724
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本发明涉及一种锂离子电池负极材料碳包覆掺锰钛酸锂的制备方法,该方法控制掺锰的量和实验条件,以锂盐、二氧化锰或四氧化三锰、二氧化钛和蔗糖或葡萄糖为原料,置于球磨机中,球磨烘干烧结,即可得到碳包覆掺锰钛酸锂复合材料,本发明用锰离子对钛酸锂晶胞内部的掺杂和其晶粒外部进行碳包覆,同时改性钛酸锂,使其电导率有了质的飞跃,大电流循环稳定性和可逆容量明显提高,满足于动力锂离子电池的负极材料性能要求。本发明制备工艺简单,易于工业化实现,通过该方法获得的碳包覆掺锰钛酸锂复合材料电化学性能优良,实现了最高的可逆循环容量和最佳的高导电率最佳组合,可以应用于高功率锂离子电池。
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本发明公开了一种快离子导体改性的锂离子电池正极材料钴酸锂,由钴酸锂以及包覆在其外表面的锂快离子导体层构成,其中所述的锂快离子导体层的组成成分为Li1+x+yAxB2-xSiyP3-yO12-eN,A=Al、Sc、La、Cr、Fe、Tl、Eu和In中的一种或几种;B=Ti、Zr或Hf;N=Li2O、MgO和Y2O3中的一种或几种,0≤x≤2,0≤y≤2,0≤e≤2,制备时将A、B、N源、锂盐、硅源和磷源及待改性的锂离子电池正极材料通过固相或液相均匀混合、烘干、焙烧、破碎及筛分等工序制备表面包覆磷酸盐体系的锂离子电池正极材料。改性后的钴酸锂正极材料不仅可以实现在较高的电压下工作,大幅提高电池容量,而且其循环性能、倍率性能、过充性能及安全性能都得到很大改善。
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本发明公开了一种改性钴酸锂正极材料及其制备方法与锂离子电池,属于电池技术领域。该改性钴酸锂正极材料中掺杂有钨和铒;钨的掺杂浓度由改性钴酸锂正极材料的内部至外部逐渐递减,铒的掺杂浓度由改性钴酸锂正极材料的内部至外部逐渐递增。该改性钴酸锂正极材料具有良好结构稳定性和循环性能。其对应的制备方法简单,易操作,适于工业化制备。将上述改性钴酸锂正极材料制备锂离子电池,有利于提高锂离子电池的性能。
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本发明涉及锂金属电池技术领域,公开了一种锂金属负极及其制备方法以及锂金属电池。所述锂金属负极至少包括一层复合保护层,所述复合保护层包括含有锂卤化物、有机锂盐和合金组分中的至少两种的组合物,且以所述组合物的总重量为基准,所述锂卤化物的含量为25‑55重量%,所述有机锂盐的含量为5‑30重量%,所述合金组分的含量为30‑60重量%。该锂金属电池具有更高的循环稳定性和循环寿命。
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本发明涉及一种锂离子电池钛酸锂负极材料的制备方法,属于锂离子电池技术领域。本发明将锂源和钛源加入到去离子水中混合均匀,再加入分散剂混合均匀得到混合浆料;在温度为70~90℃搅拌条件下,混合浆料恒温反应1~3 h,然后喷雾热处理得到球形钛酸锂前驱体;在空气氛围中,将球形钛酸锂前驱体匀速升温至温度为700~900℃并恒温烧结3~20h,冷却即得钛酸锂负极材料。本发明方法制备的多孔球形钛酸锂具有高比表面积,有助于活性材料与电解液的充分接触,锂离子在其中扩散路径较短,减小了材料在充放电过程中的浓差极化,极大提高了电池放电比容量和循环稳定性。
1204
