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本发明公开了一种石墨型氮化碳修饰锂离子电池正极材料,制备方法如下:将三聚氰胺粉末加热聚合,得到黄色块体状的石墨型氮化碳,然后将石墨型氮化碳放入容器中,加入甲醇溶液超声分散,形成均匀的石墨型氮化碳分散液;将锂离子电池层状正极材料加入甲醇溶液中搅拌分散,得到锂离子电池层状正极材料分散液;将锂离子电池层状正极材料分散液加入到石墨型氮化碳分散液中搅拌,然后抽滤,烘干,研磨,即得表面包覆的锂离子电池正极材料。本发明的石墨型氮化碳修饰锂离子电池正极材料经石墨型氮化碳修饰,比容量和循环稳定性都有明显提高。
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本申请涉及电池材料领域,具体而言,涉及一种石墨复合材料及其制备方法、锂电池负极。石墨复合材料包括:内核,内核包括石墨;以及外壳,外壳包覆于内核外,外壳包括预锂化固体电解质、导电剂以及碳。固态电解质可以提升材料的锂离子传输速率,导电剂可以有效改善固体电解质自身电子导电率差的问题从而提高石墨复合材料的电子导电率;固态电解质在充放电过程中会导致锂离子损耗,预锂化固态电解质能有效避免该问题,此外,石墨复合材料的外壳具有人工SEI膜的作用。本申请提供的石墨复合材料能有效提高提升材料的首次效率及锂离子导电率。
本发明公开了用仲酰胺/磷酸三烷酯复合溶剂从含镁卤水中分离镁提取锂的萃取体系、萃取方法和其应用。萃取体系中含有仲酰胺和磷酸三烷酯分别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12~36,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1.25~1.38g/cm3和温度0~50℃下进行单级或多级逆流萃取,反萃取得到低镁锂比水相,经过浓缩、除杂与制备,分别得到氯化锂、碳酸锂和氢氧化锂。本发明的优异效果:仲酰胺萃取剂分子结构简单,容易生产,磷酸三烷酯改进复合溶剂的粘度等性质;Li+多级萃取率高,锂镁分离系数大,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,具有工业应用价值。
本发明公开了用仲酰胺/叔酰胺复合溶剂从含镁卤水中分离镁提取锂的萃取体系、萃取方法和其应用。萃取体系中含有仲酰胺和叔酰胺分别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18~32,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1.25~1.38g/cm3和温度0~50℃下进行单级或多级逆流萃取,反萃取得到低镁锂比水相,经过浓缩、除杂与制备,分别得到氯化锂、碳酸锂和氢氧化锂产品。本发明的优异效果:仲酰胺萃取剂分子结构简单,容易生产,叔酰胺改进复合溶剂的粘度等物理性质;Li+多级萃取率高,锂镁分离系数大,用水反萃取,酸碱消耗大大减少;萃取分离工艺流程短,萃取体系溶损小,具有良好的工业应用价值。
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本发明公开了一种锂离子电池负极材料的制备方法及其相关产品,该方法包括:选择一金属箔作为集流体,并对其进行预处理,清洗表面;贴附一多孔纳米模板在经过上述预处理的金属箔表面上;利用脉冲激光沉积系统,沉积SnO2;进行退火处理;移除多孔纳米模板,在所述的金属箔上得到SnO2纳米柱阵列。该方法采用脉冲激光沉积制备锂离子电池负极材料能很好的限制产物的团聚、避免杂质的引入,具有制备流程简单、工艺可靠等优势;同时制备所得的高度有序的SnO2纳米柱阵列材料还具有界面清晰、结构完整等优点;作为锂离子电池负极材料能够提供高效的电子传输通道,最重要的是在充放电过程中能有效的缓解体积膨胀,改善电池的循环性能,提升电池的使用寿命。
本发明公开了一种表面有机修饰层保护的三维多孔锂负极及其制备方法和应用,包括集流体、复合于集流体表面的多孔碳以及复合于多孔碳表面的有机聚合物修饰层,所述多孔碳为具有内部连通孔结构的碳骨架材料,连通孔形成的装填腔室内填充有金属锂;所述的有机聚合物选自卟啉类衍生物在ZnP3‑环己烷中生成的凝胶、二茂铁凝胶、二元胺与石胆酸共混凝胶、羧氨酸基与邻二甲苯生成的凝胶中的一种或者多种,有机聚合物的粘度为15~50mPa·s;分子量为8000‑15000。本发明通过高比表面积多孔碳以及有机聚合物修饰层的双重作用,协同提升金属锂二次电池循环库伦效率,增加其循环寿命。
