本发明属于锂金属电池领域,具体公开了一种氮氧共掺杂碳包覆金属锂阳极活性材料,其特征在于,包括碳空心球以及装填在碳空心球内部腔室的金属锂单质;所述的碳空心球的球壁材料为氮氧共掺杂的石墨化碳,且该球壁具有介孔结构。本发明还公开了包含所述氮氧共掺杂碳包覆金属锂阳极活性材料的锂金属阳极以及锂金属电池。本发明所述的氮氧共掺杂碳空心球可以有效的降低金属锂成核和沉积过程中过电位,提供均匀的成核和沉积位点,使金属锂在集流体中稳定均匀的生长,实现锂金属阳极在长循环过程中均匀的沉积和溶解。此外,稳定有序的碳骨架可以极大的减小循环过程中的体积膨胀,大幅度提高锂金属电池的循环寿命和安全性能。
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一种磷酸钛锂包覆富锂锰基正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将富锂锰基前驱体与锂源混合、研磨,在空气气氛下煅烧,冷却;(2)将富锂锰基正极材料分散于无水有机溶剂Ⅰ中,搅拌均匀;再加入钛源,搅拌均匀,得黑色悬浊液a;(3)称取锂源和磷源,在无水有机溶剂Ⅱ中加入锂源和磷源,搅拌均匀,得混合悬浊液b;(4)将混合悬浊液b加入黑色悬浊液a中反应,油浴蒸干,得干凝胶粉;(5)将干凝胶粉置于还原性气氛下煅烧,即成。本发明磷酸钛锂作为表面包覆层,不仅可以缓解二次颗粒的破裂和层状‑尖晶石相变,而且能提高正极‑电解质界面动力学,使磷酸钛锂包覆富锂锰基正极材料复合材料具有优异的循环稳定性。
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本发明公开了一种锂离子电池用铁掺杂磷酸氧钒锂正极材料的制备方法。正极材料的名义组成式为LiFexV1-0.75xOPO4,掺杂量范围0<x<0.1;制备方法是:将锂源、铁源、钒源和磷源混合,加入到球磨介质和分散剂混合球磨4-6h,得到流变态胶状物,60-80℃干燥2h,研磨成细粉,再于一定气氛中于400℃-800℃烧结数6-10h,得到名义组成式的铁掺杂磷酸氧钒锂粉体。本发明是利用易于商业化生产的流变相法,经过简单的混合球磨干燥工艺,控制热处理温度和时间,制备出结晶性能良好、成分均匀的二次锂离子电池用铁掺杂磷酸氧钒锂正极材料粉体,室温下首次放电比容量大于140mAh/g。与纯磷酸氧钒锂相比,本发明显著提高了母体的循环性能特别是高倍率性能,同时适用于工业化生产。
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本发明提供了一种本发明公开了从锂离子电池中回收制备磷酸铁锂的方法,包括以下步骤:S1:将退役的磷酸铁锂电池放电处理后进行拆解得到电池正极,对电池正极进行破碎筛分,之后气流分选得到较轻的粉料;S2:将S1中所得粉料进行氧化浸出,得到含有金属离子、磷酸根离子以及酸根离子的滤液和滤渣;S3:向S2中所得滤液加入磷酸,得到含有铝元素的磷酸铁沉淀,作为制备磷酸铁锂材料的前驱体;S4:将S3中所得前驱体与锂源混合,得到混合物;S5:将S4所得混合物与碳源研磨均匀后在惰性气氛下进行高温烧结,得到铝掺杂的磷酸铁锂正极材料。本发明制备流程短,成本低,可操作性强,制备的磷酸铁锂正极材料性能优良,具有较高的应用价值。
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本申请涉及玻璃技术领域,提供了一种锂铝硅玻璃,按照氧化物的摩尔百分率计,所述锂铝硅玻璃包括如下组分:62~68Mol%SiO2;9~14Mol%Al2O3;6~10Mol%Na2O;0.2~0.7Mol%K2O;8.0~14.0Mol%Li2O;其中,(Li2O+Na2O+MgO)/Al2O3为1.7~2.5,该锂铝硅玻璃通过控制了SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、Li2O的摩尔百分率以及(Li2O+Na2O+MgO)/Al2O3的比值范围,进而保证得到的锂铝硅玻璃实现化学强化后具有高强度,同时满足客户对“撕膜静电”的要求,又兼有较低熔解温度、节能降耗的优异效果。