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一种高电压钴酸锂复合正极材料及其制备方法与锂电池应用。正极材料的化学分子式为aLi1‑xCoO2·bLi4Mn5O12,1≥a,b≥0,a+b=1,x>0。制备方法是将商业化制备的钴酸锂和含锰聚合物溶液混合,随后将混合液干燥,再高温煅烧,得到异质复合高电压钴酸锂正极材料,最后将高电压钴酸锂复合正极材料应用于锂电池。本发明通过较为简单的方式实现了高电压钴酸锂正极材料的合成,制备操作简单,原料来源丰富,显著改善了4.55V高电压钴酸锂在锂电池中的循环、倍率性能以及安全性。
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本发明涉及锂离子电池领域,具体而言,提供了一种锂离子电池正极材料、锂离子电池及其制备方法。所述锂离子电池正极材料主要由LiNi0.05Co0.95O2和磷酸铁锂复合而成,磷酸铁锂的质量为LiNi0.05Co0.95O2的15%‑50%。该锂离子电池正极材料主要由特定含量的LiNi0.05Co0.95O2和磷酸铁锂复合而成,该正极材料综合了LiNi0.05Co0.95O2和磷酸铁锂各自的优势,同时弥补了各自的不足,该正极材料能够增大电池的使用电压范围、提高电池比容量、提高电池循环寿命、同时由于原材料储量更丰富因而能降低成本。
1062
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本发明公开了一种锂离子电池用球形硅酸亚铁锂正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)在加入成核助剂的水解液中水解硅源;(2)硅酸亚铁锂前驱体的制备;(3)在惰性气氛下,将硅酸亚铁锂前驱体烧结、研磨得到锂离子电池用球形硅酸亚铁锂正极材料。利用本发明制备的硅酸亚铁锂正极材料,具有均匀球形的纳米Li2FeSiO4颗粒,并且将粒径控制在200nm左右,电化学性能好、振实密度高、粒径均匀、电导率和能量密度高,从而解决了硅酸亚铁锂正极材料本征导电率低和锂离子扩散系数低的问题;本发明工艺简单,成本低,效率高,安全环保,适合规模化生产。
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本发明涉及一种锂离子电池领域,尤其是一种锂离子电池自放电测试方法;本发明的目的是提供一种自放电分选方法准确性高、混档概率小和使锂离子电池包寿命长的磷酸亚铁锂锂离子电池自放电测试方法;第一步,将分容好的锂离子电池先搁置5分钟,以0.05C~5C的恒流充电,使锂离子电池的带电状态调整到15~35%SOC或50~55%SOC或90~100%SOC,将充电好的锂电池搁置24h后,测试电池电压并记为OCV1;第二步,将测试好的锂离子电池在常温储存,且以1~15天为一个测试期,进行1~10次的开路电压测试,分别记为OCV2、OCV3、……、OCVn;第三步,是通过计算公式△V=OCVn-OCVn-1,计算出△V,然后以1mV~5mV为一个档次分选电池自放电。
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本发明公开了一种锂离子电池用铥掺杂钛酸锂正极材料的制备方法,其步骤包括:a)称重;b)向原料中加入无水乙醇,球磨后取出烘干;c)向由步骤b制得原料中加入醋酯纤维、氯化钾氯化钠混合熔盐和无水乙醇,球磨并烘干;d)将在750~800℃下烧结4~6小时,烧结完成冷却后,用水清洗并烘干,制得铥掺杂钛酸锂正极材料。本发明中的锂离子电池用铥掺杂钛酸锂正极材料具有更高的放电容量和克容量;用铥掺杂钛酸锂正极材料为中空管状结构,其管壁为疏松结构,能够缓解充放电过程中体积膨胀问题;本发明中利用了醋酯纤维中的无机填料钛白粉,使其掺杂入钛酸锂正极材料的晶格中,改善钛酸锂正极材料的稳定性,改善锂离子电池容量衰减问题。
