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本发明公开了一种全固态锂电池界面缓冲层、制备方法及全固态锂电池,界面缓冲层包括锂离子筛吸附剂和聚氧化乙烯;所述界面缓冲层设置于全固态锂电池的固态电解质和极片之间。设置包含锂离子筛吸附剂的缓冲层,使H+/Li+在较缓慢的交换反应速率下进行,交换反应发生后,H+和缓冲层中的聚氧化乙烯发生成键反应,不会带来副反应,确保了电池的安全性。
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本发明提供了从废旧锂离子电池中回收锂、镍、钴、锰的方法。从废旧锂离子电池中回收锂、镍、钴、锰的方法,包括下列步骤:对废旧锂离子电池的正极片进行预处理,使铝箔与正极活性物质分离,得到正极活性物质粉;以有机多元酸和还原剂组成的混合液作为浸取剂,对所述正极活性物质粉进行浸取,得到浸取液;提取所述浸取液中的金属元素。与现有技术相比,本发明的区别在于采用有机多元酸和还原剂对正极活性物质进行浸取,而非有毒无机酸。因此,本发明的方法不会产生有毒气体,而且回收之后的废酸液易生物降解,不会造成二次污染,并且本发明还提高了浸取率。
本发明涉及一种碳纳米管修饰的磷酸锰锂锂离子电池正极材料的制备方法,包括:(1)将锂盐、锰盐和含有磷酸根离子的原料溶解在无水低级醇中,得到含有锂离子、锰离子和磷酸根离子的无水醇溶液;(2)将碳纳米管加入到上述含有锂离子、锰离子和磷酸根离子的无水醇溶液中,经超声和搅拌后得到均匀的混合物;(3)将盛有上述混合物的坩埚放入密闭容器的上部,所述密闭容器的底部预先放有适量氨水,所述混合物和氨水不直接接触,然后将密闭容器加热至100~250℃,并保温1~72小时;最后将得到的粉体洗涤、干燥,即得。本发明制备得到的碳纳米管修饰的磷酸锰锂正极材料具有结晶良好、化学电位高等优点。
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本实用新型公开了一种接触嵌锂型锂离子超级电容器,包括正极集流体、正极材料、隔膜、负极材料、锂箔,以及金属网负极集流体,利用金属锂柔软易延展的机械特性,通过将锂箔压合金属网集流体的结构,使得金属网与锂箔构成内嵌加固的整体结构,改善了锂箔在电极加工中耐拉伸性能低、难以薄化加工和控制预嵌锂量的不足;便于负极浆料涂布时在集流体表面铺展、成膜;使得负极活性材料在涂布于负极集流体之上的同时即可以和锂箔接触,便于实现接触预嵌锂;提升负极集流体因电容器过放电时负极电位升高造成的负极集流体氧化溶解的耐受度,提升负极集流体在电解质中的电化学稳定性,增加电容器的充放电循环稳定性。
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本发明涉及一种可用于全固态锂电池的固体电解质材料及其制备方法。其特征为四种不同的硫化物材料按照Li2S∶A/S∶P2S5=6∶0.1-4.0∶1.5的摩尔比复合在一起,形成非晶态体系,为锂离子传输提供更多有效途径,从而获得较高的离子电导率。所述的A为Ag、Zn、Al或Zr。以Li2S-ZrS2-P2S5体系为例,其室温离子电导率约为9.60×10-6S/cm,在150℃时达3.30×10-4S/cm)和较低的电子电导率(室温电导率<1.0×10-8S/cm=,且该材料较宽的热稳定范围(室温~200℃),从而为全固态锂离子电池的实用化提供较为理想的电解质候选材料。
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本发明公开了一种锰酸锂锂离子电池,其包括正极、负极、电解液以及隔膜,该正极包含正极电活性物质,其中,正极电活性物质由尖晶石锰酸锂与层状富锂锰基材料按比例混合而成,层状富锂锰基材料质量占总活性物质质量的1%~40%。本发明将尖晶石锰酸锂材料和层状富锂锰基材料混合使用,通过优化混合比例,使得层状富锂锰基材料能抑制锰的溶解,从而得到了成本低廉、热稳定性良好、高温性能优异的锰酸锂锂离子电池。