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本发明公开了一种七氟丁酰氯作为添加剂的电解液,包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂,所述添加剂为七氟丁酰氯,其浓度为0.5wt%‑2wt%,所述非水有机溶剂为环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物,所述环状碳酸酯与所述链状碳酸酯的体积比为(1‑9):(1:9),所述锂盐浓度为0.8‑1.2M。本发明采用上述一种七氟丁酰氯作为添加剂的电解液及其锂离子电池,向碳酸盐电解液中引入七氟丁酰氯作为电解液添加剂,极大的抑制了锂金属负极中锂枝晶的生长,提高了锂金属电池的电化学稳定性。
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本发明涉一种醚基锂电池电解液及其制备方法和应用,该电解液包括锂盐、溶剂和稀释剂,其中,锂盐包括LiFSI或LiFC,溶剂包括DME或DH,稀释剂包括HFE,醚基电解质的浓度≥4mol/L。DME或DH为粘度低,电化学稳定性高,不与Li+溶剂化的惰性溶剂,可以很好地解决离子电导率低,影响电池的倍率性能;锂在低温时容易析出,导致低温性能差;粘度较大,难以湿润分离器,降低电池性能;以及经济成本过高,难以大规模商业应用的问题。醚基电解质的浓度≥4mol/L,局部高浓度的电解液与高浓度的电解液同样保持了良好的成层性能,使电池仍然具有抑制锂枝晶生长等优异的性能。本发明还提供了上述电解液的制备方法和含有上述电解液的锂电池。
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本发明公开了一种锂电池多路电压均衡控制装置及系统,包括若干相互并联的锂电池组;所述锂电池组包括若干相互串联的锂电池单体;所述锂电池单体均依次电连接有开关、二极管和充电接收线圈形成回路;锂电池单体并联连接有电压检测装置,对应所述充电接收线圈安装有充电发射装置,充电发射装置电连接有充电总线;所述电压检测装置通讯连接有BMS系统,BMS系统与开关通讯连接。本发明对锂电池串的电压有均衡作用,有效克服了电池充电时出现的过充现象,提高了电池使用寿命,降低了燃爆发生的可能性,同时有效降低了电池燃爆事故发生的几率和发生时损失。
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本实用新型公开了一种锂电池清洗机,其包括机架、传送带、清洗喷嘴和挡板,所述机架上套设有转轴;所述传送带绕设于所述转轴上,锂电池放置于所述传送带上并随传送带转动;所述清洗喷嘴固定于所述机架上且位于所述传送带下方的一侧;所述挡板固定于所述机架上且位于远离所述清洗喷嘴的所述传送带下方的另一侧,所述挡板与所述传送带的垂直距离小于锂电池的高度。当清洗喷嘴朝锂电池喷射清洗液时,锂电池受到喷射后会朝远离清洗喷嘴的方向移动,而由于远离清洗喷嘴的传送带下方的另一侧上设置有挡板,且挡板与传送带的距离小于锂电池的高度,使锂电池刚好会被挡板挡住,而避免锂电池在冲刷方向上被冲刷跌落,提高了产品良率,降低了生产成本。
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本发明公开了一种从卤水中提取锂的工艺,包括以下步骤:对原卤进行硫酸酸化,在提取硼酸的同时,使卤水中的硫酸根浓度增大,直到促使硫酸盐结晶;充分中和提硼过后的酸化卤水中的过量酸;让卤水在盐田自然蒸发结晶,结晶出硫酸锂、硫酸镁和氯化镁的混合物;利用硫酸锂的密度比硫酸镁和氯化镁都要大的物理特性,运用选矿学中的重介质重选原理,将锂盐和镁盐分开,以达到分离镁和锂的目的;然后采用烧碱沉镁和纯碱沉锂分别得到氢氧化镁和碳酸锂产品。本发明完全不需要喷雾干燥和煅烧程序,极大地减少了能源的消耗,可以降低70%的生产成本,且工艺流程简单,过程中少有化学反应,不会因流程复杂造成产品质量难以控制,而且环保无污染。
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本发明涉及一种熔盐电解制备金属锂的方法,包括先构建阳极室内盛有含锂离子的阳极熔盐电解质并插有阳极,阴极室内盛有含锂离子的阴极熔盐电解质并插有阴极,电解槽内底部盛有液态合金的电化学体系,然后通电电解,向阳极室中加入碳酸锂,即可在阴极熔盐电解质的表面得到金属锂。本发明的有益效果为:以碳酸锂为原料在制备金属锂的过程中,能避免氯气的产生,可放宽杂质含量的要求,降低了生产原料和设备成本。