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从锂云母矿中提取锂制备碳酸锂的方法和设备,先按质量比为锂云母矿石∶CaO∶Na2CO3与K2CO3中的一种或两种=1∶0.2~0.4∶0.1~0.3混合,在“回”形焙烧炉中焙烧;再将熟料粉碎,加入消石灰,按液固比为2~4∶1,加入沉锂母液、水或残渣洗液,浸出,过滤,洗涤;然后往滤液中加碳酸钠,或碳酸钠与碳酸钾的混合盐沉锂,沉淀,过滤,干燥得到碳酸锂;最后过滤母液返回压煮溶出过程,多次循环后将焙烧炉气通入该过滤母液蒸发,通入CO2碳酸化,冷却结晶析出碳酸钾、碳酸钠混合盐。本发明克服了石灰焙烧法渣量大、能耗高的问题;避免传统压煮法预焙烧过程中HF对环境和设备的影响。
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本发明公开了一种从废旧锂离子电池中回收锂的方法,该方法为向废旧锂离子电池湿法回收系统产生的含锂萃余液中加入正磷酸盐,过滤,得到粗制磷酸锂;将粗制磷酸锂与水制浆后,加入无机酸,使磷酸锂溶解,使用萃取剂萃取磷酸,使磷酸与锂盐溶液分离,得到锂盐溶液和负载磷酸的有机相;负载磷酸有机相使用碱溶液进行反萃,得到正磷酸盐溶液,回收用于制取粗制磷酸锂;同时向锂溶液加入碱试剂除杂后得到纯锂盐溶液;纯锂盐溶液加入碳酸盐沉淀剂,过滤烘干后得碳酸锂产品或直接蒸发得锂盐产品。本发明的方法提高了资源的综合回收率,且工艺简单,设备要求低,能耗成本低廉,得到的产品纯度高,产品价值高,具有极大地经济效益。
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本发明公开了一种锂离子电池用中空球形富锂正极材料的制备方法。包括如下步骤:(1)将金属盐和溶剂加入到搅拌釜中搅拌溶解,再将沉淀剂、锂源化合物加入并搅拌混合均匀,转入微波反应器;控制微波反应器在不同功率下进行反应,得到粒径大小可控的中空前躯体化合物;(2)将中空前躯体化合物在高温炉中固相反应得到中空球形锂离子电池正极材料。本发明产率高,反应周期短,操作简单高效;所得到的中空球形锂离子电池正极材料粒径<5μm,尺寸可控,空心结构完整。本发明的中空球形锂离子电池正极材料具有高的放电比容量、优异的循环稳定性和良好的倍率性能,适合用于锂离子储能与动力电池领域应用,具有良好的应用前景。
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一种富锂锰基层状锂电池正极材料,其分子式为Li[Li1-x-y-zNixCoyMnz]O2,其中0<x<0.5,0<y<0.5,0.1<z<0.7,0<1-x-y-z<0.5,D50在10~20μm,比表面积在1~4m2/g,12.5mA/g充放电电流密度下放电容量达200~300mAh/g,其制备方法包括:先准备锂源、镍源、钴源和锰源,然后按配比将原料混合制成混合盐溶液,再加入聚丙烯酸和柠檬酸溶液并混合均匀;然后加热形成稳定的溶胶,蒸发水分后形成凝胶,将凝胶干燥形成干凝胶;最后进行烧结得到富锂锰基层状锂电池正极材料。本发明的正极材料具有高的放电比容量,安全性好,生产成本低,性价比高。
本发明提供一种纳米金属中空纤维毡集流体及其制备方法、锂离子电池极片和锂离子电池。纳米金属中空纤维毡集流体的制备方法:使用聚合物纺丝得到纳米纤维毡模板,然后将所述纳米纤维毡模板活化和敏化后进行镀覆得到具有金属膜的纳米纤维毡;将所述具有金属膜的纳米纤维毡用溶剂浸泡得到所述纳米金属中空纤维毡集流体。纳米金属中空纤维毡集流体,使用所述的制备方法制得。锂离子电池极片,使用所述的纳米金属中空纤维毡集流体制得。锂离子电池,包括所述的锂离子电池极片。本申请提供的纳米金属中空纤维毡集流体化学稳定性高,具有优异的电性能。