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本发明涉及一种纳米级锂离子电池负极材料钛酸锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将钛源、分散剂、去离子水混合形成含钛溶液,搅拌下水解,并将产物离心收集;(2)将离心得到的产物加入含锂溶液中混合均匀,进行液相反应,反应后生成的沉淀物为钛酸锂前驱体,其中Li与Ti摩尔比为4:5~5:1;(3)对步骤(2)所得钛酸锂前驱体煅烧,然后自然冷却至室温,得到纳米级锂离子电池负极材料钛酸锂。与现有技术相比,本发明在低温下,利用液相反应合成出纳米级钛酸锂,制备出的材料组成均匀,粒径分布较窄,且反应对设备要求低,条件多变可调,易于工业化生产,同时该材料具有优异的比容量性能和循环性能,作为锂离子电池负极时具有优异的电化学性能。
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本发明公开了一种硼酸盐锂离子电池负极材料的制备方法及锂离子电池,硼酸盐锂离子电池负极材料的制备方法,包括将锰源和硼源在去离子水中混合均匀后进行水热,然后依次在空气和还原气氛中进行烧结,得到锂离子电池负极材料;其中,所述锂离子电池负极材料的化学式为Mn3(BO3)2。本发明具有原材料丰富且价格低廉、所需设备简单、环境友好等优点,并表现出优异的电化学性能,满足锂离子电池负极材料高比容量低成本绿色环保的要求。
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本发明涉及一种多孔金属掺杂锰酸锂/碳复合锂电池正极材料及其制备方法,将表面活性剂溶于无水乙醇中,搅拌得到凝胶,然后将硝酸锂,掺杂金属硝酸盐以及锰的硝酸盐加入其中,充分搅拌,混合均匀后在鼓风干燥箱中干燥,进一步地在马弗炉中煅烧,制得多孔掺杂锰酸锂材料LiM0.2Mn1.8O4,将该LiM0.2Mn1.8O4于葡萄糖溶液中均匀分散,鼓风干燥后于氮气气氛中煅烧,得到金属掺杂锰酸锂/碳复合材料LiM0.2Mn1.8O4/C,其中M指代掺杂金属。与现有技术相比,本发明所制备的材料具有良好的结晶性,颗粒尺寸在20nm左右,作为锂电池正极材料具有良好的放电比容量,倍率性能和循环性能。其制备思想可以应用于其他多孔金属氧化物复合材料正极材料的制备。
本发明公开了一种快速锂离子传输的热交联聚乙烯醇/聚丙烯酸锂纤维隔膜及其制备方法与应用,其制备方法包括:采用静电纺丝方法制备得到静电纺聚乙烯醇/聚丙烯酸复合纤维膜;通过热处理得到热交联聚乙烯醇/聚丙烯酸复合纤维隔膜;最后再采用LiOH水溶液进行锂化处理,得到快速锂离子传输的热交联聚乙烯醇/聚丙烯酸锂纤维隔膜。本发明采用热交联的方法处理静电纺聚乙烯醇/聚丙烯酸复合纤维隔膜,使复合隔膜的机械强度和在水溶液中的稳定性大大增强。再利用LiOH溶液处理复合纤维隔膜,将纤维表面中未反应的聚丙烯酸变成聚丙烯酸锂,在保证对多硫化锂的静电排斥作用的同时大大提高复合纤维隔膜的锂离子导电率。
本发明属于电化学和新能源领域,提供了一种亲锂三维氧化钴/泡沫金属复合锂金属负极材料及其超组装制备方法,通过水热反应负载氧化钴纳米片修饰商业化泡沫金属锂金属电池负极材料,通过将熔融锂热注入到亲锂改性的商业化泡沫金属中用于抑制锂枝晶和改善锂金属电池电化学性能。本发明制得的锂金属用负极材料可诱导锂金属电池中锂离子的均匀沉积和剥离,从而有效的抑制锂金属电池在循环中中锂金属负极形成锂枝晶和“死锂”,提升了锂金属电池的库伦效率、循环寿命和安全稳定性,相比于其他方法,本发明制备方法简单,成本低,推动了锂金属电池商业化的发展。
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本发明公开了一种用磷酸锂制备碳酸锂的方法,包括如下步骤:将磷酸锂溶解于酸中,生成磷酸二氢锂和锂盐;蒸发、分离出结晶的锂盐;将所述锂盐加水溶解后调pH值至弱碱性,过滤除杂,得到高纯锂盐溶液;在所述高纯锂盐溶液中加入纯碱,经过滤洗涤后得到碳酸锂。本发明利用磷酸二氢锂与其它可溶性锂盐溶解度差异,巧妙地实现了锂盐与磷酸根的分离,过程未使用高附加值原材料,锂回收率达到98.5%以上,弃液处理产生的磷酸钠可以提供生产磷酸锂废料的厂家使用。本发明工艺切实可行,回收率高,处理成本低,过程基本全封闭,可以得到高品质的碳酸锂产品。