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本发明公开了一种高能量密度锂硫动力电池制备方法及电池,将金属锂层压实在泡沫铜中,泡沫铜的孔隙结构可以缓解锂硫电池锂枝晶的形成,避免了锂枝晶刺穿隔膜,提高了电池的安全性能,此外用一端开口的隔膜袋封装泡沫铜/锂负极极片,得到全密封的小单元,一方面可以避免叠片过程中因隔膜褶皱而出现的正负极错位导致的短路问题,另一方面可以避免叠片过程中金属锂层与空气或氧气的直接接触。
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本发明涉及一种镁锂合金模锻件的热处理方法,该热处理方法包括:将镁锂合金模锻件在第一温度范围下进行固溶处理,得到固溶处理后的镁锂合金模锻件;将固溶处理后的镁锂合金模锻件在第二温度范围下进行时效处理,得到时效处理后的镁锂合金模锻件;将时效处理后的镁锂合金模锻件冷却至室温,得到热处理态镁锂合金模锻件。经过本发明的热处理组合工艺处理后,合金中的MgLi2Al相充分溶解在基体中,既增加了基体中固溶原子的含量,又避免了晶粒尺寸的过度长大,在充分提升固溶强化效果的同时保留了细晶强化效果。
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本申请公开了一种固态锂电池,包括:锂负极层、固态电解质层、正极层、聚合物凝胶电解质层,以及滴加在锂负极层、固态电解质层、正极层、聚合物凝胶电解质层任一层中的电解液;所述固态电解质层位于所述锂负极层内,或位于所述固态电解质层内,或位于所述正极层内;所述锂负极层包括金属锂和涂覆于金属锂表面的储锂修饰层,所述储锂修饰层中含有碳材料或银材料。本申请还提供一种固态锂电池的制备方法。本申请提供的固态锂电池,兼具优异的安全性能、高的能量密度、及长的循环寿命。
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本实用新型公开了一种锂电池加工用辅助清洗装置,属于锂电池领域,包括操作台,操作台的外表面上设置有固定转动机构和卡合机构,固定转动机构包括设置在操作台内部的放置台,开设在放置台内壁上的凹槽和设置在凹槽内壁上的第一伸缩杆。本实用新型通过将锂电池放置于放置台的内壁上,下压块沿着凹槽进行移动,锂电池的另一侧放置于另一组的放置台的内壁上,另一组的下压块对锂电池形成固定,进气管控制气垫的大小,气垫对锂电池形成进一步的固定,将圆块放置于圆槽的内部,此时在第二磁吸板与第一磁吸板的磁性作用下,把手杆与第二伸缩杆通过磁吸连接形成一个整体,接着在转动把手杆时第二伸缩杆随之进行转动,此时放置台和锂电池随之进行转动。
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本发明公开了一种尖晶石结构钛酸锂的制备方法,其特征是:将钛盐配制成含钛0.1-3mol/L的溶液,按草酸根与钛的摩尔比1.5∶1~4∶1往溶液中加入含草酸根的配合物,在30~90℃下搅拌反应,然后在0.1~5℃冷冻结晶,静置,将析出的晶体过滤、用去离子水洗涤,然后在30~80℃烘干得钛酸锂前驱体草酸氧钛酸;按锂与钛的摩尔比3.8∶5~4.2∶5将锂源与上述前驱体混合,并在室温下球磨0.5~5小时得无定形钛酸锂,然后将无定形钛酸锂在600~900℃下,于空气气氛中煅烧即得尖晶石结构的钛酸锂。本发明的方法以廉价的无机钛源为原料,工艺流程简单,成本低,产品的电化学性能优异。
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本发明公开了一种废旧锂电池中活性物质酸性浸出液的高效净化工艺。废旧锂电池正极活性材料酸浸液净化工序。其主要特点是采用改进的水解沉淀法和氧化沉淀法除去酸浸液中的杂质离子。包括以下四个步骤:黄钠铁矾法除铁;氧化沉淀法除锰,碳酸氢氨除铝;碳酸钠除铜。本发明所使用的方法成本低,操作弹性大,钴回收率高,能综合回收铝、铜和锰等有价金属,适用于目前广泛使用的钴酸锂电池材料和未来可能使用的大量掺杂的电池材料。使用该方法可使废旧锂离子电池中钴的总回收率约为98%,杂质含量低于2%。