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一种磷酸镧包覆锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的方法,其包括以下步骤:(1)将三元前驱体、锂盐、镧盐、磷酸盐加入到高速混料机中,以500~2000rpm搅拌1~4h;(2)将经步骤(1)处理的物料在750~1200℃含氧气氛中加热5~20h,并保温4~10h,冷却后即得到磷酸镧包覆锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂。本发明在镍钴锰酸锂三元正极材料表面可以形成无定形态LaPO4化合物,无定形态的LaPO4包覆在镍钴锰酸锂三元正极材料表面,可以有效降低杂质锂的含量,能有效提高其在高电压下锂离子电池的循环性能和电化学性能。
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本发明涉及锂电池技术领域,具体提供一种全固态锂电池的充放电方法及全固态锂电池。所述充放电方法包括:以金属锂电极作为参比电极,设定全固态锂电池的充电截止电压相对于所述参比电极不大于3.0V、放电截止电压相对于所述参比电极不小于1.0V;在充电阶段,获取全固态锂电池的充电电压,若所述充电电压大于所述充电截止电压,则停止充电过程;在放电阶段,获取所述全固态锂电池的放电电压;若所述放电电压小于所述放电截止电压,则停止放电过程;所述充放电方法适用于以硫化物固态电解质为电解质的全固态锂电池。本发明的充放电方法可有效地提高以硫化物固态电解质为电解质的全固态锂电池的循环稳定性和倍率特性。
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本发明公开一种3D双层锂负极及其制备方法和含其的硫化物全固态锂离子电池,属于固态电池技术领域。本发明在多孔集流体的一侧预沉积锂金属(底部),另一侧将锂硅合金粉末压制成片,该侧(顶部)与硫化物固态电解质接触,形成3D双层结构的负极极片,组装成硫化物全固态电池;本发明电池在充电时由于底部锂金属的电子导电率高于顶部锂硅合金,电导率的差异有效调节了电场的方向,引导锂离子优先向底部锂金属的均匀沉积,增大了有效传输距离;3D结构设计可在一定程度上缓解锂负极的体积膨胀;锂金属的直接应用,提高了全电池的电压范围;因此,这种自上而下的锂沉积策略既可有效抑制锂枝晶的产生,利于实现全固态电池的能量密度的提升。
一种熔融盐三步法制备锂离子筛前体Li1.6Mn1.6O4的方法及其应用,属于无机合成吸附剂技术领域,避免了前驱体非化学计量比引起的原料浪费和繁复的工艺流程的水热过程,采用低成本反应原料,利用乙酸根的酸性腐蚀和活化碳酸盐和氧化物前驱体的特点,在380‑530℃制备得到Li1.6Mn1.6O4的锂离子筛前驱体;在无外加辅助剂和液相反应和干燥的过程的情况下,将含乙酸盐的原料混合,在80‑200℃熔融、发泡和部分氧化固化,将其在富氧环境煅烧,最终形成相应锂离子筛前体,本发明能够扩展于B,S,P,Cl非金属掺杂锂离子筛、也可扩展到Ni,Nb,Fe,Co掺杂锂离子筛,具有反应温和、相对容易实现规模化的优点,所得尖晶石结构锂离子筛具有良好的吸附性能以及循环性。
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本发明涉及锂辉石制备氢氧化锂的方法及去除钠钾的方法,属于矿石提锂技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种从锂辉石制备氢氧化锂的方法。该方法包括:1)焙烧;2)酸化,浸出,过滤,得到硫酸锂母液;3)去除硫酸锂母液中的高价金属离子;4)电渗析去除钠钾;5)双极膜电解,得到氢氧化锂溶液和稀硫酸;6)氢氧化锂溶液浓缩、结晶,即得氢氧化锂产品。本发明方法,能够从锂辉石中制得电池级氢氧化锂,方法简单环保成本低;同时无需加片碱及冷冻,有较高的经济价值,双极膜电解前先普通电渗析除钠钾,使得到的产品纯度比传统方法大幅提高,直接结晶即可达到电池级水平,符合绿色可持续发展的趋势和要求。