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本发明公开了一种纳米结构锰钴镍氧锂五元锂离子电池正极材料的制备方法,该方法是将反应溶液利用水热法得到所需材料的前驱体,然后将前躯体灼烧一定的时间,得到一种纳米结构锰钴镍氧锂五元锂离子电池正极材料。本发明的优点是:反应简单,工艺成本低,对产物尺寸操控性强,产物的特殊结构使得其比表面积巨大、吸附能力强、且在释放应力的过程中体积变化较小,对锂离子存储容量的提高,吸附脱附锂过程中体积变化的改性、速度的提高都有重要的意义。
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本发明公开了一种多功能锂电池集流体及其制备方法,所述锂电池集流体包括金属箔以及覆盖在金属箔上下表面的多功能材料层,所述金属箔为铝箔、铜箔、涂炭铝箔或涂炭铜箔,所述多功能材料层由至少一种聚合物材料和至少一种导电材料组成。该多功能锂电池集流体具有与锂电池活性材料接触电阻低、结合强度高的特点,可以有效地提高锂电池的循环性能,同时还可以对锂电池进行主动热管理,有效防止锂电池热失控,从而提高锂电池的安全性能。
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本发明公开了一种多层结构锂电池集流体及其制备方法以及锂电池,涉及锂电池技术领域,包括高分子薄膜、覆盖在高分子薄膜上表面的第一结合力增强层、覆盖在高分子薄膜下表面的第二结合力增强层、覆盖在第一结合力增强层表面的第三材料层和覆盖在第二结合力增强层表面的第四材料层、覆盖在第三材料层表面的第五材料层和覆盖在第四材料层表面的第六材料层、覆盖在第五材料层表面的第七材料层和覆盖在第六材料层表面的第八材料层,第三材料层和第四材料层为具有导电功能的材料层,第五材料层和第六材料层包含最少一种聚合物基材,第七材料层和第八材料层为具有导电功能的材料层,本发明能使锂电池的能量密度提升并使得锂电池的安全性能得到改善。
本发明属于电化学技术领域,具体为普鲁士蓝/氮化磷酸锂/锂全固态二次电池及其制备方法。本发明全固态二次电池以普鲁士蓝材料(PB)为正极材料,通过涂布法涂步在导电基底上,氮化磷酸锂为固体电解质,通过磁控溅射沉积,锂金属为负极材料,通过热蒸发沉积。其中制备得到的以LiFeFe(CN)6为正极材料的全固态二次电池电压平台2.75~3.0V,首次容量可达6mAh,并可循环10次以上,有良好的容量和循环性能。
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本发明一种锂离子电池氢氧化钴-碳复合负极材料及其制备方法:称取淀粉,浓硫酸、水和模板剂二氧化硅,焙烧,得到内部为纳米空心碳管的多孔碳纳米管;用浓硫酸回流后,加入到乙二醇-水溶液中,然后草酸钴、碳酸氢钠和硼酸钾调节pH值,水热反应,得到氢氧化钴-多孔碳纳米管复合材料;与乙炔黑、羟甲基纤维素及水混合,用异丙醇调匀,得到复合负极材料。本发明的制备方法工艺相对也较为简单,制备的氢氧化钴-多孔碳纳米管复合材料,通过将氢氧化钴均匀分布在多孔碳纳米管内外,使得复合材料的结构稳定且分散均匀,因此在具备高的能量密度之外,还具有稳定的循环性能,用作锂离子电池负极材料时,比容量高,使用寿命长。
本发明公开了一种适用于太阳同步晨昏轨道卫星锂离子组蓄电池组的在轨管理方法,根据星载计算机自主完成的轨道计算、卫星三轴姿态测量、太阳方位判断确定锂离子组蓄电池组在轨管理模式,所述在轨管理模式包括长光照期管理模式、地影期管理模式和应急状态管理模式,对应太阳同步晨昏轨道卫星三种在轨状态下的锂离子蓄电池组管理策略。本发明系统解决了太阳同步晨昏轨道卫星长光照期锂离子蓄电池组长期搁置、地影期蓄电池组频繁充放电、应急状态下深度放电快速充电的复杂工况下锂离子蓄电池在轨自主管理问题,从而确保了太阳同步晨昏轨道卫星电源系统长寿命、自主、可靠在轨运行。
