1048
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本发明公开了一种适用于钛酸锂电池的锂离子电池电解液,涉及电池材料领域,能够显著抑制钛酸锂电池长期使用和高温环境下的产气问题。所述锂离子电池电解液包括电解质锂盐、非水有机溶剂和钛酸锂负极保护添加剂;锂盐由六氟磷酸锂(LiPF6)和双草酸硼酸锂(LiBOB)组成,且二者之间的摩尔比为100~80 : 0~20,非水有机溶剂以环状碳酸酯:线性碳酸酯:醚类=30~50 : 20~50 : 0~30的质量比均匀混合而成,电解质锂盐与非水有机溶剂组成的混合锂盐溶液的浓度为0.5~1.5mol/L,钛酸锂负极保护添加剂为硼酸酯类物质,其在电解液中的质量比为0.1%~10%。本发明能有效抑制钛酸锂电池的产气问题,且电池综合性能优良。
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本发明提供一种锂空气电池用离子液体基电解液以及由其组成的锂空气电池体系,其中离子液体基电解液包括吡咯类离子液体、锂盐、有机共溶剂和一定量的硝酸锂,由此电解液组成的锂空气电池的空气正极为碳纳米管原位复合水钠锰矿型二氧化锰。该种离子液体基电解液对O2还原态物质具有优异的电化学与化学稳定性,在含有金属锂的负极表面可形成稳定的SEI膜。与碳纳米管原位复合水钠锰矿型二氧化锰空气正极形成的锂空气电池体系,发挥放电产物嵌入式生长的优势,可逆反应活性提高,并具有稳定的气‑液‑固反应界面和更多的产物储存场所,锂空气电池体系的循环寿命和倍率性能显著提升。
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本发明提供一种锰酸锂复合正极材料、其制备方法及锂离子电池,所述复合正极材料为核壳结构,内层是锰酸锂和富镍浓度梯度型镍钴锰/铝酸锂的原位复合物LiMn2O4-LiNi1-x-yCox(Al/Mn)yO2,其中,0<x≤0.25,0<y≤0.15;外壳为金属氧化物包覆层。本发明将锰源、富镍浓度梯度型镍钴锰/铝酸锂前驱体、锂源原位烧结后获得锰酸锂和富镍浓度梯度型镍钴锰/铝酸锂的原位复合物,然后用喷雾干燥包覆壳层金属氧化物,最后结合微波烧结工艺制得所述的复合正极材料。本发明的复合正极材料具有较高的比容量,良好的高温循环和存储性能。
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本发明公开了一种锂电池的金属锂负极,该金属锂负极表面含有一层固态电解质保护层。本发明通过对锂负极进行电化学预处理,在锂片表面引入一层高效、稳定的固态电解质界面膜;在锂离子反复沉积和脱出过程中,该固态电解质保护层一方面可以抑制枝晶的出现,提高电池的安全性能,另一方面也可以隔绝电解液和金属锂,保护锂金属免受电解液的腐蚀;通过电镀工艺和电解液种类的筛选,实现金属锂负极的有效保护,提高锂金属电池的循环寿命。相比于没有处理的锂负极,经过固态电解质层保护的金属锂负极可以有效的抑制枝晶状锂沉积物的出现,减少电解液和金属锂的副反应,提高电池的循环效率和循环稳定性,从而提高以金属锂为负极的锂金属电池的循环寿命。
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本发明公开了一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备方法,将铁盐、锂盐掺杂元素化合物以及导电剂或导电剂前驱体按一定比例均匀混合,通过磷酸铁锂的氧化-再还原粉碎工艺,将第一步生成的磷酸铁锂颗粒细化,在二次还原中获得颗粒细小,性能优良的磷酸铁锂。本发明磷酸铁锂的制备工艺均为固相反应,简单易行,获得的磷酸铁锂材料比容量高,循环性能优良,适合工业化生产。
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本发明提供了一种锂一次电池负极结构及锂一次电池,涉及锂一次电池技术领域,所述锂一次电池负极结构包括锂负极片,所述锂负极片设置有压接区域,所述压接区域压接锂带,所述锂负极片和所述锂带之间压接有极耳,缓解了现有负极结构在放电后期,锂负极片容易发生断裂的技术问题,本发明提供的锂一次电池负极结构,通过在锂负极片上压接锂带,且极耳位于锂带和锂负极片之间,从而使得锂带与锂负极片的压接区域局部增厚,能够有效避免电池放电后期,锂负极片与极耳连接处发生断裂,从而有效提高锂一次电池的容量发挥和放电稳定性。
