934
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本发明公开了一种锂离子动力电池用磷酸铁锂正极材料的制备方法,该方法用磷酸二氢铵与碳酸锂或氢氧化锂或醋酸锂再与草酸亚铁或醋酸亚铁或者用磷酸二氢锂与草酸亚铁或醋酸亚铁作原材料,按照Li∶P∶Fe=1∶1∶1或LiH2PO4∶Fe=1∶1的物质计量比配制并加入微量的纳米金属氧化物或金属盐。通过水系湿法混合、喷雾干燥、滚压造粒工序后,在300~400℃恒温下预烧10±2h,冷却后进行碳包覆造粒,再经水系湿法混合、喷雾干燥、滚压造粒后,在650~800℃恒温下烧结10±2h,冷却后将产物通过气流粉碎并振实后得磷酸铁锂产品。本发明的突出优点是,制备过程安全,操作工序简单,极易实现产业化,且制品材料性能稳定。
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本发明是对二次锂离子电池用改性尖晶石锰酸锂及其制备方法的改进,其特征是在尖晶石锰酸锂依次包覆二氧化硅膜和外层的碳膜,成为尖晶石锰酸锂—二氧化硅—碳三层核壳结构复合材料。包膜分别采用溶胶-凝胶化和固相包覆法。三层核壳结构复合材料,倍率特性优异,5C/0.2C放电容量比达到86%。常温和高温循环性能极大地得到改善,可以达到常温1C循环100周容量保持率可达98%,55℃1C循环100周容量保持率可达94%,例如Li1.04Al0.05Mn1.95O4本体-5wt%二氧化硅包覆-5wt%碳包覆的改性尖晶石锰酸锂材料。有效解决尖晶石锰酸锂用于锂离子电池循环性能不稳定、倍率特性差的问题。本发明制备方法简单易行,成本低廉,适合规模化生产。
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本发明公开了一种基于镁锂硫酸盐晶体形态及密度和溶解度差异的镁锂分离工艺,包括以下步骤:首先使卤水中的硫酸根浓度增大,直到促使硫酸盐结晶;利用硫酸锂的密度比硫酸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;然后利用溶解度差异分理出部分镁盐;最后采用纯碱沉锂得到碳酸锂产品。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,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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本发明涉及锂电池领域,公开了一种磷酸亚铁锂锂离子电池用低温型电解液。本电解液包含:碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、丁酸乙酯、氟代碳酸乙烯酯、双草酸硼酸酯锂、六氟磷酸锂。应用本电解液能显着改善磷酸亚铁锂锂离子电池在低温下的电性能,使电池具有较好的循环性能。
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一种用于制备薄膜锂电池的钴酸锂正极靶材及其制备方法。制备方法包括:预混步骤、球磨步骤、过筛步骤、压制步骤、烧结步骤以及冷却步骤。本发明的钴酸锂正极靶材及其制备方法,能够专门适用于采用磁控溅射镀膜方式制备全固态薄膜锂电池的方案,解决了采用磁控溅射镀膜方式制备全固态薄膜锂电池过程中所存在的“无可用的合适靶材”问题。基于本发明所制备的钴酸锂正极靶材以及磁控溅射镀膜技术,制得的全固态薄膜锂电池的接触面电阻明显降低,显著提高了电池的性能。
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本发明公开了一种掺杂铜镍酸锂正极材料及其制备方法和含有所述掺杂铜镍酸锂正极材料的锂离子电池。本发明掺杂铜镍酸锂正极材料分子式为Li2‑yNayCuxNi1‑xO2。其制备方法包括的步骤有:按照Li2‑yNayCuxNi1‑xO2化学计量比分别获取锂源、钠源、铜源和镍源、配制含锂源、钠源、铜源和镍源混合物浆料、将混合物浆料喷雾干燥处理和将所述前驱体粉体进行烧结处理。本发明掺杂铜镍酸锂正极材料结晶度较高,形成棒状晶粒,而且尺寸小,且均匀,避免了二次颗粒产生,电化学性能好。本发明锂离子电池电比容量高,循环性能稳定。