本发明公开了锂离子电池拆解活性黑粉制备三元前驱体、碳酸锂的方法,涉及锂离子电池拆解技术领域,包括以下步骤:S1、粉碎配料;S2、绝氧锻烧;S3、破碎水浸;S4、精滤、MVR浓缩;S5、酸溶浸渍;S6、洗涤活化;S7、共沉除杂;S8、除钙除氟;S9、精除氟;S10、配料沉淀。该锂离子电池拆解活性黑粉制备三元前驱体、碳酸锂的方法,在湿法处理时没有使用萃取,最终产品中油份含量极低,规避了后续前驱体对电池生产的影响,利用活性黑粉自身的铝、铜及炭粉的还原性,并按一定比例补充炭铝粉,在隔绝氧气的情况下高温焙烧,不需要控制炉内气氛,控制简单,能耗低;流程短,工艺简单易操作;流程内物料进行循环利用,减少原辅料的消耗。
本申请提供一种磷酸钒锂‑碳复合正极材料及其制备方法、锂离子电池和涉电设备,涉及锂离子电池领域。磷酸钒锂‑碳复合正极材料的制备方法,包括:将包括锂源、钒源、磷源、螯合剂、碳源和水在内的原料混合,加热搅拌得到第一固液混合物;将所述固液混合物进行磨制得到第二固液混合物,然后将所述第二固液混合物干燥得到前驱体;将所述前驱体在还原性气氛中煅烧得到所述磷酸钒锂‑碳复合正极材料。磷酸钒锂‑碳复合正极材料,使用磷酸钒锂‑碳复合正极材料的制备方法制得。锂离子电池,包括磷酸钒锂‑碳复合正极材料。涉电设备,包括所述的锂离子电池。本申请提供的磷酸钒锂‑碳复合正极材料的制备方法,工艺简单、易于转化为工业化生产。
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本发明涉及废旧锂离子电池回收领域,提供了一种从废旧锂离子电池正极材料中回收锂的方法,所述方法将废旧锂离子电池正极材料与(NH4)2SO4混合进行硫酸化焙烧,破坏正极材料的层状结构使锂离子顺利脱出,再将焙烧产物进行水浸出得到富锂浸出液和过渡金属氧化物渣相。浸出液经过除杂净化后加入碳酸铵,在一定温度下以Li2CO3沉淀的形式回收锂,沉锂后液进行蒸发结晶可制备(NH4)2SO4,实现废旧锂离子电池正极材料中锂的回收和(NH4)2SO4的循环使用,同时含锂残液可在水浸出阶段循环使用。本发明回收流程短,成本低,过程清洁,所得碳酸锂纯度高达99.6wt%。
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本发明属于锂金属电池技术领域,具体公开了一种多孔锂金属阳极,包括多孔金属集流体,复合在所述多孔金属集流体骨架上的金属锂层,以及覆盖金属锂层表面的氧化锂层。本发明还公开了所述的多孔锂金属阳极的制备方法,将多孔金属集流体进行表面氧化,随后向表面氧化后的多孔金属集流体中填充金属锂,进行置换反应,制得所述的多孔锂金属阳极。本发明还公开所述的多孔锂金属阳极的应用以及制得的锂金属电池。本发明中,原位形成的氧化锂层的存在降低了金属锂与电解液直接接触,有效避免的界面反应的发生,同时保持多孔金属集流体高比表面积的优势。同时,氧化层良好的亲锂性,有利于稳定锂离子的传输,最终实现锂金属电池长的循环寿命。
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磷酸锰锂-磷酸钒锂复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)以MnV2O6·4H2O、LiH2PO4以及复合碳源为原料,将锰、钒、磷、锂、碳元素摩尔比控制为1∶2∶4∶4∶(0.1~10),以质量浓度50~100%的酒精为分散介质,在200~400r/min下球磨4~12h,然后喷雾干燥,得到含复合碳源的磷酸锰锂-磷酸钒锂复合材料前驱体粉末;(2)将步骤(1)所得磷酸锰锂-磷酸钒锂复合材料前驱体粉末在保护性气体下于400~800℃焙烧4~20h,得磷酸锰锂-磷酸钒锂复合正极材料。本发明操作过程简便、设备简单、易于控制;所得到的磷酸锰锂-磷酸钒锂颗粒粒径分布为0.1~6μm,反应活性高,有效地改善了材料的循环性能和倍率性能,大大提高了物料的加工性能。