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一种酸性氧化制备六氟锑酸锂的方法,首先三氧化二锑在氢氟酸水溶液中通入双氧水氧化溶解,使水溶液中锑以六氟锑酸形式存在,其次向六氟锑酸溶液中通入硫化氢气体净化脱除重金属杂质,再次向净化后液中加入锂盐中和至要求pH值后得到六氟锑酸锂溶液,最后六氟锑酸锂溶液经过浓缩结晶和干燥得到六氟锑酸锂产品。本发明的实质是利用Sb(Ⅴ)易与F‑形成SbF6‑配合离子的性质,在氢氟酸水溶液中使三氧化二锑中的Sb(Ⅲ)氧化为Sb(Ⅴ)溶解,六氟锑酸溶液用锂盐中和得到六氟锑酸锂溶液。这些工序紧密关联,共同作用实现了用三氧化二锑氧化制备六氟锑酸锂的目的。本发明具有工艺过程短、产品质量好和成本低的优点。 1
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一种酸性中和制备六氟锑酸锂的方法,首先将焦锑酸锂用水浆化后加入氢氟酸中和至要求pH数值,然后向溶液中加入双氧水,使焦锑酸锂中残存的少量三价锑氧化为五价,随后向六氟锑酸锂溶液中通入硫化氢气体净化脱除重金属杂质,净化后液经过浓缩、结晶和干燥得到六氟锑酸锂产品。本发明的实质是利用Sb‑F键长比Sb‑OH键长短且结合力强的原理,在水溶液中用F‑取代焦锑酸锂中的OH‑生成六氟锑酸锂溶液,溶液经过净化、浓缩、结晶和干燥后得到六氟锑酸锂产品。本发明具有工艺过程短、产品质量好和成本低的优点。
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本发明公开一种改性镍钴锰酸锂NCM111三元正极材料及其制备方法与电池,其中所述改性NCM111三元正极材料的化学式为:Li[Ni0.3Co0.3Mn0.3]xRzMyO2,其中:x+y+z=1;x:y:z=0.992:(0.001~0.003):(0.005~0.007);R元素包括金属元素Mg,Ti,Zr,Al中至少两种;M元素为Zn,Ti,Zr,Al中至少一种。本发明通过掺杂与包覆共同改性的方式来提高材料的离子电导率,稳定材料的结构进而提高材料的性能。利用材料之间的分子间作用力,选用合适的多种掺杂材料同时选用一种对中间体NCM111材料结构影响不大,但能明显提高材料导电性的包覆材料,同时通过调整各材料之间的配比来改善正极材料的晶型粒径,正极材料的导电性,进而提高锂离子电池的功率性能及其高温存储性能。
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本发明提供了一种预烧‑浸渍联合制备三元正极材料的方法,包括如下步骤:S1、将三元前驱体在250℃~900℃的温度条件下预烧,得到多孔结构的氧化物粉末,预烧保温的时间为0.1h~15h,预烧的气氛为氧气含量为20%~100%的含氧气体;S2、将锂源在溶剂中完全溶解;S3、将S1中的氧化物粉末加入至S2中所获得的溶液中均匀分散,充分浸渍后,将溶剂蒸干得到粉末产物,浸渍的温度为0℃~200℃,浸渍时间为1h~24h;S4、将S3中的粉末产物进行烧制,得到三元正极材料。解决了现有的采用固相混锂‑高温烧结,难以保证锂源与前驱体的均匀混合,并且熔融锂源会覆盖在前驱体二次颗粒表面,在传质上阻碍进一步反应。
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本发明公开了一种废旧锂电池用设备,涉及锂电池回收技术领域;为了解决对粉碎后的锂电池进行回收的问题;具体包括底板,所述底板的顶部外壁设置有支撑台,且支撑台的顶部外壁固定有第一电机座,所述底板的顶部外壁固定有支撑腿,且支撑腿的顶部外壁固定有筛选罐,所述筛选罐的一侧内壁通过轴承连接有第一转杆,且第一转杆的外壁固定有转筒,转筒的外壁设置有电磁筒,所述第一电机座的顶部外壁固定有第一电机。本发明通过设置有第一电机、第一转杆、转筒和电磁筒,在破碎后的锂电池粉末进入到筛选罐中时,金属粉末会吸引在电磁筒上,普通粉末会直接从出料管中排出,实现了金属粉末和普通粉末的筛分,提高了装置的实用性。
本发明提供了一种氟和氮掺杂空心碳气凝胶载硫复合材料作为锂硫电池正极的制备方法,包括如下步骤:先将黏土、碳源及氮源按比例进行氮掺杂碳层的包覆;利用氟源进行低温氟掺杂与去模板得到氟和氮掺杂空心碳气凝胶;将氟和氮掺杂空心碳气凝胶进行载硫,得到氟和氮掺杂空心碳气凝胶载硫复合材料;本发明的氟和氮掺杂空心碳气凝胶的内部管腔连通,降低了锂离子在空心单元间的扩散势垒,缩短了扩散距离,氟和氮掺杂尤其是引入的碳氟离子键显著抑制了穿梭效应,这些特点提升了硫的转化动力学以及利用率;可满足目前锂硫电池的商业化发展要求的高载硫密度和低电解液使用量,且原料来源于廉价的天然黏土矿物,成本低,工艺简便,利于锂硫电池的产业化。
