容量高,放电过程不可逆,可实现较好的锂电池原位预锂化效果,并且具有良好的空气稳定性,可兼容现有锂电池生产工艺,具有商业化应用前景。采用这种正极预锂化材料的锂电池,在电池充电过程中,化合物不可逆分解释放活性锂离子,补充了负极SEI生长导致的活性锂损失,可达到提升锂电池能量密度和循环寿命的效果。
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本发明揭示了一种钛酸锂材料的制备方法,包括:将含钛盐类与有机配体按照一定物质的量比加入溶剂中,经均匀分散得到前驱溶液;采用油浴加热,搅拌反应,即得到纳米级多孔含钛金属有机框架配合物;按照一定物质的量比将所述纳米级多孔含钛金属有机框架配合物与锂盐加入液体介质中,浸泡一定时间,将液体介质中的固体过滤出,干燥,得到金属有机框架配合物/锂盐复合物;将所述金属有机框架配合物/锂盐复合物与锂源以一定比例混合,在氮气气氛下热处理,制得多孔钛酸锂材料。本发明的钛酸锂材料由纳米级钛酸锂一次颗粒和碳材料复合堆积而成,碳材料均匀覆盖在纳米级钛酸锂一次颗粒表面,包覆更全面。
本发明提供了一种由磷矿制备磷酸锂的方法,包括:将磷矿石破碎后得到磷矿粉,将磷矿粉溶解在酸中,然后过滤,得到滤液A;向滤液A中加入碱性物质,同时搅拌,直至所得的溶液pH为6.0‑8.5,然后加入碳酸盐,继续反应30‑120min后过滤,得到滤液B;向滤液B中加入可溶性锂盐,同时加入碱性物质,搅拌,直至所得的溶液pH为9.0‑12.0,过滤干燥后,得到磷酸锂。本发明提供的由磷矿制备磷酸锂的方法,合理利用了磷矿,并低成本制备了磷酸锂,工艺简单。本发明还将由磷矿制得的磷酸锂作为原料来制备磷酸锰铁锂以及磷酸铁锂正极材料,得到的正极材料能量密度较高,电化学性能优异。
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本发明公开了一种锂电池负极浆料配方、锂电池负极及其制备方法、锂电池,按质量百分比计,包括石墨65%~80%,硬碳1%~10%,高压实助剂0.5%~5%,羧甲基纤维素钠和粘结剂余量。本发明在负极极片中添加了硬碳及高压实助剂,高压实助剂具体为高度不等轴鳞片石墨,可以在不影响负极容量的同时提高极片压实密度,提高了电池倍率性能,同时降低内阻,降低极片反弹。
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本发明公开了一种锂离子电池的补锂负极片和锂离子电池,所述锂离子电池的补锂负极片包括:集流体;负极活性物质层,所述负极活性物质层设于所述集流体的表面;补锂层,所述补锂层设于所述集流体的表面且与所述负极活性物质层间隔设置。根据本发明实施例的锂离子电池的补锂负极片,不仅能够实现负极补锂、提升能量密度,而且能够避免补锂后电池阻抗增加,保证电池容量及倍率性能和循环性能。
本发明公开了一种负极材料,包括硅基材料,以及覆盖于所述硅基材料上的含硫锂盐添加物,所述含硫锂盐添加物在外界机械力的作用下均匀分散在所述硅基材料表面,所述含硫锂盐添加物与所述硅基材料的质量比为(1:10)~(1:200),所述硅基材料包括硅、硅氧化物、硅合金中的任一种,所述硅基材料不具有特殊核壳结构但具有丰富的微介孔结构,所述含硫锂盐添加物为含硫的锂盐衍生物,纯度≥98%。本发明采用含硫锂盐添加物对硅基材料表面进行组份调控,能够增加界面内层SEI膜无机层,提高材料界面膜的稳定性,改善硅基材料的首周库仑效率。本发明还公开了该负极材料的制备方法、锂离子电池负极、锂离子电池及其制备方法、锂离子电池包。
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本发明公开了一种锂二次电池包、锂二次电芯及其电解液,所述电解液包括添加剂S,所述添加剂S的结构式Ⅰ为:其中,R1选自C1~C6的饱和烃基或不饱和烃基或含氟烃基;R2选自C1~C3的饱和烃基或不饱和烃基;R3、R4、R5独立地选自氟原子或C1~C6的饱和烃基或不饱和烃基或含氟烃基。添加剂S可以在电池正负极形成稳定且较薄的SEI膜,提高正负极界面的热稳定性,抑制电池界面阻抗的增长,从而同时提高锂二次电芯的循环性能和高低温性能。