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本发明提供了一种从含锂低镁卤水中制备氢氧化锂的方法,涉及盐湖提锂技术领域。本发明采用无机碱调节含锂低镁卤水的pH值调节至10以上沉淀钙和镁,得到除钙和镁的含锂卤水;采用有机萃取剂萃取除钙和镁的含锂卤水中的锂,得到含钠和钾的萃余液和含锂负载有机相;再用无机酸溶液对含锂负载有机相进行反萃,得到锂盐溶液;将锂盐溶液纯化后进行电解,得到氢氧化锂溶液;将氢氧化锂溶液浓缩和析晶,得到氢氧化锂和氢氧化锂沉锂母液。本发明方法操作简便,氢氧化锂产品收率高、纯度高,且材料循环利用率高、成本低,可连续化制备氢氧化锂,特别适合地理位置偏远,原材料运输成本高,光伏发电和储能度电成本低的西藏、青海、南美的盐湖提锂。
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本发明属于锂资源开发技术领域,具体涉及一种从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺。步骤如下:1)锂溶液准备;2)磷酸锂产品制备;取步骤1)所得锂溶液,沉淀,过滤并洗涤,将沉淀物烘干即制得磷酸锂产品;3)氢氧化锂产品制备;取步骤2)所得磷酸锂沉淀物,加入石灰乳,搅拌反应,过滤,所得滤液为氢氧化锂溶液,经蒸发浓缩结晶即得氢氧化锂产品;4)碳酸锂产品制备;取步骤3)中氢氧化锂溶液,蒸发浓缩,加入二氧化碳气体即得碳酸锂产品。本发明不仅锂沉淀效率高,且工艺过程简单,能分别制得磷酸锂、氢氧化锂及碳酸锂产品,可满足不同锂产品的需求,对市场适应性强,具有较好的工业应用价值。
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本发明涉及一种锂离子超级电容器负极预嵌锂方法,采用含有质量含量1‑8%富锂化合物的正极,与可嵌锂的负极和隔膜组装锂离子超级电容器后置于一容器内,向容器内注入电解液,对锂离子超级电容器进行充电,使得正极中的富锂化合物分解,分解后的锂用于负极形成SEI膜,即让SEI膜的形成消耗外界(正极中富锂化合物)锂源的锂离子,这样就可以保证正极脱嵌的锂离子不会浪费于化成过程,最终就可以提高全电池容量。
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本发明提供了一种预锂化方法,包括:将锂箔压制于负极片的两侧,得到复合锂箔的负极片;将所述复合锂箔的负极片、正极片、隔膜与电解液组装成软包电池,高温静置。与现有技术相比,本发明无需采用超薄锂箔,可使N/P比降低,并可精确控制预锂量,进而使电池中值电压大幅提高,从而提升能量密度;另外负极储存了微过量的锂在后期循环过程中可释放出补充正极锂的不可逆消耗,使得电池体系有活性锂的补充,从而抵消SEI破裂、重构损失的锂及其它不可逆消耗的锂,从而提升了锂电池的循环性能。
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本发明公开了一种含正极补锂功能的磷酸铁锂复合材料及制备方法,属于锂离子电池材料技术领域。该方法包括:将锂源、磷源、碳源和补锂剂进行混合,得到第一混合物,第一混合物中,混合摩尔比为锂源中的Li原子:磷源中的P原子:碳源中的C原子:补锂剂=0.8~1.2:0.8~1.2:0.01~0.06:0.01~0.06;在第一混合物中加入溶剂,得到第二混合物;砂磨第二混合物,得到第三混合物;干燥第三混合物,得到球型微颗粒;高温烧结球型微颗粒。在本发明中,将正极补锂材料提前与磷酸铁锂材料通过砂磨掺杂的方式复合,从而制备出一种稳定的带有正极补锂功能的磷酸铁锂复合材料,不需要在磷酸铁锂材料制备工艺中增加多余的制备工序,提高材料的制备效率,降低材料的制备成本。