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本发明公开了一种废旧磷酸铁锂材料选择性提锂的方法,包括以下步骤:将废旧磷酸铁锂材料浸入氢氧化钠溶液中,进行碱浸除铝,过滤,对过滤得到的除铝后料进行干燥,得到磷酸铁锂粉料,并将过滤出的铝酸钠滤液回收;将磷酸铁锂粉料放入加热炉,通入选择性提锂气体,再进行焙烧,得到磷酸铁和锂的化合物;将磷酸铁和锂的化合物加入球磨机,进行湿法球磨,过滤,分别得到磷酸铁固体和含锂溶液;将含锂溶液的pH值调节至9.0‑11.0,除杂,得到纯净的锂溶液;将碳酸钠溶液加入纯净的锂溶液中反应,过滤,对过滤得到的固体进行洗涤、干燥,得到碳酸锂。用本发明的方法回收废旧磷酸铁锂材料中的锂,锂回收率高达95%以上。
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本发明公开了一种可以充电的大容量锂离子电池,它的正极材料中没有锂离子,电池的锂载流子是由负极中的金属锂或锂化合物提供的。电池的正极所用的正极材料是普通的金属氧化物或复合金属氧化物,它们可以提供高达600mAh/g的理论容量;在本发明的电池中与正极相对应的负极是一体化负极片,这种一体化负极片是在惰性气氛中采用不与金属锂反应形成合金的金属粉、大容量负极材料如Li4.4Si或Li和Si、金属锂粉和导锂离子添加剂材料以及选择使用结构增强支持材料,通过辊压制薄膜的办法制作的,可以提供高达2100mAh/g的理论容量。
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本发明公开了一种碳酸锂生产中沉锂母液闭环回收的方法,包括碳化沉锂、除碳酸根、除氯化钠、合格母液循环回系统工序,对沉锂母液加入盐酸溶液,使得沉锂母液中的碳酸根与酸发生反应,将溶液中的碳酸根转化为二氧化碳排出系统;将除碳后的母液采用自然或者强效蒸发浓缩处理,使得母液中的氯化钠在浓缩的过程中结晶析出系统外,达到除氯化钠的目的,使得返回母液中的氯化钠得到稳定的控制;将除碳酸根和氯化钠的母液经泵加压循环返回至碳酸锂沉锂工序,使得沉锂母液中的锂元素能够闭环循环进行使用。该方法提高碳酸锂生产过程中沉锂反应工序锂的收率的同时,提高产品碳酸锂的质量,同时沉锂母液能够完全闭环回收,整个沉锂过程无锂损失。
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本发明公开了一种锂离子电池高电压钴酸锂正极材料及其制备方法,该材料由掺杂型钴酸锂基体及其表面的包覆物组成,掺杂型钴酸锂基体的通式为LixCo1-yMyO2-zNz,包覆物的通式为LiNix’Coy’Alz’O2;其制备方法为:先通过一次烧结得到钴酸锂基体LixCo1-yMyO2-zNz,然后利用液相共沉淀反应制备得到表面包覆有Nix’Coy’Alz’(OH)2的钴酸锂正极材料前驱体,最后通过二次烧结即得到本发明的高电压钴酸锂正极材料。本发明制得的高电压钴酸锂正极材料加工性能好、压实密度高,在高电压状态下具有较高的比容量和良好的循环性能,可以在高电压3.0~4.5V间稳定循环。
本发明公开了一种锂离子电池用磷酸锰铁锂复合正极材料及其制备方法,解决的主要技术问题是提高锂离子电池正极材料的性能,具体方法是采用锂源与铁源、锰源、磷源、还原剂、掺杂元素混合及反应,制取磷酸锰铁锂的前躯体、锂源、磷酸锰、磷酸铁、磷酸盐和掺杂元素的化合物,再与锂源、还原剂碳源混合,在保护气氛下烧结制备而成,得到磷酸锰铁锂复合正极材料。本发明工艺简单、材料成本以及加工成本低,生产周期短、能耗低,可用于大规模生产。产品堆积密度高,导电性好,比容量高。