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本发明公开了一种预锂化电解液及预锂化锂离子电池的制备方法,包括有机溶剂80wt%、锂盐10wt%、第一添加剂1.0wt%、第二添加剂1.0wt%、第三添加剂0.5wt%、辅助试剂5‑10wt%,将本发明提供的预锂化电解液应用在预锂化电池中工艺简单、易于操作,可改善现有锂离子电池首次库伦效率低的状况,同时提高容量、改善循环性能和电池高温性能,并且可以提高电池的安全性。本发明提供的技术方案将预锂化电解液应用在预锂化电池时,制备的锂离子电池的首次效率高达98%以上,首次可逆容量3400AmH以上,300周后容量保持96%以上,高温储存保持90%以上,循环后极片无析锂。
本发明涉及一种锂电池浆料、锂金属负极复合层和锂金属负极及其制备方法和应用。所述锂电池浆料,为线性热塑性聚氨酯、锂盐和锂盐解离促进剂的混合溶液;所述混合溶液中线性热塑性聚氨酯、锂盐和锂盐解离促进剂的质量比为15:0.12:0.1~15:12:10。本发明以线性热塑性聚氨酯为基材,以锂盐和锂盐解离促进剂为功能添加剂得到的锂电池浆料可成膜得到复合层并用于制备锂金属片负极,该复合层具有类似固态电解质界面(SEI)层的功能,但又能在电池循环中保持稳定,从而这可以减缓电解液与锂金属之间的副反应和抑制锂枝晶的生长。本发明提供的锂金属片负极的电化学性能明显提升,为以后锂金属负极人工SEI层的设计提供借鉴。
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本发明涉及锂电池技术领域,公开了一种高稳定性锂电池负极活性材料及锂电池负极、锂电池,所述高稳定性锂电池负极活性材料,包含以下物质:SnS2/C、LiNixCoyMn1‑x‑yO2、多孔碳;其中0≤x≤0.6,0≤y≤0.6;本发明中多孔碳能够有效抑制SnS2/C在充放电过程中的体积膨胀,提高电池的稳定性,此外多孔碳的孔穴能够为电子和离子的迁移提供通道,减少点活性物质由于穿梭效应造成的损耗,进一步提高电池的稳定性。
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本发明公开一种防过充锂电池电解液及锂电池、锂电池制备方法,该电解液包括由溶质、有机溶剂形成的浓度为0.5‑1.5mol/L混合液,及质量百分比占溶质与有机溶剂质量之和的0.1%‑5%过充添加剂、0.01%‑5%黄酮类化合物、0.1%‑5%阻燃剂;锂电池制备方法包括在电池涂布时,单面面密度20‑30mg/cm2;叠片使用15‑40μm陶瓷涂敷无纺布隔膜;及使用上述电解液。本发明通过提高面密度,增加了锂离子的移动距离,适当增加了电芯的阻抗,降低热失控过程中正极片的副反应,减慢极片失控的速度,提高电芯的安全性能。
本发明提供了一种锂离子电池正极的制备方法、锂离子电池正极、锂离子电池和电动装置,涉及锂离子电池技术领域。该锂离子电池正极的制备方法,有效利用了石墨烯制备过程中的高价Mn7+离子,实现了原料的高值化利用;同时,上述的原位生长过程也保证了所形成的具有石墨烯/锰酸锂复合结构的锂离子电池正极具有优异的均匀性和成膜性,将其应用于锂离子电池中,可有效提升锂离子电池的能量密度以及循环稳定性;另外,该制备方法,工艺简单,操作便利,可重复性高,为工业生产提供了依据。本发明还提供了采用上述制备方法制得的锂离子电池正极,该锂离子电池正极为免集流体和粘接剂的薄膜电极结构,可以提高电池整体的能量密度及循环稳定性。
本发明实施例提供了一种锂离子电池负极材料,包含负极活性材料、导电剂、粘结剂和有机溶剂,所述负极活性材料包括钛酸锂Li4Ti5O12和过渡金属硫化物,钛酸锂Li4Ti5O12占负极活性材料总质量的50~95%,过渡金属硫化物为NiS、FeS2、FeS、TiS2、MoS和Co9S8中的一种或多种,负极活性材料、导电剂和粘结剂分别占三者总质量的70~90%,5~20%,5~10%,有机溶剂占锂离子电池负极材料总质量的30~70%。该锂离子电池负极材料容量高、具有优良的循环稳定性和耐久性。本发明实施例还提供了该锂离子电池负极材料的制备方法、包含该锂离子电池负极材料的负极片和锂离子电池。
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