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本发明涉及一种磷酸亚铁锂和亚铁酸锂复合电极材料的制备方法,该方法先将碳源、锂源、磷源和铁源混合,混合料经干燥后在非氧化性气体环境下依次通过低温焙烧和高温焙烧,自然冷却后经机械研磨过筛,得到磷酸亚铁锂和亚铁酸锂复合电极材料。本发明的制备方法工艺简单、成本低,采用本发明的制备方法制备出的复合电极材料覆碳含量小、振实密度高、比表面积10~30m2/g、比容量高、易于电极成型,该复合电极材料可用于混合超级电容器的电极材料、锂离子电池的电极材料等。
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本发明涉及掺镍制备尖晶石型富锂锰酸锂正极材料的方法,其特征在于按照锂、锰、镍离子摩尔比为(0.95≤x≤1.06):(1.05≤y≤1.25):(0.05≤z≤0.25)分别称取锂、锰、镍的化合物。将称取的化合物混合,加入湿磨介质制得前驱物1,再经过干燥、两段烧结等步骤法制备尖晶石型掺镍富锂锰酸锂正极材料。本发明的原料成本较低,掺杂改善了样品的低温及大电流放电条件下的放电性能,为产业化打下良好的基础。
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本发明提供了一种亲锂碳纳米管纸的制备方法,具体地,将碳纳米管粉与亲锂纳米材料粉末混合均匀,采用湿法造纸工艺抄造成膜。为了提升在低厚度下的膜强度,可以加入纳米纤维素,再于惰性气体环境中加热使亲锂纳米材料和碳纳米管紧密结合制成,并将纳米纤维素碳化形成表面亲锂的碳纳米纤维。本发明所制的亲锂碳纳米管纸,亲锂纳米材料和碳纳米管之间有更好的化学接触,碳纳米管内亲锂纳米材料分散广,沉积稳定;本发明所制的锂金属负极具有抑制锂枝晶生长、改性固态电解质界面膜成分的作用,同时还具有为锂金属沉积提供空间、降低锂沉积的成核势垒,显著提高了锂金属负极的循环稳定性、循环寿命。
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β-锂霞石的制备方法,它涉及一种霞石的制备方法。它解决了现有制备方法制备的β-锂霞石化学均匀性差,副产物多,能耗大,成本高,操作复杂,耗时长的缺陷。其制备方法:(一)按1mol锂∶1mol铝∶1mol硅比例称取碳酸锂、纳米氧化硅和纳米氢氧化铝,或者纳米氧化铝;(二)将碳酸锂完全溶于有机酸溶液;(三)将纳米氧化硅和纳米氢氧化铝,或者纳米氧化铝放入步骤二的溶液中;(四)干燥胶状物以除去水分;(五)胶状物干燥后灼烧,即得到β-锂霞石。本发明原料成本低于溶胶-凝胶法成本的1/6;节约生产时间60%以上;制备工艺简单;纯度高可达90%以上;不产生二氧化氮、氨气等有毒气体;节约能源70%以上。
本发明涉及一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂,这种磷酸铁锂表面覆有非碳导电网络膜材料,同时提供以汽相沉积包覆方式制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的方法,所得正极材料的振实密度高,适合用作于锂离子动力电池正极材料。本工艺原料为廉价化工产品,合成工艺简单,易于规模化生产,产品材料电化学性能优良。
本发明涉及一种锂离子二次电池正极材料镍钴 酸锂LiNi1-x CoxO2的制备方法。将含镍化合物和含钴化合物 按比例溶于适量的蒸馏水中,两种化合物完全溶解后加入碱性 沉淀剂和氧化剂的混合溶液并施加强烈的搅拌,使溶液中的 Co2+, Ni2+以Ni1-x CoxOOH的形式 沉淀下来,沉淀用蒸馏水洗净、干燥后备用。将上述沉淀和含 锂化合物混合,加入乙醇、水或其混合物研磨使其形成流变相 前驱物,使含锂化合物和Ni1- xCoxOOH能充 分混合。将上述前驱物烘干后,移入高温炉中,在空气气氛下 预热、煅烧、冷却,即制得锂离子二次电池正极材料镍钴酸锂 LiNi1- xCoxO2。该制备工艺简单,成本低廉,易于工业 化的实现。所得正极材料的电化学性能优良,且循环性能好。
