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本发明公开了一种锂电池的SOC估算方法,包括获取待分析的锂电池的不可用电量和开路电压与荷电状态的曲线;得到锂电池的荷电状态初始值;采用安时法对锂电池的荷电状态进行在线估算。本发明提供的这种锂电池的SOC估算方法,通过对锂电池的不可用电量的计算并将其加入荷电状态的计算当中,从而使得本发明方法能够更加精准的估算锂电池的荷电状态,而且本发明方法简单可靠。
本发明公开了用仲酰胺/烷基醇复合溶剂从含钙卤水中分离钙提取锂和硼的萃取体系、萃取方法和其应用。萃取体系中含有仲酰胺和烷基醇分别作为萃取锂和硼的萃取剂由其单一化合物或两种以上的混合物组成,分子中碳原子总数分别为12~18和8~20,萃取体系的凝固点小于0℃。在有机相与卤水相体积比1~10:1、卤水密度为1.30~1.56g/cm3、卤水pH值0~7和温度0~50℃下进行单级或多级逆流萃取,反萃取得到低钙锂比水相,经过浓缩、除杂与制备,分别得到氯化锂、碳酸锂、氢氧化锂和硼酸。本发明的仲酰胺分子结构简单,由烷基醇改进的复合溶剂能同时萃取锂和硼;多级萃取率高,用水反萃取,酸碱消耗大大减少;萃取分离流程缩短,萃取体系溶损小,适合油田卤水开发。
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本发明提供了一种基于双功能LiMnO2的无负极锂金属电池制备方法,包括制备LiMnO2正极片;制备负极侧集流体;电解液配制及组分调控;将正极片、负极侧集流体与隔膜组装,添加电解液后,经过活化处理得到无负极锂金属电池。正极片采用的双功能LiMnO2在充放电过程中发生相变,具有充电比容量高,库伦效率低的材料特性,因而可以将LiMnO2材料包含的锂分为两部分进行充分利用,其中发生相变而导致的不可回嵌的锂能够在负极侧集流体沉积,用于弥补后续循环过程中负极侧的不可逆锂损失,延长循环寿命,而相变发生后回嵌的锂则可以在正极材料中继续进行电池循环,提升了无负极锂金属电池的循环寿命。
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本发明公开了一种制备微孔球结构的硅酸亚铁锂/碳复合正极材料的方法。具体步骤如下:1)将柠檬酸和氢氧化锂加入水中,搅拌溶解;加入草酸亚铁,调节溶液pH为6~8,80~95℃下油浴保温24~72h后,形成墨绿色溶液;加入纳米二氧化硅,超声20~60min,室温下搅拌1~3h,制得凝胶;2)将凝胶于100~120℃下喷雾干燥得到硅酸亚铁锂/碳复合前驱体;3)将硅酸亚铁锂/碳复合前驱体在氩气中于600~800℃下焙烧8~12h得微孔球结构的硅酸亚铁锂/碳复合正极材料。本发明工艺简单、安全、成本低廉,所得硅酸亚铁锂/碳复合正极材料颗粒细小、分布均匀、具有优良的微观结构,且具有较好的电化学性能。
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本发明公开了一种制备碳包覆钛酸锂负极材料的制备方法。具体步骤如下:1)将碳酸锂、二氧化钛和邻二氮菲在丙酮中球磨6h,混合均匀后转移到100℃的真空干燥箱中烘干,得到钛酸锂/碳复合前驱体;2)将钛酸锂/碳复合前驱体在氩气中于750℃下焙烧8h得碳包覆钛酸锂负极材料。本发明工艺简单、安全、成本低廉,所得碳包覆钛酸锂负极材料颗粒细小、分布均匀,且具有较好的电化学性能。