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本发明提供一种用于锂离子二次电池负极材料纳米钛酸锂的制备方法。本发明是通过溶胶凝胶法以Li和Ti的可溶性化合物,按照Li/Ti=0.8~1.0的摩尔比进行配料加入到混有水解抑制剂的醇水混合溶剂中,再加入双组分螯合剂与金属离子在碱性条件下发生螯合反应,搅拌,加热,凝胶,然后在150?~250℃条件下保温3-24h,得到烧结前驱体;最后,将所得的前驱体进行球磨,在600~900℃条件下保温5~15h,得到成品纳米Li4Ti5O12负极材料。该方法制备的钛酸锂分散效果较好,显著改善了纳米粉体的团聚现象。此法制备的钛酸锂负极材料室温下在1C倍率下首次放电比容量可达166?mAh/g,10C倍率下仍有110mAh/g左右的放电比容量,显示出优异的倍率性能和循环稳定性,可广泛应用于便携式设备和动力电池领域。
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本发明公开了一种锂离子电池磷酸亚铁锂复合材料的制备方法,包括如下步骤:将醋酸锂和磷酸二氢铵溶于去离子水,依次加入草酸亚铁和氟化钾,得到混合液;将硬脂酸钠加入到上述混合液中,加入淀粉,充分混合;反应得到粉末,干燥;将碳酸镍和上述磷酸亚铁锂复合材料前躯体混合物,加入到无水乙醇中,研磨,制得负载催化剂碳酸镍的磷酸亚铁锂复合材料载体;进行烧结。本发明制备的锂离子电池正极材料,由于在磷酸铁锂上均匀包覆了碳的同时,还掺杂了氟、钾、镍,因此在具有高比容量的同时,充放电性能好,具有良好的循环稳定性,用于锂离子电池时,比容量高,循环稳定性好,使用寿命长。
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本发明公开了一种含亚磷酸酯锂盐添加剂的电解液及锂电池,包括2%‑20%的锂盐、0.01%‑20%的亚磷酸酯锂盐添加剂、0.1%‑10%成膜添加剂、以及70%‑90%的非水有机溶剂;亚磷酸酯锂盐添加剂能在电极表面形成致密稳定的电解质膜,避免电解液和电极材料的直接接触,阻断了正极过渡金属的溶出,防止正极过渡金属元素对电解液的催化分解、过渡金属元素在负极端的沉积,提升电池的高温性能;亚磷酸酯锂盐添加剂引入大量氟、氟代烷基、磺酰基等强吸电子能力的基团,能提升电解液的电导率,形成的SEI膜具有较好的锂离子的导通能力,有效降低电池的内阻。
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本发明公开了一种用于锂离子电池负极的钛酸锂—碳纤维复合电极材料及其溶胶凝胶制备方法。所述复合材料由钛酸锂、碳纤维组成,他们的质量百分比为(97~99):(1~3)。本发明制备的钛酸锂-碳纤维复合材料颗粒分布均匀,尺寸1~2μm。以金属锂为负极制备成电池测试,0.1C倍率下首次比容量达到173.1mAh·g-1。在2C下循环100周的比容量可以达到161mAh·g-1。本发明在碳酸锂中掺杂碳纤维,改善了钛酸锂的导电率,提高了材料在大倍率下的比容量,循环性能优异。
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本发明公开一种锂离子电池的钛酸锂负极材料的制备方法。采用二氧化钛胶 体作为初始原料,在搅拌条件下,将二氧化钛胶体和氢氧化锂加入到水和乙醇的 混合溶液中,随后将溶液转入水热反应釜中,在150-200℃下水热离子交换反应 10-18h,反应结束后,自然冷却至室温,然后进行过滤得到白色的沉淀,将滤出 后的沉淀置于350-600℃马弗炉中热处理1-3h,得到一种应用于锂离子电池的钛 酸锂负极材料。本发明合成的应用于锂离子电池的钛酸锂负极材料在 20C(3.5A·g-1)的倍率下具有125mAh·g-1的稳定的放电比容量,显示了良好的大倍 率充放电性能。