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本发明提供了一种磷酸铁锂片及其制备方法、锂离子电池,该磷酸铁锂片的制备方法包括以下步骤:将铁片置于磷酸溶液中,再加入氧化剂,反应后生成磷酸铁片;将磷酸铁片置于反应容器内,加入锂盐溶液,再通入含有氢气的保护气体并加热,锂离子与磷酸铁在还原气氛下反应即得磷酸铁锂片。本发明制备得到的磷酸铁锂片具有与铁相似的片状结构,不需要与粘结剂和导电剂混合,可直接将磷酸铁锂片用于锂离子电池;本发明的制备方法,相比此前的磷酸铁锂粉末生产流程,直接得到片状的磷酸铁锂片,减少很多合成工艺,适合规模化生产,生产成本低,同时由于电极中100%为活性物质,避免了粘结剂、铝箔、导电剂等成分占比,大幅度提高锂离子电池的能量密度。
1058
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本发明公开了一种碳酸锂包覆钴酸锂复合电极的制备方法。包括有以下步骤:(1)将钴酸锂粉末、导电添加剂和粘结剂混合研磨成浆料,涂敷在集流体上,干燥,得到钴酸锂电极片;(2)将碳酸锂溶解于去离子水中,静置,取上清液,得包覆溶液;(3)将钴酸锂电极片浸入包覆溶液中,搅拌包覆后取出,得包覆后的电极;(4)将包覆后的电极放入鼓风干燥箱中干燥,然后放入真空干燥箱中干燥,得碳酸锂包覆钴酸锂复合电极。本发明具有在钴酸锂电极表面预置了一层碳酸锂包覆层,不影响钴酸锂电极内部锂离子及电子传输的同时,抑制其表面副反应,改善电极性能的有益效果。
本发明公开了一种铝钛共掺杂的镍锰酸锂锂离子电池正极材料及其制备方法,该铝钛共掺杂的镍锰酸锂的化学式为:LiNi0.5Mn(1.5-2x)AlxTixO4;其中,0.02≤x≤0.08。本发明通过在镍锰酸锂晶格中引入铝、钛这两种具有特定离子半径、化合价和物质的量之比的元素,使得制备获得的铝钛共掺杂的镍锰酸锂锂离子电池正极材料在充放电过程中晶格破坏程度小,循环稳定性高,能够保持较大的比容量。
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本发明涉及一种锂离子电池正极材料磷酸钒锂的高压制备方法,该方法是:将锂盐、钒盐、磷酸盐按化学计量比均匀混合,球磨7~24h后在空气中200~500℃下预处理2~12h,加入碳材料再次球磨后,在惰性气氛中,压力为1~10MPa,温度在500~900℃下处理2~12h得到磷酸钒锂。本发明方法工艺简单,原料来源丰富,原料的预处理过程不需采用昂贵的还原性气体进行保护。本发明方法采用高压气氛可缩短反应时间,降低反应温度,得到的材料实际容量高,循环性能优异。本发明适用于工业化生产锂离子电池正极材料磷酸钒锂。
本发明提供一种作为锂二次电池正极活性物质 有用的改性锂锰镍系复合氧化物、其制造方法、锂二次电池正 极活性物质及循环特性和库仑效率优异的锂二次电池。该锂二 次电池正极活性物质的特征在于:用含有选自Mg、Al、Ti、 Zr和Zn中的至少一种以上的金属元素的金属氧化物包覆用下 述通式(1)表示的锂锰镍系复合氧化物的颗粒表面, LixMn1.5Ni0.5O4 -w (1)(式中,0<x<2、0≤w<2)。