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本申请公开了一种锰系补锂材料、正极补锂添加剂及其制备方法和应用。本申请锰系补锂材料至少包括作为主相的Li2Mn1O2·xLi2O(0≤x≤2)和作为次相的Mna2Ob,且Mna2Ob是结合在Li2Mn1O2·xLi2O的表面,其中,Mna2Ob中的a为1‑2,b为2‑3。本申请正极补锂添加剂为核壳结构,且核体含有锰系补锂材料。锰系补锂材料所含Li2Mn1O2·xLi2O与Mna2Ob之间起到协同增效作用,赋予主相小且均匀的晶粒,而且赋予锰系补锂材料高的化学稳定性,在电池初始循环期间能够有效抑制或者降低气体的产生,提高电池的循环性能和安全性能。而且主相富含锂,赋予锰系补锂材料优异的补锂效果。
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本发明提供了一种磷酸铁锂正极材料及其制备方法和锂离子电池,制备方法包括:(1)将锂源和磷酸铁混合,进行一次煅烧,粉碎,得到磷酸铁锂粉碎料;(2)将磷酸铁锂粉碎料和分散剂混合,进行二次煅烧,得到磷酸铁锂正极材料;磷酸铁锂粉碎料的质量为MF,分散剂的质量为Mo,磷酸铁锂粉碎料的质量MF和分散剂的质量Mo满足:I=(MF/7.8Mo)‑1.95,0≤I≤0.5。本发明通过合理调整磷酸铁锂正极材料制备过程中的分散剂的加入量,降低了材料表面活化能,提高了小粒径材料的分散性,进而提高了材料的低温倍率性能,同时又防止了磷酸铁锂正极材料的放电容量损失,制备得到的材料具有良好的低温倍率性能和低温循环性能。
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本发明适用于化学电源技术领域,提供了一种锂化物复合型固体电极及其制作的锂离子电池,所述锂化物复合型固体电极由能量密度贡献主体元素与锂化物在特定气氛下经过共沉积,在基体上生长制得,所述能量密度贡献主体元素包括负极能量密度贡献主体元素和正极能量密度贡献主体元素,本发明的有益效果:锂化物复合型固体电极在充放电过程中可以提高与电解质的相容性,提供锂源进入电解质中,补充副反应消耗掉的锂离子,同时使固体电极中形成多孔通道结构,适应能量密度主体的适度膨胀,加快锂离子的传输,提高电极循环稳定性,保持高的可逆比容量,采用共沉积法生长形成的锂化物复合型固体电极化学性能稳定,效率高,采用该工艺制作的电极组装的锂离子电池能量内阻小,密度高,循环寿命长,安全性好。
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本发明提出一种锂电池控制与寿命测定方法和自加热卷绕式锂电池,涉及锂电池技术领域。该锂电池控制与寿命测定方法,采用状态显示仪监听锂电池的荷电状态SOC,以确定出锂电池的充电时与放电时的断电周期,进而根据断电周期、每个周期放电电压、锂电池容量和剩余容量数据对锂电池的充电/放电剩余量进行预估,达到解决现有锂电池的历史数据少、模型难建立,进而无法实现锂电池的容量及剩余寿命的预测问题的技术效果。
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本发明公开一种新型石墨烯基全固体金属锂电池,其包括正极、负极、固体电解质、隔膜和电池外壳。该电池的正极集流体采用LiFePO4‑石墨烯基复合物,负极集流体采用金属锂,隔膜采用聚丙烯,固体电解质采用V2S5‑石墨烯基复合材料,其中所述的正极与固体电解质中间涂覆一层隔膜,负极与固体电解质中间也涂覆一层隔膜,以平行排列,收纳于电池外壳内,电池由插入袋式将正极,负极,隔膜和固体电解质层叠而成,正、负极的基板上有一凸起部分与引线相连形成导电极耳;本发明的石墨烯全固体金属锂电池降低了电池的内阻,有优越的电子电导率、锂离子转化率和金属锂的可充性,提高了电极固/固界面接触的稳定性;能量密度高,安全性强,适用于新能源汽车的动力电池。
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本发明属于固态锂离子电池用固态电解质材料制备技术领域,特别涉及抵抗金属锂接触还原的固态锂离子导体材料及制备方法。该导体材料利用金属离子M6+掺杂含有Ti4+的NASICON型Li1+xAlxTi2‑x(PO4)3或钙钛矿型Li3yLa2/3‑yTiO3导体材料,其中金属M为W、Cr、Mo或Mn;并利用固相烧结法制备得到;本发明提供的导体材料具有高的锂离子传导性能以及抵抗金属锂还原Ti4+的能力。