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本发明提供了一种锂电池的析锂监测方法,包括:采集一个模组的锂电池的电压时间数据;对所述电压时间数据进行特征提取,得到符合预设范围的充放电的电压时间数据;对所述充放电的电压时间数据,进行拐点判断;确定存在所述拐点,对发生所述拐点的拐点时间进行分级;基于所述拐点时间的级别,对所述锂电池的析锂量进行监测。本发明采取大数据中的数据特征提取和电化学模型相结合的方式,并建立一系列日志和阈值制度,对锂电池进行析锂监测和预警。
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本发明公开了一种锂电池电极片预掺杂锂装置,包括掺杂筒、固定安装在所述掺杂筒下端的立柱和扣接在所述掺杂筒上端的筒盖,所述掺杂筒底部设置有出料斗,所述掺杂筒两侧壁上滚动安装有转轴,所述掺杂筒内设置有与两根所述转轴固定连接的蒸发板,所述蒸发板内镶嵌有电加热片,两根所述转轴上通过绝缘柱固定套装有导电环,所述导电环通过导线与所述电加热片电连接,所述导电环外壁上滑动安装有导电刷。有益效果在于:本发明所述的一种锂电池电极片预掺杂锂装置及其掺杂方法能够实现快速对锂电池极片进行预掺杂锂作业,无需长时间浸泡,也不用清洗和烘干,操作简便,有效提升预掺杂锂作业的效率,实用性好。
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本发明提供了一种高锂含量铸造铝锂合金的精炼方法,其包括如下步骤:S1、将纯铝熔化后,在加入细化合金元素前,于810~820℃下,利用氩气旋转喷吹,进行一级精炼;S2、在加入主合金化元素前,于730~740℃下,利用氩气旋转喷吹,进行二级精炼;S3、在加入主合金化元素后,于720~730℃下,利用氩气旋转喷吹,进行三级精炼。与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:获得的高锂含量铸造铝锂合金含氢量与含渣量大幅度减少,Li元素烧损率降低,熔炼成本降低,力学性能提高,为高锂含量铸造铝锂合金的开发和实际应用提供技术支持。
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一种铝酸锂和镓酸锂晶体的生长方法,其特点是 采用碳酸锂(Li2CO3)和氧化铝(Al2O3)或氧化镓(Ga2O3)为原料,按照一定比例配料,压制成块,直接装入坩埚,坩埚密封后置于钟罩式真空电阻炉内,用垂直温梯法生长晶体。原料中采用碳酸锂(Li2CO3),使得密封坩埚内是含CO2和O2的局部氧化气氛,这样既避免了炉内氧化气氛对发热体和保温材料的氧化污染,又有效克服了熔体组分因为还原气氛而挥发的问题,可以生长出作为InN-GaN基蓝光衬底的大面积的铝酸锂和镓酸锂晶体。
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本发明的目的是提供一种新的锂离子电池中锂元素补充方法,以液态溶液法实现对需要补充锂元素的电极进行补锂,同时具有较好的工艺可行性。所述方法包括:制备能溶解金属锂的溶剂,溶解金属锂形成锂溶液;将电极片与锂溶液充分接触,使锂溶液浸润到电极中;将电极片中的溶剂去除,获得经过补锂的电极片。由本发明提供的方法能够将锂元素添加到电极片中,可以提高该电极组装的锂离子电池的放电容量。
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本发明公开了一种锂离子电池的电极材料,包括电极活性材料及粘结剂,所述粘结剂包括田菁胶磷酸酯、羧甲基田菁胶、羟乙基田菁胶或氧化田菁胶。本发明还公开了一种锂离子电池的电极浆料,包括锂离子电池电极材料和溶剂,所述锂离子电池电极材料为上述锂离子电池的电极材料。本发明又公开了一种锂离子电池的电极,所述电极由上述锂离子电池的电极浆料涂覆在电极极电体上,经干燥、压延制备得到。本发明再公开了一种锂离子电池,包括电池壳体和密封在该电池壳体内的电极组和电解液;所述电极组包括正极、负极以及位于正极和负极之间的隔膜,所述正极和/或负极为上述锂离子电池的电极。本发明提高电池的容量、倍率放电性能和循环性能。
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