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基于机组惯性储能的风电场储能锂电优化控制方法。涉及风电场混合储能系统组合方式以及容量控制方法。技术要点是。包括以下步骤:1)根据风电场预测风速计算传统控制模式下的风电场预测捕获功率;2)将风电场预测功率进行快速傅里叶变换,得到风电功率频谱特性曲线和输出功率高频信号、低频信号;3)利用机组本身惯性动能存储当对风电场输出功率进行第一次平滑,抑制机组有功出力的高频分量;4)采用锂电池储能完成对风电场输出功率波低频分量的平滑任务;5)建立评价指标,优化控制风电场锂电池容量。采用本发明技术方案,可提高电能质量和储能经济效益,延长电池寿命。
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本发明属于锂离子电池技术领域,尤其涉及一种提升锂离子电池性能的方法,包括如下步骤:微胶囊的制备,将成膜添加剂包裹于囊壳部分的内部形成微胶囊;将微胶囊分别混入至电极材料中,均匀混合后制成浆料;将浆料均匀涂覆在集流体的表面,烘干后作锂离子电池的电极使用;将电极通过卷绕或叠片方式组装应用到锂离子电池中;在锂离子电池化成过程中,通过挤压、加热及电化学的作用,使得微胶囊破裂从而释放出成膜添加剂,成膜添加剂会快速在电极表面反应。上述方法具有如下有益效果:将成膜添加剂从电解液中分离出来,避免了成膜添加剂的交叉反应,减少了成膜添加剂对电解液粘性的干扰,提升了锂离子电池的性能。
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本发明提供了一种回收废旧锂离子电池的方法,包括以下步骤:步骤一,浸泡放电:步骤二,拆解:步骤三,活性物质分离:步骤四,干燥、粉碎:步骤五,浸出:步骤六,沉淀:步骤七,初步蒸氨:步骤八,电解。本发明的方法不仅可以将废旧锂离子电池中的过渡金属制备成高附加值的正极材料前驱体,锂以碳酸锂或氢氧化锂回收利用;同时,废旧电池中的有害电解液及粘结剂等有机组分得以回收再利用,浸提用有机溶剂可循环利用;实现工艺流程中浸出剂、络合剂和沉淀剂闭路循环;无废水、废渣、废气排放;实现了废旧锂离子电池中有价组元全利用,显著降低了废水处理产生的环保成本,以及全流程的制造成本。
本发明提供一种钴酸锂电池正极材料制备陶瓷级氧化钴的方法和陶瓷级氧化钴及其应用。钴酸锂电池正极材料制备陶瓷级氧化钴的方法:将钴酸锂电池正极材料用双氧水溶液进行浸泡,然后过滤得到的固体在氢气氛围下加热反应得到产物;产物经浸锂得到钴渣,在有氧氛围下加热反应得到产物;将产物用双氧水溶液进行浸泡,过滤得到氧化钴;将氧化钴烘干后进行粉碎得到陶瓷级氧化钴。陶瓷级氧化钴使用钴酸锂电池正极材料制备陶瓷级氧化钴的方法制得。陶瓷级氧化钴的应用,用于陶瓷着色。本申请提供的方法生产流程短、成本低,可实现锂电池材料的循环利用;不添加增加杂质的助剂,有害杂质少,后处理简单;陶瓷级氧化钴电导率低,陶瓷着色更加稳定。
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本发明公开了一种包覆改性的锂离子电池正极材料,包括富锂三元材料基体LixNi1‑a‑bCoaMbO2,基体的外表包裹有纳米缺锂型的尖晶石型锂锰氧化物包覆层Li4‑dMn5O12,M为Mn、Al中的至少一种;该正极材料的制备方法包括:将镍钴三元前驱体和锂源混合,经高温煅烧处理得到富锂三元材料基体;通过酸浸渍将纳米级锂锰氧化物中的部分锂离子浸出,得到缺锂型的尖晶石型锂锰氧化物;将富锂三元材料基体与缺锂型的尖晶石型锂锰氧化物混合均匀,经过煅烧热处理后得到包覆改性的锂离子电池正极材料。本发明的制备方法加工性好、工艺简单、节能环保,且产品结构稳定、锂镍混排低、电化学性能更好。