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一种锂钴复合氧化物锂离子正极材料及其制备方法,本发明之锂钴复合氧化物锂离子正极材料的通式为Li1+yCo1-xMxO2×zLiαAVOβ,其中-0.02≦y≦0.035,0≦x≦0.1,0.0005< z≦0.1,0≦α≦3,0.035≦(y+zα)≦0.06,0≦β≦5,α+v=2β,Av为一种或多种阳离子,v为相应阳离子的平均价态。本发明还包括所述锂钴复合氧化物锂离子正极材料的制备方法。本发明所得正极材料,4.5V时的钴溶出时间控制在60h~150h,4.5V扣式电池1C下循环50周,容量保持率为90%甚至95%以上;4.6V时的钴溶出时间控制在60h~100h,4.6V扣式电池1C下循环50周,容量保持率为85%甚至90%以上。
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一种从高钙含锂的原料中提锂的方法,包括以下步骤:(1)沉钙:将含钙含锂原料加入反应容器中,并加入钙沉淀剂,搅拌,产生硫酸钙晶体,固液分离,得脱钙含锂母液;(2)纳滤:将步骤(1)所得脱钙含锂母液通过纳滤系统纳滤进一步脱钙并脱除其它≥2价的离子,得含锂滤液;(3)蒸发浓缩:将步骤(2)所得含锂滤液通过蒸发浓缩,得富锂浓缩液。本发明操作步骤简便,工作条件温和,能耗低,操作安全,对环境污染少;全部操作过程均遵循安全、节能、环保的条件进行。适用于从各种含钙含锂原料中提锂,生产成本低,而特别适用于从高钙含锂的原料中提锂。
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本发明公开了一种锂离子正极材料补锂添加剂,其包括Li5FeO4基体和位于Li5FeO4基体表面的包覆层;该包覆层包括位于Li5FeO4基体表面的第一包覆层碳层和位于第一层包覆层表面的第二包覆层过渡金属氧化物层。本发明还公开了该补锂添加剂的制备方法:先制备碳层包覆包覆氧化铁,再通过湿法混合,制备表面碳包覆的Li5FeO4,最后与过渡金属离子盐溶液、氢氧化铵溶液混合,高温烧结,得到补锂添加剂。本发明的双层包覆Li5FeO4补锂添加剂,Li5FeO4基体为微米或者纳米级颗粒,其颗粒均匀可控,缩短了电子和离子的迁移路径,可以实现Li5FeO4材料补锂性能的发挥,延长锂离子电池的使用寿命。
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本发明属于电池领域,具体地说,涉及一种锂电池负极材料。所述锂电池负极材料包括93~98wt%石墨,2~7wt%的单晶硅和氧化亚硅,所述负极材料在石墨的主体上形成有多孔结构,单晶硅和氧化硅分布于多孔结构内部或周边部位。本发明还涉及所述锂电池负极材料的一种制备方法,该方法采用煤基焦粉为原料,煤基焦粉经物理处理,氧气氛围下碳化,石墨化,后处理得到所述负极材料。本发明所述的锂电池负极材料的循环性能好,嵌锂过程中体积膨胀小、材料粉化或剥离现象明显降低,具有较高的克比容量,电学性能优异,可广泛地应用于锂电池技术领域。
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本发明属于锂电池技术领域,尤其涉及一种锂金属电池负极的表面改性方法,包括以下步骤:先将锂金属负极浸泡在含有锂盐、醚类溶剂和氟化溶剂的混合溶液中,然后取出干燥,在所述锂金属负极表面形成一层含锂氧化物和锂氟化物的保护层,得到表面改性后的锂金属负极。通过对锂金属负极在锂盐溶液中浸泡的预处理,事先在锂金属负极表面形成一层致密的含锂氧化物和锂氟化物的无机物SEI膜保护层,起到锂金属负极表面修饰的作用,进而改善锂金属电池中锂金属负极与电解液的相容性和界面稳定性,抑制充放电过程中锂枝晶的产生,从而提高锂金属电池的循环性能和安全性能。本发明还提供一种锂金属电池。