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本实用新型公开了锂锰扣式电池负极顶和锂锰扣式电池,锂锰扣式电池包括正极杯、负极顶、密封圈、锂金属、正极饼、隔膜和电解液,正极饼与锂金属之间通过隔膜隔开,正极杯与负极顶之间通过密封圈绝缘,电解液填充在负极顶与正极杯形成的腔体内,负极顶包括顶部和周侧部,周侧部包括一体连接的环形内壁和翻边壁;将具有环形下压面的压块对翻边壁施加向下的作用力,使负极顶的周侧部呈由上往下呈向外倾斜扩张的结构,周侧部的外扩角为5‑6度,且使环形内壁与翻边壁紧密贴合;然后在负极顶内依次放入锂金属、隔膜、电解液、正极饼和正极杯,折弯正极杯,正极杯上边沿将密封圈折弯包住负极顶,完成锂锰扣式电池组装。
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本实用新型公开了一种能够较好的利用锂矿焙烧烟气的硫酸法制备碳酸锂工艺中的锂矿焙烧烟气处理系统,包括:高温烟气除尘设备、洗涤水加热装置以及风机;高温烟气除尘设备的待除尘烟气输入端与锂矿焙烧炉的高温烟气输出端相连;洗涤水加热装置具有实现间壁换热的第一流路和第二流路,第一流路的输入端与高温烟气除尘设备的已除尘气体输出端相连,第一流路的输出端与风机相连,第二流路的输入端与洗涤水供应源相连,第二流路的输出端与硫酸法制备碳酸锂工艺中的碳酸锂洗涤设备相连。由于采取了先除尘后换热的方式,从而避免了洗涤水加热装置中的换热壁被高温粉尘击穿的问题,且使从锂矿焙烧炉排放的高温烟气传导到洗涤水的热量得到更充分的利用。
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本实用新型公开了一种电容型磷酸铁锂锂离子电池,包括正极片、负极片和隔膜,正极片、负极片和隔膜相互间隔卷绕或层叠设计,隔膜设置在正极片和负极片之间,正极片为电容型正极片,电容型正极片为三层复合结构,正极极片包括超级电容器正极层、锂离子电池正极层和正极集流体层,超级电容器正极层和锂离子电池正极层分别涂覆在正极集流体的阴面和阳面,超级电容器正极层为活性炭电极材料层,锂离子电池正极层为磷酸铁锂正极材料层,负极材料层为天然石墨、人造石墨、软碳和硬碳的混合物,软碳和硬碳质量分数为混合物的50-95%。本实用新型的锂离子电池具有设备适用性强、性能优异、品质温蒂、加工方便、生产效率高和成本低廉的特点。
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本实用新型提供一种防锂电池过热的锂电池组箱体,包括箱体,所述箱体侧壁上设有进风口与出风口,所述进风口与出风口的内侧均设有防水透气膜,所述防水透气膜的四周固定在所述箱体的内侧。由于箱体的进风口与出风口内侧粘贴防水透气膜,将空气中的水分子进行隔离,让不带水分的相对干燥的空气进入箱体内对锂电池进行降温,从而防止锂电池因工作过程产生过热现象,增加锂电池的使用性能与使用寿命。同时也避免了在降温过程中空气的水分长期对锂电池的外壳进行腐蚀,而导致锂电池发生漏液。
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本发明提供了锂离子电池负极及其制备方法、锂离子电池以及车辆。其中,锂离子电池负极的制备方法包括:将钛酸四丁酯和磷酸正十八酯加入N,N‑二甲基三氟乙酰胺中,得到负极处理液;将锂离子电池负极浸泡于负极处理液中,通过分子自组装使所述锂离子电池负极表面形成包括钛酸锂、磷酸锂和有机烷基类锂的保护层。通过分子自组装的方式在金属锂负极表面附着包含钛酸锂、磷酸锂和有机烷基类锂的保护层,从而可以有效地避免金属锂负极直接与空气中的氧气以及水分接触,有效地提高了金属锂作为负极的锂离子电池的稳定性。同时包含钛酸锂、磷酸锂和有机烷基类锂的保护层可以采用较为简便的制备方法完成制备,降低了生产的成本以及生产门槛。