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本发明提供了一种补锂方法及其应用,包括以下步骤:S1、采用有机溶剂润湿干燥后的待补锂件;S2、在所述待补锂件的一侧紧贴设置一金属件,另一侧紧贴设置一隔膜;S3、在所述隔膜远离所述待补锂件的一侧设置有正极锂源,其中,所述隔膜与所述正极锂源之间设置有电解液;S4、外设电源将所述正极锂源与所述金属件导通,形成闭合回路,充电,所述正极锂源中的锂离子析出于所述待补锂件上,完成所述待补锂件的补锂。相比于现有技术,本发明的补锂方法不仅保证了锂的安全,且可以简单而稳定的补充到负极片表面,补锂效果较好。
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本实用新型公开了一种带有充电装置的锂电矿灯,包括锂电矿灯本体、充电头和便携式充电宝,所述充电头用于接入外部电源为锂电矿灯本体充电,所述锂电矿灯本体一侧表面固定安装有容纳盒,锂电矿灯本体表面位于容纳盒上方位置开设有插口,所述充电头活动插设于插口内,所述容纳盒中设有容纳口,所述便携式充电宝放置在容纳口内,凸出盒内均安装有弹性夹持机构。本实用新型结构简单,通过将便携式充电宝与锂电矿灯本体结合,当锂电矿灯本体没有电时,将充电头从插口拉出,然后将充电头插入便携式充电宝的充电口,能够完成锂电矿灯本体的充电,无需频繁携带体积较大的锂电矿灯,降低了锂电矿灯充电的繁琐性。
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本发明公开了一种纳米铝溶胶包覆钴酸锂正极材料的制备方法,包括以下步骤,将钴酸锂粉末加入到连续相中,并不断搅拌均匀,得到含钴酸锂的分散液;将稀释的铝溶胶加入到含钴酸锂的分散液中,持续搅拌,进行包覆反应,得到包覆反应的产物;将包覆反应的产物进行固液分离,抽滤和洗涤,烘干,烧结,自然冷却,得到包覆氧氧化铝的钴酸锂正极材料。本发明有如下明显优点:原料易得、成本低;包覆过程条件易控制,容易实现比较均匀的纳米包覆层;所得的包覆型钴酸锂在4.5V条件下具有结构稳定、电化学性能好、抗电解液侵蚀能力强等优点,适合用作高容量锂离子电池的正极材料。
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本发明提供了一种锂离子电池荷电状态估计方法及装置,所述方法包括离线训练阶段和在线估计阶段:所述离线训练阶段,基于历史放电电压数据和温度数据提取锂离子电池在各个历史时刻的特征;将锂离子电池在一个历史时刻的特征作为一个样本,基于样本数据训练回归预测模型;所述在线估计阶段,基于实时放电电压数据和温度数据提取锂离子电池在当前时刻的特征;将锂离子电池在当前时刻的特征输入回归预测模型,输出锂离子电池荷电状态估计值。本发明基于锂离子电池单体在放电过程中的端电压和温度数据来实现荷电状态估计,相比于现有的荷电状态方法,本发明不仅无需初始荷电状态信息、不存在累积误差,且能适用于在线估计场景。
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本发明公开了一种包装锂电池用的外壳结构,包括保护机箱,所述保护机箱内部下表面开设有安放卡槽,所述保护机箱左右两侧活动安装有安装板,所述保护机箱上部活动安装有下压卡块,所述保护机箱下表面开设有固定槽,所述保护机箱活动固定安装在安装固定槽内部。本发明所述的一种包装锂电池用的外壳结构,属于锂电池保护领域,安放卡槽和防滑软垫来保证对锂电池的安装限位,复位弹簧和安装板保证对锂电池左右侧进行固定,中隔板配合第一固定柱来达到隔离锂电池的作用防止产生过热反应,第一防撞棉和第二防撞棉保证锂电池在受到冲撞的情况下保证稳定使用状态,固定槽配合第二固定柱保证保护机箱能够安装固定在固定槽内部。