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一种锂硫电池专用改性隔膜,在普通隔膜靠正极一侧的表面涂布一层添加有导电剂的科琴黑包覆金属氧化物改性涂层。该锂硫电池专用改性隔膜的制备方法依次包括将科琴黑与金属氧化物无机盐的水溶液混合,经过分散、烘干、煅烧后,制成浆料涂布在商用隔膜靠正极一侧烘干所得。本发明还公开了使用锂硫电池专用改性隔膜的锂硫电池,以金属锂为负极,将科琴黑-硫复合材料涂布在铝箔上作为正极,将双三氟甲基磺酸亚酰胺锂、硝酸锂、1,3-二氧戊环和乙二醇二甲醚的混合物作为电解液,和所述锂硫电池专用改性隔膜组装而成。本发明的改性隔膜能够抑制锂硫电池中多硫化锂的“穿梭效应”,提高锂硫电池的电化学性能、容量和循环寿命,适用于大规模生产。
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本发明公开了一种锂离子电池中的磷酸铁锂复合正极材料及其制备方法,属于锂离子电池材料制备工艺技术领域。本发明的特点是在磷酸铁锂的制备过程中,掺入少量的纳米线;掺入量为磷酸铁锂重量分数0.2-5wt%;纳米线为金属纳米线或金属氧化物纳米线其中的一种或两种。本发明方法是采用含锂、含铁、含磷的原料前驱体,经球磨、干燥、过筛、预烧、煅烧后,与纳米线均匀混合,再通过退火制成纳米线复合的磷酸铁锂复合正极材料,本发明的优点是,所制得的磷酸铁锂复合正极材料导电性能和其他电化学性能得到显著提高,从而提高电池的可逆容量、倍率性能及循环寿命。
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本发明涉及一种磷酸铁锂锂离子电池正极用浆料,包括87~95份掺杂磷酸铁锂、2~7份导电剂、3~6份粘结剂和82~127份溶剂,所述掺杂磷酸铁锂中掺杂有三元材料,其中,磷酸铁锂与三元材料的质量配比为:磷酸铁锂∶三元材料=94.5~96∶4~5.5;所述三元材料为镍钴锰酸锂,其化学通式为LiNixCoyMn1-x-yO2,0.2≤x≤0.8,0.1≤y≤0.4。采用本发明浆料制作的锂离子电池,其容量和平台电压得到提升,可充电电压得到提高,内阻和倍率性能明显改善,电子导电性能得到提高,而且具有优越的高温、安检和循环性能。
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本发明提供一种三元正极材料锂离子电池电解液及包含该电解液的锂离子电池,涉及锂离子电池技术领域。本发明三元正极材料锂离子电池电解液由有机溶剂、非水性有机溶剂、锂盐、添加剂组成,其中,各组分占锂离子电池电解液总质量的百分比分别为:有机溶剂15%‑25%,锂盐17%‑23%,添加剂1%‑4%,余量为非水性有机溶剂。本发明使用有机溶剂、非水性有机溶剂作为溶剂体系,该溶剂体系对锂盐溶解度高,粘度低,同时配合低温添加剂的作用,实现了电解液在兼顾容量、内阻等电化学性能的同时,也使得三元正极材料电池具有优异的循环性能,低温条件下电池循环时间延长。
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一种利用硫酸钠从中高镁锂比老卤中提取氢氧化锂的方法,通过老卤多次与硫酸钠反应,排出老卤中的镁,将锂富集于清液中,再通过冷冻析盐,碱法除镁,加入氢氧化钠,固液分离,得氢氧化锂沉淀。本发明方法工艺流程简单,设备简单,操作简便,能耗低,绿色环保,生产周期短;硫酸钠原料易得,成本低,在本发明中可回收利用;适用性广,能大幅度降低老卤中的镁锂比,通过本工艺处理后的富锂母液中锂质量百分含量达到1.5%以上,大幅度降低了提锂过程中除镁的成本;除镁率高,可除去老卤中85%以上的镁。