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一种车载磷酸铁锂锂电池的低温激活装置,其特征在于,该低温激活装置包括开关管(22)、控制器(24)和温度采集器(26);所述开关管(22)包括输入端、输出端和控制端,分别用于与磷酸铁锂锂电池的正极、负极和所述控制器(24)连接;所述温度采集器(26)与控制器(24)连接,用于检测磷酸铁锂锂电池的内部温度,并将相应的温度信号输入到所述控制器(24);控制器(24)用于接收温度采集器(26)输出的温度信号,将所述内部温度与电池激活最低温度进行比较,根据比较结果,控制开关管(22)的通断。该装置及方法能在低温环境下对电池进行预热并减少不必要的功率损耗。
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本实用新型提供一种溴化锂稀溶液发生装置及溴化锂吸收式冷温水机组,涉及换热技术领域,溴化锂稀溶液发生装置包括发生器、出液盒、高再浓出管、加热管和浓液旁通管,溴化锂吸收式冷温水机组,包括浓溶液泵、吸收器、浓液喷淋管、冷凝装置、稀溶液泵、冷却水管、蒸发器、制冷水泵、制冷水喷淋管、冷媒水管和上述的溴化锂稀溶液发生装置,浓液旁通管连通发生器和高再浓出管,浓液旁通管的直径小于高再浓出管的直径,设置浓液旁通管不仅使得发生器内不存在死区,溴化锂溶液中添加的缓蚀剂不会因过度加热而分解导致管路发生腐蚀,延长了设备的使用寿命;在设备停机时,留存在发生器内的高温、高浓度的溴化锂溶液可进行稀释运行,避免溴化锂溶液结晶。
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本实用新型涉及锂离子电池技术领域,提供锂离子电池用复合散热装置及锂离子电池系统。该锂离子电池用复合散热装置,包括基板,所述基板内设有容置腔,所述容置腔内设有相变材料,所述基板的一侧设有绝热板。本实用新型通过在基板内设置容置腔,容置腔内设置相变材料,用以发生相变吸收锂离子电池发散的热量,降低锂离子电池的温度,并通过在基板的一侧设置绝热板,有效隔断锂离子电池失控时产生的热量的扩散,防止电池热蔓延,提高锂离子电池供电的稳定性和安全性,结构简单,重量轻,安装方便。
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本发明提供锂过渡金属氧化物消除残锂的方法及其应用。该方法包括以下步骤:将吸锂剂覆于锂过渡金属氧化物,热处理形成非晶态表面层;非晶态表面层经晶化处理转化为晶态表面层;吸锂剂包括非晶态物质。该方法至少具有如下有益效果:非晶态物质覆于锂过渡金属氧化物后,在热处理条件下具有很强的结合残锂的倾向,能够大幅降低材料表面的残锂含量,同时通过吸收表面残锂避免锂损失导致容量的下降。随后,由非晶态向晶态转变,使晶格更加完整,避免因非晶态长程无序的亚稳态在向晶态转化过程中的能量释放导致材料表面结构的损坏,以及由此带来的电池衰减问题,有效保证材料的电化学性能不因消除表面残锂而导致下降。
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一种利用超低温焙烧从废旧锂离子电池中选择性回收锂的方法,涉及一种从废旧锂离子电池中选择性回收锂的方法。本发明是要解决现有的高温冶金回收废弃锂离子电池中有价金属过程焙烧温度高、能耗成本大,回收效率低;而湿法冶金则存在着酸碱及还原剂耗量大、分离过程中金属流失严重、后续废水废液处理难、环境负荷大的技术问题。本发明加入复合盐从锂离子电池的正极片中选择性破坏锂与氧的层间结构并形成可溶性锂盐,从而实现锂离子的选择性提取。本发明采用300℃的超低温度即可进行,对目标金属具有选择性、锂离子回收率达到90%,回收的碳酸锂纯度高达95%;整个过程无酸和碱的加入,能耗成本低,回收过程中不产生二次污染。