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本发明公开了三元正极材料晶格锂可溶出量的测定方法,包括:先采用电位滴定法测定三元正极材料表面的碳酸锂和氢氧化锂的质量分数,取物料进行水洗,水洗后收集滤液并采用电感耦合等离子体发射光谱检测;称量水洗干燥后的三元材料,并采用电位滴定法测量水洗干燥后的三元材料中表面碳酸锂和氢氧化锂的质量,最终能精确分析晶格锂的可溶出量。本方法能实现水洗对材料结构破坏程度的计量,对三元正极材料晶格锂溶出含量的精确测量和分析,能有效促进对于三元正极材料水洗后结构变化的定量分析,有助于探究水洗过程对材料结构、组分及电化学性能的影响机理,深入研究三元正极材料结构与电化学性能之间的构效关系,具有高效准确、应用范围广泛等优点。
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本发明是一种从卤水中分离镁和浓缩锂的方法,本技术分为以下几个部分:第一,通过化学反应,改变卤水组成,形成以锂、镁、氯根、硫酸根为主要成分的卤水,第二,将以锂、镁、氯根、硫酸根为主要成分的卤水进行强制高温蒸发,蒸发手段包括减压蒸发和常压蒸发,形成以硫酸镁、氯化镁为主要成分的固体,和镁锂比降低的卤水,卤水可以再次进行强制高温蒸发来进一步降低镁锂比,所形成的固体可以通过洗涤,返回盐田,返回强制蒸发等手段回收其中的锂。本技术具有节能,环保,锂回收率高等特点。
本发明公开了一种CoMn2O4/NC/S复合材料及其制备方法和作为锂硫二次电池正极的应用。CoMn2O4/NC/S复合材料由锰酸钴(CoMn2O4)纳米颗粒锚钉在氮掺杂石墨化多孔碳(NC)上再与硫复合而成,其制备方法:将金属有机骨架材料ZIF‑67焙烧处理,得到Co‑N‑C复合材料,再与锰盐及高锰酸盐进行水热反应,得到CoMn2O4/NC复合材料;进一步与硫复合,即得CoMn2O4/NC/S复合材料。该复合材料能对锂硫二次电池充放电过程中形成的多硫化物同时进行强烈的化学吸附和物理吸附,能有效抑制多硫化物的溶解流失,减少穿梭效应的发生,提高了锂硫二次电池的寿命。同时该方法用廉价低毒的Mn部分替代昂贵有毒的Co应用于锂硫二次电池,具有重要的创新和实践意义。
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本发明提供一种用于卤水中镁锂分离及提取锂的钒氧化物,所述钒氧化物为VO2、LiV2O5、LiV3O8中的一种或几种。本发明还提出所述钒氧化物在镁锂分离中的应用,使所述钒氧化物与含锂溶液接触,通过改变体系电势使正高价钒被还原,同时锂离子作为配衡离子进入钒氧化物的晶格,而镁离子仍留存于溶液中。本发明提出的钒氧化物,能处理不同镁锂比的卤水,特别适合高镁锂比的卤水。利用Li+在钒氧化物中优良的嵌入和脱嵌性能实现锂的提取,进而生产碳酸锂或其他锂盐。本发明提出的钒氧化物对Li+具有很好的选择性,且吸附量大,Li+吸附量能达到60mg/g钒氧化物以上,稳定性好,能有效从卤水中提取锂。
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本发明提供了一种锂离子电池正极复合材料及其制备方法和应用,锂离子电池正极复合材料包括内核以及包覆于内核外的外壳层,内核为钴酸锂或镍钴锰酸锂,外壳层为碳包覆磷酸锰铁锂复合材料;制备方法包括以下步骤:(1)将锰源、铁源、及锂盐加入磷酸溶液中,倒入高压釜中反应;过滤、洗涤、干燥,得磷酸锰铁锂;(2)将磷酸锰铁锂放入管式炉中,通入惰性气体与碳源气体,进行化学气相沉积,得碳包覆磷酸锰铁锂复合材料;(3)再与钴酸锂或镍钴锰酸锂混合,球磨,制备得到锂离子电池正极复合材料。本发明锂离子电池正极复合材料能提高材料一致性,对电芯能量密度影响小,能提高钴酸锂/镍钴锰酸锂的安全性能,其工艺简单,操作方便。