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本发明公开了一种锂离子电池用硼、铝掺杂锰酸锂复合材料的制备方法,包括如下步骤:(1)制备硼、铝掺杂锰酸锂前躯体;(2)制备介孔碳;(3)将上述介孔碳和上述前躯体机械混合,经球磨混合均匀后在管式炉中于氦气气氛下煅烧,得到多孔碳包覆的硼、铝掺杂锰酸锂复合材料。本发明制备的锂离子电池用硼、铝掺杂的锰酸锂复合材料,采用了硼和铝对锰酸锂进行改性,提高了材料的循环稳定性,还采用了特定工艺制备的介孔碳硅对掺杂硼、铝的锰酸锂进行了烧结包覆,使得材料的导电性提高,因此该复合材料在用于锂离子电池时,使得锂离子电池具有高的比容量以及较长的使用寿命。
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本发明公开了一种锂云母除杂渣回收制备碳酸锂的工艺,具体步骤如下:步骤一:将粉碎后的锂云母除杂渣倒入燃烧炉中进行焙烧,得到焙烧后的混合物料;步骤二:将焙烧后的混合物料倒入反应装置中,然后倒入蒸馏水,然后滴加稀硫酸,获取硫酸盐溶液;步骤三:向硫酸盐溶液中加入碱性溶液使得溶液的PH至13,得到硫酸锂混合液;步骤四:将硫酸锂混合液浓缩,倒入反应器中,然后将反应器进行加热,然后向反应器中加入碳酸氢钠溶液进行沉锂反应,获取碳酸锂产品和滤液。本发明生产周期短,设备效率高,降低了生产成本,对环境无污染,可以有效回收锂云母除杂渣中的残锂,增加企业的经济效益,碳酸锂产品的品质比现有产品质量大有提升。
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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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本发明公开了一种废旧锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的综合回收方法,该回收方法旨在解决现有技术工艺作业过程能耗大,能源利用率低,而且存在一定的安全隐患,同时还会对环境造成较大的破坏,并且其工艺条件细节较难控制的技术问题;该方法通过磷酸铁锂粉料调浆、锰酸锂还原浸出、磷酸铁锂氧化浸出、固液分离、洗涤、中性除杂、碱性除杂、浓缩析钠、沉锂,使废旧锰酸锂和磷酸铁锂正极材料回收得到电池级碳酸锂;该回收方法能够同时回收处理两种废旧锂离子电池的正极材料,并且无需添加现有技术中所需的氧化剂和还原剂,而且无需高温反应,能耗小能源利用率高,同时工艺简单综合回收率高,并且工艺过程节能环保,安全性高,具有较高的经济效益。
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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本发明公开了一种协同作用机制锂硫隔膜及其制备方法和锂硫电池,属于电池隔膜技术领域。本发明通过在正极侧功能层加入多孔导电碳材料,在负极侧功能层加入纳米氧化物材料,将正、负极侧功能层浆料涂覆在隔膜基膜两侧制成一种协同作用机制锂硫隔膜,并将制成的锂硫隔膜应用在锂硫电池上,不仅能够有效抑制锂硫电池循环过程中多硫化锂引发的穿梭效应,还能够减少硫化锂在电极表面的沉积,抑制锂枝晶刺破极片,达到提高锂硫电池的容量保持率以及循环效果。
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一种锂离子电池正极材料尖晶石型锂锰氧化物的制备方法属于锂离子电池材料技术领域。本发明所采用的方法,其特征在于:将含1-10%(重量)双氧水和1-5%(重量)氢氧化锂的水溶液,加入到1-5%(重量)硝酸锰的水溶液中,搅拌0.5-2小时后,在室温下陈化,得到组分混合均匀的反应前驱物;将所制前驱物在400-900℃下焙烧3天,即得所需产物。该方法不使用较贵的原材料,生产工艺简单,由于采用液相法首先制备出组分混合均匀的反应前驱物,不但降低了焙烧温度和能耗,而且所得产物具有纯相的尖晶石结构、均一的化学组成及颗粒度。由该方法制备出的锂离子电池材料广泛应用于移动电话、笔记本电脑、小型摄录像机、电动汽车等领域。
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