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本发明提供一种从废旧钴酸锂电池中回收钴、锂金属的方法,其特征在于:具体步骤如下:(1)将废旧钴酸锂电池进行放电处理,经拆解、破碎、热解和筛分后获得黑色钴酸锂粉末;(2)将步骤(1)所得黑色钴酸锂粉末与铵盐按照摩尔比1:1.5~4的比例混合,将混合料置于高温球磨机内进行强化氨法焙烧,使钴酸锂转变为硫酸盐,水浸后获得富含Co2+、Li+的浸取液,并对此过程产生的氨气进行回收并以硫酸铵的形式回收并循环利用;(3)将步骤(2)所得富含Co2+、Li+的浸取液进行选择性回收钴、锂组元,利用有机萃取剂回收钴,沉淀法回收残液中的锂,将锂以碳酸锂的形式回收。本发明满足绿色、低耗、高效、短流程回收废旧锂离子电池有价金属的要求。
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本发明公开了一种利用锂云母制备电池级氢氧化锂的方法。所述方法包括:首先采用硫酸法浸取锂云母中的锂离子,获得含锂浸取液,之后采用两步改性法对所获含锂浸取液进行改性处理,获得改性含锂浸取液;之后将所述改性含锂浸取液经纳滤一级分离系统初步分离、反渗透系统一级浓缩、纳滤二级系统深度分离、沉淀法除杂、双极膜电渗析系统二级浓缩处理,获得二级浓缩液;最后将所述二级浓缩液进行蒸发处理,获得电池级氢氧化锂。本发明提供的方法解决了工艺复杂,所用化学试剂种类多、用量大,污染重,能耗高,成本高等技术难题,提高了离子分离的效率以及锂的收率,制备成本大大降低,同时本发明提高了锂云母资源的利用价值,具有较好的产业化前景。
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一种锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的模板合成方法,具体步骤如下:(1)将锂盐、镍盐、钴盐、锰盐按摩尔比溶解于水-有机溶剂中形成金属溶液,锂与镍、钴、锰的摩尔比为1.1:1/3:1/3:1/3,水占混合物的质量比为10~40wt%;(2)配制氨水、碳酸铵和聚乙二醇的混合水溶液;(3)将(1)中溶液加入二氧化硅分子筛,在机械搅拌条件下将步骤(2)中的混合水溶液滴加入该溶液中,得到前驱体沉淀;(4)将(3)中前驱体沉淀物洗涤干燥后,得到锂镍钴锰氧-SBA-15材料;(5)将(4)中所制得的镍钴锰酸锂-SBA-15材料搅拌洗涤,除去SBA-15模板,获得无模板的镍钴锰酸锂材料。
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本发明提供了一种用于锂离子电池极片补锂的装置及方法,所述装置包括锂液供应单元、锂液转移单元和锂液涂覆单元;其中,所述锂液转移单元包括第一转动辊,所述锂液供应单元的锂液出口设置于所述第一转动辊的上方;锂液涂覆单元包括第二转动辊,所述第二转动辊上搭载极片,所述第二转动辊的转动轴与第一转动辊的转动轴位于同一水平线上,且搭载极片的第二转动辊与第一转动辊相接触。本发明所述极片补锂装置结构简单,操作过程稳定可控,补锂精度高,能够高效、定量、均匀地给电池极片补锂,提高组装成的锂离子电池的能量密度和循环寿命;本发明补锂过程均可以机器完成,安全性好,有利于工业化生产。
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本发明提供了一种改性镍钴锰酸锂电极材料及其制备方法,对市场上购买的镍钴锰酸锂进行化学沉积包碳处理,即采用具有一定挥发性的有机碳源,在一定温度下蒸发后形成一个碳包覆区,再将镍钴锰酸锂置于该碳包覆区内使其与有机碳源蒸汽紧密结合,然后再进行高温碳化处理0.5‑10h,使碳层与镍钴锰酸锂紧密结合,制备得到改性镍钴锰酸锂电极材料。该制备方法操作简单,操作过程安全可控,制备得到的改性镍钴锰酸锂电极材料在达到更高的能量密度和比容量及更低的生产成本的同时,具有良好的循环性能和倍率性能,并且安全性能优于单纯的镍钴锰酸锂。
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