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本发明具体涉及一种花状结构的磷酸钒锂/碳复合正极材料的制备方法,将可溶性的锂化合物、钒化合物、磷酸盐和柠檬酸按照适当比例加入去离子水中配制溶液,然后加入适量柠檬酸钠,充分搅拌形成透明溶液,将表面有钒化物的基体置于所述透明溶液中,浸渍数天后取出烘干,然后将基体在保护气氛中500~1000℃下煅烧一段时间后取出冷却,然后将煅烧后的基体重复上述步骤数次,其中每次浸渍需重新配制相同的透明溶液,将最后得到的基体在保护气氛下依次进行低温碳化处理和高温合成可得到花状磷酸钒锂碳的复合正极材料。本发明的磷酸钒锂正极材料不仅具有比容量高,循环性能好,倍率性能好等优势,也集聚了成本低,绿色环保等一些优点。
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本发明公开了一种POSS接枝碳纳米管改性的锂硫电池隔膜的制备方法,以羧基化碳纳米管(CNTs‑COOH)为原材料,将笼型倍半硅氧烷(POSS)接枝到CNTs表面得到CNTs‑POSS材料;然后将制备得到的CNTs‑POSS与聚醚酰亚胺(PEI)、造孔剂、有机溶剂按一定质量比配制成溶液,将得到的溶液放置油浴锅中恒温加热、搅拌直到CNTs‑POSS均匀的分散在PEI基体中形成铸膜液;将得到的铸膜液流延在PE隔膜上用刮刀均匀的涂覆于PE隔膜上,即得到POSS接枝碳纳米管改性的复合锂硫电池隔膜。本专利合成具有截硫导锂功能的POSS基类固体电解质,与聚醚酰亚胺/聚乙烯(PEI/PE)高强耐热隔膜复合,构筑类固体电解质修饰高强复合隔膜,用于解决锂硫电池中多硫离子穿梭导致的容量衰减和非正常工作状况下枝晶刺透导致的安全风险。
本发明公开了酸性锂渣‑硅酸盐水泥‑硅灰复合胶凝材料,包括:硅酸盐水泥、酸性锂渣、硅灰、石墨烯材料、铁尾砂、轻质填料;本发明还公开了其制备方法,包括如下步骤:取粉煤灰、污泥15‑25重量份、牡蛎壳粉、粘土、水和易融发泡颗粒,混合均匀,制粒后烧制,得到轻质填料。将硅酸盐水泥和硅灰混合,粉磨,得到第一粉磨产物;将酸性锂渣、石墨烯材料、铁尾砂分别粉磨。将所述第一粉磨产物、酸性锂渣粉末、石墨烯粉末和铁尾砂粉磨混合,得到第二粉磨产物;将第二粉磨产物和轻质填料均匀混合,得到胶凝材料成品。与现有技术相比,本发明不使用发泡剂,利用轻质填料控制材料的密度,能够达到精准控制材料密度,从而提升成品品质。
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本发明涉及活泼金属熔炼技术领域,提供了一种超声波辅助铸造装置及制造铝锂合金的方法。本发明提供的装置包括熔炼炉、铸造设备和超声波振动系统。本发明增加了超声波振动系统用于辅助铸造,在超声外场的作用下对坩埚和铸模内的宏观温度场、流场、溶质场进行调控,减少结晶相的偏聚,实现高品质铝锂合金铸锭的制备;本发明的装置可以在不同的铸造阶段根据工艺的需要对炉腔内的气氛进行控制,从而增加了整个工艺链的可拓展性。利用该装置制造铝锂合金,能够提升铸锭组织均匀性,抑制粗大晶粒的形成,适用于不同直径的铝锂铸锭生产。