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本发明公开了一种锂离子电池正极材料的预锂化添加剂及其制备方法和应用,涉及锂离子电池正极材料制备技术领域,所述预锂化添加剂为表面包覆LiCoO2的F掺杂Li5FeO4;其制备是将铁源、锂源、氟源、络合剂与去离子水混合,搅拌反应,得到溶胶,继续搅拌反应,经干燥、研磨,得到前驱体粉末,预烧、冷却,得到F掺杂的Li5FeO4,再将其与纳米级Co3O4及锂源混合,煅烧,得到表面包覆LiCoO2的F掺杂Li5FeO4的预锂化添加剂。本发明预锂化添加剂Li5FeO4中掺杂有F元素,同时表面包覆LiCoO2,可以稳定材料Li5FeO4的结构,减缓其与空气发生反应;同时LiCoO2为层状结构,可以使Li5FeO4中的Li+自由地脱出,当首次充电结束预锂化添加剂失活之后,LiCoO2依然具有活性,不会阻碍活性材料中Li+的传输。
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本发明公开了一种从锂电池废电解液的回收氟和锂的方法,包括以下步骤:(1)往锂电池废电解液中添加CaO或Ca(OH)2,Ca2+与电解液中的氟离子反应生成CaF2沉淀,静置分层,之后进行固液分离,获得CaF2和脱氟溶液;(2)将脱氟溶液通入含有锰纤维和钛纤维的吸附装置中进行吸附处理,锰纤维和钛纤维富集脱氟溶液中的锂离子;(3)取出锰纤维和钛纤维浸泡于酸溶液中,获得锂盐溶液。本发明首先采用CaO或Ca(OH)2与锂电池废电解液反应,Ca2+与电解液中的氟离子反应生成CaF2,之后采用多级锰纤维吸附柱和钛纤维吸附柱进行物理定向吸附锂离子,从而回收电解液中的氟和锂,既可以循环利用氟和锂,又能减少环境的污染。
本发明涉及锂离子电池技术领域的一种锂离子动力电池防过充电解液及采用其制备的锂离子动力电池。目的是为了解决目前锂离子动力电池存在的热稳定性不佳、对水分和氢氟酸敏感、尤其是由于过充导致电池存在严重安全隐患的问题。该电解液由电解质锂盐、有机溶剂、防过充添加剂、成膜剂和功能添加剂组成,电解质锂盐包括占有机溶剂摩尔浓度的以下组分:六氟磷酸锂0.6~1.3mol/L和Li2B12F120.1~0.5mol/L。本发明的电解液通过采用多重防过充保护,极大地提高了锂离子电池的安全性能,采用该电解液制备的锂离子动力电池在过充情况下不会出现爆炸、起火等现象,安全性能优良,工作温度范围大。
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本发明涉及一种锂盐和锂离子正极材料前驱体均匀混合的方法。其特点是,包括如下步骤:(1)配制甲酸锂饱和溶液;(2)将待混合的前躯体物料装入容器中,在持续搅拌下,保持物料温度在80-120℃,以喷雾的方式喷入步骤(1)制备的甲酸锂饱和溶液,喷入后继续搅拌、保温,直至物料混合均匀并被烘干后,混合结束。本发明采用一种溶解度非常高的甲酸锂作为锂盐,用喷雾的方式使甲酸锂溶液均匀的涂覆在前驱体的表面。达到均匀混合的效果。在前驱体不断搅拌下,采用喷雾的方式使甲酸锂溶液均匀的涂覆在前驱体的表面,然后进行烧结。采用本发明的方法可保证锂的均匀性,适合规模化生产,规模化生产中产品的一致性可以得到保证。
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本发明提供了一种锂云母氟化学提锂工艺,该工艺步骤包括:将原料物料重量比为锂云母粉∶添加剂∶硫酸=1∶(0.1-2)∶(0.5-5)的原料投入到预反应器中搅拌反应或简单搅拌后进入反应器反应,添加剂为含氟的矿物、盐或酸的一种或多种,在预反应器中的反应条件:50℃-150℃下预热0.1-2小时,物料转入到反应器中,在150℃-350℃下反应0.5-4小时,反应过程中产生的气体及时抽出,反应渣用水浸取后,液固分离得到硫酸盐溶液,调节pH=5.0-10.0以除去铝、镁、钙、铁等离子杂质,液固分离后溶液浓缩,沉淀锂离子后过滤制取粗锂盐产品,根据需要,制取相应的精制锂盐,本发明所述的工艺,反应温度低,生产能耗小,锂提取率高,在生产锂盐的同时亦可综合利用锂云母矿物的各种有价值成分。?