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本发明公开了一种电池级磷酸铁前驱体、磷酸铁锂及其制备方法与应用,采用共沉淀法合成磷酸铁前驱体,在持续搅拌的同时,加入表面活性剂并通入气体氧化剂,同时通过控制反应温度和反应液的pH值,从而得到铁元素和磷元素均匀分布且表面缺陷少的磷酸铁,采用该磷酸铁制备的磷酸铁锂材料表现出优异的倍率性能。本发明方法获得的磷酸铁,铁磷元素分布均匀,特别适合作为高倍率锂电池正极材料磷酸铁锂的原料使用,且该制备方法反应条件温和,操作简单灵活,成本低廉,同时提高了产率,可大批量生产,应用前景广阔。
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本发明公开了一种POSS接枝碳纳米管的新型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与聚醚砜(PES)、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PES基体中形成静电纺丝前驱体溶液;将得到的静电纺丝前驱体溶液在PE隔膜上均匀的纺丝,即得到POSS接枝碳纳米管的复合锂硫电池隔膜。本专利合成具有截硫导锂功能的POSS基类固态电解质,与聚醚砜/聚乙烯(PES/PE)高强耐热隔膜复合,构筑类固态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。
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本发明属于锂离子电池生产技术领域,尤其涉及一种封头,包括底座、安装于所述底座上的封头主体以及位于所述封头主体两端的限位块,所述封头主体的封装面上设置有波浪齿或网纹齿。本发明还提供一种使用所述的封头的软包锂离子电池封装方法,包括以下步骤:步骤一,使用所述的封头对软包锂离子电池进行一次封装,形成具有波浪纹或网纹状的封印区;步骤二,使用常规的平封头对软包锂离子电池进行二次封装,形成平封的封印区。相比于现有技术,本发明的封头能产生波浪纹或网纹状封印,有效将封印区的电解液排挤至封印区两侧,从而保证封装效果。
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本发明公开了基于电化学阻抗模型的锂电池SOC估算方法及其系统,针对锂离子电池SOC估算问题,通过分数阶理论构建了基于电化学阻抗的等效电路模型,基于电化学阻抗谱的分析,引入CPE,替代传统时域电路模型中的纯电容元件,考虑电动汽车实际运行过程中电流及温度变化范围大,将模型中的极化电阻使用Butler–Volmer方程进行替代,针对建立的电池电化学阻抗电路模型,设计用于锂离子电池SOC估算分数阶观测器,最后利用电池特性测试数据对模型参数进行辨识,对电池的SOC进行精确估算。相比起现有技术而言,本发明中的基于电化学阻抗模型的锂电池SOC估算方法及其系统由于考虑了温度因素,测得的电池SOC值更加精确。
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本发明公开了一种锂电池回收用粉碎装置,涉及锂电池技术领域;具体包括支撑台和储料箱体,所述支撑台两侧的外壁均固定安装有第二支撑板,且两个第二支撑板的顶部外壁均固定安装有支撑杆,两个支撑杆的顶部外壁固定安装有同一个支撑顶板,支撑顶板底部的两侧外壁均固定安装有第一电动推杆,两个第一电动推杆的底部外壁固定安装有同一个压板。本发明提出的一种锂电池回收用粉碎装置,通过设置有第二电动推杆和推板,并在推板的底部设置有布垫,可以由第二电动推杆带动推板移动,进而将初步粉碎的锂电池推入储料箱体内进行进一步的粉碎,布垫的设置可以有效的提高推料的充分性,还实现了对支撑台便捷有效的清理。
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本发明公开了一种改性尖晶石型锰酸锂的制备方法。其步骤为:选用草酸根、碳酸根或氢氧根离子将锰与掺杂离子在混合液中共沉淀;所得沉淀经固液分离、洗涤、烘干;进行一次空气气氛高温焙烧,冷却后破碎分级得到锰与M2的氧化物;将所得掺杂氧化物与锂源、掺杂元素M1源以及包覆材料M3源混合均匀;进行二次空气气氛高温焙烧,冷却后破碎分级得到掺杂和包覆的改性尖晶石型锰酸锂。采用本发明制备的改性尖晶石型锰酸锂具有良好的高温性能、循环能性和倍率性能,并有很好的实用价值。
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