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本发明提供一种高倍率球形磷酸铁锂碳复合正极材料及其制备方法,所述正极材料,包括如下原料组分:磷酸铁、锂源、碳源A、金属氧化物添加剂、分散剂及碳源B;其中:锂源中的Li元素占磷酸铁质量的6.0%~8.0%;碳源A占磷酸铁质量的0.3%~12.5%;金属氧化物添加剂占磷酸铁质量的0.5%~5.0%;分散剂占磷酸铁质量的0.2%~1.5%;碳源B占磷酸铁质量的1%~15.0%。制备方法包括步骤:(1)配料研磨;(2)喷雾干燥造粒;(3)热处理,研磨过程中加入碳源A和金属氧化物添加剂,热处理过程中加入碳源B。本发明制得的磷酸铁锂正极材料,为球状形貌颗粒,其表面和内部均被金属掺杂的碳均匀包覆,电导率高、结晶度好,振实密度在1.3g/cm3~1.8g/cm3,其10C放电容量可达到148mAh/g。
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本发明公开了一种制备暴露(0,2,0)晶面的Cu2ZnSnS4薄膜锂离子电池电极的制备方法及其在薄膜锂电中的应用;利用磁控溅射,溅射一层同种金属的硫化物预制层,而后在含有H2S的气氛中利用三种金属靶共溅射直接反应溅射活性物质一步成膜。所述薄膜置于保护性气氛中,高温退火,即得到相应的薄膜电极。这种利用反应溅射合成的薄膜具有特定的结构特征,提高了锂离子的传输效率,提高了材料的能量密度发挥,在锂离子电池中能有效降低电极极化,提高放电性能和循环稳定性。
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本发明提供了一种非化学计量比的氟磷酸钒锂正极材料及其制备方法,按照锂、钒、氟、磷元素摩尔比为1:1:(1‑x):(1+3x)(‑0.1≤x≤0.2)的比例混合配料,经高能球磨‑两段烧结,得到高倍率电化学性能优异的锂离子电池正极材料氟磷酸钒锂LiV(PO4)1‑xF1+3x。该方法通过调节正极材料中氟和磷的比例,控制低温预烧结和高温煅烧的时间和温度,对材料的晶体结构和缺陷进行调控优化,提高材料导电性,改善材料倍率性能及高倍率下的电化学性能。此方法周期短,简单易行,成本低廉。
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本发明公开了一种改性的磷酸锰锂复合正极材料及其制备方法,以解决现有磷酸锰锂正极材料导电性差,倍率性能差和循环不稳定的问题。本发明的复合正极材料的名义分子式为yLiMnPO4·(1-y)Na3V2(PO4)3-xF3x/C,其中,0≤x≤2;0.75≤y<1。步骤包括:1)LiMnPO4粉末与改性前驱原料的机械活化分散;2)控制制备磷酸锰锂/含钒胶体前驱体;3)一步煅烧法制备磷酸锰锂/(氟)磷酸钒钠/碳复合材料。本发明的有益效果在于:工艺过程简单,分散均匀,易于控制,协同改性的LiMnPO4基复合材料比能量密度高、循环性能好、倍率性能优异。
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二次沉积法制备掺杂多种元素的锂电池正极材料的方法,首先用共沉积的方法在Li(CoxNiyMnz)O2中进行Al,Mg,Ti,Cr元素中至少二种的掺杂和包覆,形成中间体A;然后又用共沉积的方法在中间体A上形成Co(OH)2包覆的中间体B,最后通过一定温度和时间的二次烧结后形成产品Li(CoxNiyMnzAlaMgbTicCrd)O2-kLiCoO2。所得正极材料在保证锂电池产品具有成本低、充放电容量高、安全性能好的同时,还具有良好的与电解液的相容性,使200次循环容量下降控制在10%以内,500次循环容量下降控制在20%以内;将3.6V以上的放电平台提高到占总容量的70%以上;产品的稳定性好。
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