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本实用新型公开了一种含硼酸锂的锂离子电池电解液的生产装置,包括电解液反应釜,与电解液反应釜相连通的过滤器,与过滤器相连通的硼酸锂预反应釜,装设在硼酸锂预反应釜外侧的搅拌驱动装置,装设在硼酸锂预反应釜内并与搅拌驱动装置传动连接的搅拌浆,装设在硼酸锂预反应釜外侧的保温层,装设在硼酸锂预反应釜上的温度传感器;所述硼酸锂预反应釜通过加热装置进行加热;所述硼酸锂预反应釜上依次设置固体进料口、液相进料口、进气口、和出料口,本实用新型能对硼酸锂进行预处理、提高硼酸锂的溶解速率和在溶剂中的稳定性、防止此类电解液在放置过程中析出硼酸锂、避免电解液变浑浊、保证电解液品质、同时还大大缩短配制生产工序、提高生产效率。
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本实用新型提供了一种锂离子电池负极,包括:锂金属层;设置于所述锂金属层上的锂硅合金层。本实用新型提供的锂离子电池负极材料在锂金属层表面溅射沉积一层锂硅合金层,利用锂金属和硅材料之间合金化的作用,在锂金属表面形成一个合金层,使得锂离子能更均匀的沉积在锂负极表面,从而解决了枝晶生长问题,提高了锂金属电池循环库伦效率。
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本发明涉及锂离子电池钒酸锂负极材料的溶胶-凝胶制备方法,其包括:将含钒化合物和含锂化合物的前驱体依次加入水中并充分搅拌,然后加入水溶性碳材料兼做螯合物和碳源,将该水溶液搅拌至形成干凝胶,真空干燥将水分完全烘干后,胶体至于瓷舟中,还原性气氛或惰性气氛中进行预处理,在惰性气氛或还原性气氛中烧结反应,得到所述材料。该方法工艺简单,操作容易,并且碳材料和还原气氛的存在不会使钒酸锂的结构和钒的价态发生改变。通过该方法合成的碳包覆的钒酸锂材料,作为锂离子电池负极材料性能优异,嵌锂电位低,有希望成为下一代锂离子电池负极材料。该合成方法适用于生产高性能锂离子电池负极材料钒酸锂。
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本发明公开了一种锂离子电池用锰酸锂正极材料的工业制备方法,包括以下步骤:以锰盐为初始原料,加入可溶性金属盐,通过控制结晶制备高密度球形锰沉淀物;将其在高温下进行热分解制备球形化学二氧化锰前驱体;加入氢氧化锂、碳酸锂或硝酸锂,充分均匀混合后在氧化气氛条件下,在650-1000℃进行烧结5-20小时制备具有类球形、单颗粒、微米级外观特征的掺杂锰酸锂化合物;将掺杂锰酸锂化合物在含有钛盐如硫酸钛、硫酸氧钛或者铝盐如硫酸铝、铝酸钠溶液中水解沉淀、均匀包覆,过滤;在氧化气氛下500-1000℃焙烧2-20小时,得到金属(钛或铝)氧化物包覆的掺杂锰酸锂化合物,继而在氧化气氛下500-800℃进行焙烧2-10小时,得到最终高温型锰酸锂产品。该方法应用于锂离子电池正极材料的制备。
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本发明公开了一种从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法,包括如下步骤:(1)将废旧锂离子电池或废旧极片用破碎机破碎,再置于高温炉中经热处理去除粘结剂得到粉料;(2)用氢氧化钠溶液溶解去除粉料中的铝,过滤得低铝滤泥;(3)用酸和还原剂将低铝滤泥浸出,得到浸出液;(4)用化学法除去浸出液中的铁、铜、铝等杂质;(5)用氟盐沉淀浸出液中的锂,得氟化锂粗产品;(6)将氟化锂粗产品洗涤,过滤,干燥得氟化锂产品;(7)将氟化锂粗产品洗涤后的滤液返回步骤(3)处理。利用本发明方法所得氟化锂产品纯度达98.0%以上,锂一次回收率为75~92%,且本发明方法过程简单,成本低,易于工业化生产,具有较高的经济效益。?
