本發明涉及鋰離子電池、鋰離子電池負極片及鋰離子電池制備方法;一種鋰離子電池負極片,包括負極集流體和涂覆于所述負極集流體上的負極材料;所述負極材料包括負極活性物質、導電劑、高分子粘結劑;所述負極活性物質包括經過碳包覆處理的FePO4。該鋰離子電池負極片的負極材料通過選擇經過碳包覆處理的FePO4作為負極活性物質,從而使得制得的鋰離子電池具有較高的安全性能和能量密度以及較長的使用壽命。
本發明屬于鋰離子電池技術領域,涉及一種復合金屬鋰負極及包括該復合金屬鋰負極的鋰離子電池。相對于現有技術,本發明具有以下有益效果:本發明的復合金屬鋰負極中通過潤濕穩定結構的調控,使得金屬鋰與集流體之間有著良好的潤濕性和穩定性。本發明的復合金屬鋰負極的潤濕穩定結構中的鹵化鋰是穩定劑(如潤濕穩定結構中的穩定劑)和金屬鋰原位生成的,該原位生成后的潤濕穩定結構中的鹵化鋰使得金屬鋰在循環的過程中能夠均勻沉積,提供快速離子擴散路徑,抑制了鋰枝晶的形成和生長。
一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰-磷酸釩鋰的制備方法。是將硫酸亞鐵溶液和偏釩酸銨溶液加入攪拌反應釜中反應0.5~8h,再將足量的雙氧水加入溶液中反應0.2~0.5h,陳化2~4h,經過濾、洗滌、干燥后得到高活性的FeVO4·xH2O粉末;將FeVO4·xH2O粉末經過500℃熱處理后得到純相FeVO4;再將純相FeVO4、鋰源化合物、磷源化合物、復合碳源及復合金屬化合物為原料,將鐵、釩、磷、鋰、碳元素及復合金屬元素摩爾比配比為1∶1∶2.5∶2.5∶(0.1~10)∶(0.01~1),然后以水為介質進行機械活化0.5h~10h,采用噴霧干燥方式得到含復合碳源和復合金屬元素的磷酸鐵鋰-磷酸釩鋰復合材料前驅體,再在一定的氣氛保護下于600~900℃焙燒4~20h,得到性能優異的磷酸鐵鋰-磷酸釩鋰復合正極材料。
本發明公開了一種錳酸鋰與鈦酸鋰體系鋰離子電池,其正極材料由錳酸鋰、粘合劑3、導電劑組成;其負極材料由鈦酸鋰、粘合劑、導電劑組成;其電解液含有電解質和溶劑,其中電解質為LiPF6或由LiPF6和雙草酸硼酸鋰組成。本發明的錳酸鋰與鈦酸鋰體系鋰離子電池,其電解液使用溫度范圍寬,化學穩定性好,適配于錳酸鋰與鈦酸鋰體系的鋰離子電池。本發明的鋰離子電池,安全性高,循環壽命長。
本發明公開了一種鋰離子電池富鋰工藝及使用該工藝制備的鋰離子電池,所述富鋰工藝的步驟為:在低于EC熔點的溫度下,將鋰粉與EC粉末在干粉狀態下預混均勻,然后再升溫到高于EC熔點的溫度,以使EC粉末溶劑化,從而得到鋰粉均勻分散在EC溶劑中的鋰粉漿料;將制得的鋰粉漿料涂覆在鋰離子電池正極片、負極片、隔離膜中的至少一種上,然后冷卻至低于EC熔點的溫度,得到表層為富鋰層的正極片、負極片和/或隔離膜。與現有技術相比,本發明的富鋰工藝不僅具有制備方法簡單、分散效果均勻、分散過程對鋰粉表層保護膜無破壞的優點,而且富鋰層涂覆后無需烘干,有效地避免了鋰粉在高溫烘烤過程中的氧化和漂浮到空氣中。
本發明提供了一種鋰離子電池正極材料、鋰離子電池正極片及其制備方法和鋰離子電池,涉及電極材料技術領域,所述鋰離子電池正極材料包括正極活性物質、正極導電劑、正極粘合劑和含氮組合物,所述含氮組合物包括巴比土酸類化合物和馬來亞酰胺類化合物,以緩解現有的鋰離子電池在使用過程中,存在起火爆炸等安全隱患的技術問題,通過正極活性物質、正極導電劑、正極粘合劑和含氮組合物相互協同,使的含氮組合物在高溫下發生交聯反應,生成膜狀的含氮高聚物,包覆于正極活性物質表面,阻斷鋰離子的傳輸,從而避免鋰離子電池內部溫度繼續升高,提高鋰離子電池的安全性能。
本發明公開了一種超過磷酸鐵鋰理論容量的磷酸鐵鋰基復合材料、其制備方法及用途。所述磷酸鐵鋰基復合材料包括內核以及包覆所述內核的復合包覆層,所述內核由無機碳基體及附著在所述無機碳基體上的磷酸鐵鋰構成,所述復合包覆層的組成包括一水七氧化三釩顆粒和無機碳。所述方法包括:1)制備由無機碳基體及附著在所述無機碳基體上的磷酸亞鐵構成的復合前驅體;2)將復合前驅體與鋰源和磷源混合,焙燒,得到內核;3)將內核、釩源、可溶性有機碳源、表面活性劑和溶劑混合得漿料,水熱反應,得到磷酸鐵鋰基復合材料。本發明的磷酸鐵鋰基復合材料的振實密度高、扣電容量可達170mAh/g以上,且倍率性能良好。