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本发明公开了一种废弃磷酸铁锂电池和废弃镍钴锰锂系电池协同回收与再生方法,该方法将废弃磷酸铁锂电池正负极粉、废弃镍钴锰锂系电池正负极粉和硫源混合进行硫化焙烧,硫化焙烧产物进行水浸,得到锂盐溶液与含铁氧化物和镍钴锰硫化物的富集渣;将含铁氧化物和镍钴锰硫化物的富集渣采用磷酸浸出,得到磷酸铁溶液和含镍钴锰硫化物的浸出渣;含镍钴锰硫化物的浸出渣通过浮选分离或湿法分离,得到镍钴锰硫化物。该方法不必对废弃电池进行分类,可以多种废弃电池统一处理,且同时实现锂、铁、磷、镍、钴、锰等有用资源的高效回收和再生获得LiOH、磷酸铁锂和镍钴锰锂产品,且工艺简单、成本低、不易造成环境污染,有利于大规模生产。
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本发明公开了一种锂离子电池电芯的含浸可实现规模化作业的柱形锂离子电池电芯含浸方法,其特征是它包括装料、注入电解液、含浸、封装步骤;装料时,锂离子电池电芯有序或无序放置在含浸缸中,含浸时,采用对含浸缸交替循环施加抽真空与正压或者对含浸缸内的电解液交替循环注入和抽出;本发明应用于锂离子电池的生产,实现了锂离子电池电芯含浸的规模化作业,特别是解决了大尺寸锂离子电池电芯(电池的容量达到10Ah,直径达到35㎜以上)的含浸问题;含浸装置结构简单,使用、操作方便;电解液可完全渗透入隔膜及正、负极主材涂覆层,从而获得极佳的主材SEI膜,达到电池内阻、容值、循环寿命、倍率性能超高稳定性作用;同时,大大缩短了锂离子电池电芯吸收电解液的时间。
本发明属于锂离子电池材料领域,具体公开了一种补锂正极活性材料,包括正极活性材料和至少一种锂化的有机补锂剂。本发明还公开了一种包含所述的补锂正极活性材料的补锂正极材料、补锂正极以及采用所述的补锂正极装载而成的锂离子电池。本发明发现所述的补锂添加剂和正极活性材料有协同性,此外,本发明还提出了一种操作简单、制备周期短、产物活性高的制备方法。
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片状复合正极材料磷酸铁锂?磷酸钒锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将钒源、铁源、磷源、锂源、有机碳源,按钒原子、铁原子、磷原子、锂原子、碳原子摩尔比为2 : 1 : 4 : 4 : 3~5的比例溶于去离子水中,加入表面活性剂,调节pH值,搅拌;(2)转移至高压反应釜中,通入保护性气体,以200~1200rpm的速度,200~300℃的温度,反应10~30h,经洗涤、过滤、干燥后,研磨;(3)在非氧化性气氛下于600~800℃焙烧,即成。本发明合成的片状磷酸铁锂?磷酸钒锂复合正极材料具有优异的电子导电性和离子导电性,电化学性能优异,产品均一性好且稳定、成本低。
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本发明一种锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法是采用镍、钴、锰的可溶盐共沉淀制备镍锰钴的复合碳酸盐,然后将该碳酸盐与氢氧化锂进行反应,在碳酸盐转化为氢氧化物的同时,锂以碳酸锂的形式沉积在原含镍钴锰的颗粒表面。通过这种方式,实现了锂和镍钴锰等元素的均匀混合,得到制备镍钴锰酸锂材料的优质前驱体。前驱体经过两次烧结,可得到性能优良的镍钴锰酸锂产品。本发明提出的工艺过程简单易控,制备的产品生产成本低、产品性能稳定可控,可以用于工业化生产。
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