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本实用新型提供的一种锂电池的电芯和锂电池,将卷绕电芯并联连接形成锂电池的电芯,采用卷绕电芯作为单电芯,利用了卷绕电芯卷绕加工方便的特性,将多个卷绕电芯层叠并联设置,利用了叠片电池内阻低、极化小、放电平台高的优点,如此便使该锂电池的电芯同时具备加工方便、内阻低、极化小、放电平台高的特性。
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本实用新型属于电池产品技术领域,尤其涉及一种锂电池储能模块及锂电池储能模组。其中,锂电池储能模块包括电芯、电芯支架和汇流排,电芯的极耳固定于电芯支架的极耳固定部上;汇流排包括第一汇流板、第二汇流板及连接板,第一汇流板和第二汇流板分别与安装于电芯支架上的电芯的极耳焊接,连接板与极耳固定部固定连接。如此,设置专门的汇流排用于串联或者并联电芯支架上的各电芯,通过控制第一汇流板和第二汇流板的尺寸即可合理的设置电芯汇流时的电接触面积,从而确保电芯之间的有效电接触面积,防止锂电池储能模块过热造成能量损失,有利于实现储能模块的良好的热管控,同时提高储能模组的储能使用效率。
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本实用新型公开了一种可以提高使用寿命的锰酸锂三元锂电池,包括箱体、电池本体和陶瓷涂层隔膜,所述箱体中心位置内放置有所述电池本体,所述电池本体底端面设置有散热盘,所述电池本体内部中心位置竖直设置有所述陶瓷涂层隔膜,所述陶瓷涂层隔膜远离所述正极的一侧设置有负极,所述电池本体顶端面对应所述正极的垂直方向上设置有正极耳,所述负极对应的垂直方向且位于所述电池本体上设置有负极耳,所述电池本体顶端面和底端面并且位于所述陶瓷涂层隔膜垂直端开设有安全气孔。该可以提高使用寿命的锰酸锂三元锂电池,有效缓解了电池本体因高温而导致膨胀的问题,提高了电池的使用寿命,可以普遍推广使用。
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本实用新型提供一种磷酸铁锂物料加工机构及锂离子电池生产系统,属于电池技术领域。其包括辊轧机支撑架、传送组件、驱动组件、辊轧组件、定位插板、刮料板、加料斗以及出料斗;加料斗和出料斗分别安装在辊轧机支撑架上,传送组件安装在辊轧机支撑架上,驱动组件与传送组件传送连接;辊轧组件安装在辊轧机支撑架上,并与传送组件的上下表面之间具有间隙,辊轧组件用于压实处于间隙中的物料;定位插板安装在辊轧机支撑架靠近加料斗的位置处,定位插板用于将由加料斗加入的物料定位到传送组件上;刮料板安装在辊轧机支撑架靠近辊轧组件的位置处。该锂离子电池生产系统具有上述的磷酸铁锂物料加工机构,具有结构简单且使用便捷的特点。
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