本發明實施例提供了一種鋰離子二次電池負極活性材料,包括石墨烯和納米In2S3顆粒,所述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。該鋰離子二次電池負極活性材料具有高的比容量且循環性能良好。本發明實施例第二方面提供了所述鋰離子二次電池負極活性材料的制備方法,工藝簡單方便,條件溫和。本發明實施例第三方面提供了包含所述鋰離子二次電池負極活性材料的鋰離子二次電池負極極片,以及本發明實施例第四方面提供了包含所述鋰離子二次電池負極活性材料的鋰離子二次電池。
本發明公開了一種預鋰化極片、預鋰化極片的制備方法以及鋰離子電池,涉及鋰離子電池技術領域;預鋰化極片的制備方法包括步驟:S1、金屬薄膜的制成;S2、三明治形狀薄膜的成型;S3、金屬鋰層的成型,采用離子銑技術將上、下兩層薄膜基材的表面刻蝕出多個陣列分布的待鍍區,且待鍍區貫穿于薄膜基材和活性材料層;在薄膜基材的表面鍍上金屬鋰,金屬鋰填充待鍍區,在薄膜基材的外表面形成金屬鋰層;S4、薄膜基材的剝離,對金屬薄膜上表面的薄膜基材與活性材料層之間、金屬薄膜下表面的薄膜基材與活性材料層之間實現剝離,得到預鋰化極片;本發明的有益效果是:安全性能更高,還能夠為鋰電池提供遠遠不斷的鋰源,實現了安全與能量密度的完美平衡。
本發明涉及一種鋰離子電池用鋰復合片及其制備方法、鋰離子電池,屬于鋰離子電池技術領域。本發明的鋰離子電池用鋰復合片,包括鋰片,所述鋰片表面包覆有偏鋁酸鋰材料層,所述偏鋁酸鋰材料層包括偏鋁酸鋰。本發明的鋰離子電池用鋰復合片應用到鋰離子電池中,能夠補充負極極片在首次充電過程中消耗的不可逆鋰,還能夠在鋰離子電池充放電過程中保持極片的結構穩定,有利于提高鋰離子電池的循環壽命。在鋰離子電池內部溫度上升時,也能較好地保持電芯不發生嚴重的結構變化。
為克服現有鋰離子電池中存在鈍化膜阻抗大和高、低溫性能差的問題,本發明提供了一種非水電解液,包括有機溶劑、鋰鹽和磷酸酯類化合物,所述磷酸酯類化合物包括選自結構式(Ⅰ)所示化合物:結構式(Ⅰ)其中,R1、R2、R3各自獨立地選自1~5個碳原子的烷基、1~5個碳原子的氟代烷基、芳香基、氟取代芳香基、2~5個碳原子的不飽和烴基、?Si(CmH2m+1)3,m為1~3的自然數,R1、R2、R3中至少一個為不飽和烴基,且R1、R2、R3中至少一個為?Si(CmH2m+1)3基團。同時,本發明還公開了包括上述非水電解液的鋰離子電池。本發明提供非水電解液有利于提升鋰離子電池的高溫循環性能和低溫存儲性能。
本發明提供了一種處理含鋰正極材料表面殘鋰的方法、正極材料和鋰離子電池,所述方法包括:將含鋰正極材料表面的碳酸鋰在惰性氣氛下與還原劑反應,使得碳酸鋰還原為氣態產物和鋰的氧化物。所述方法使用的原料成本低,工藝簡單,適于大規模生產應用,不會對正極材料接下來的工藝流程造成影響,所得正極材料的穩定性以及電化學性能高于未處理的材料,包含該正極材料的鋰離子電池在測試中體現出了更為優越的動力學性能和穩定性,其在使用過程中的產氣現象也大幅度降低。
本發明涉及鋰離子電池領域,具體而言,提供了一種高電壓鋰離子電池用功能性添加劑、高電壓鋰離子電池電解液及高電壓鋰離子電池。該功能性添加劑包括金屬陽離子和陰離子團;金屬包括除鋰之外的鈉、鉀、銣、銫、鈁、堿土金屬、化學元素周期表中第一副族元素或化學元素周期表中第二副族元素中的至少一種;陰離子團包括含硫陰離子團、含硼陰離子團或含氰根陰離子團中的至少一種。該功能性添加劑中特定的金屬陽離子和陰離子團共同構成SEI膜的主框架,可在鋰離子電池的正極表面形成一層致密均勻且阻抗低的SEI膜,抑制電解液溶劑和導電鋰鹽的分解,避免正極材料被電解液溶劑或導電鋰鹽的分解副產物所腐蝕,穩定正極材料結構,改善電池循環穩定性。
一種鈦酸鋰與鎳鈷酸鋰體系鋰離子電池,其負極材料由鈦酸鋰85~95%、粘合劑3~10%、導電劑3~10%組成,其正極材料由鎳鈷酸鋰85~95%、粘合劑3~10%、導電劑3~10%組成;其中,百分數均為質量百分數。正、負極材料經制漿、涂布、層疊、注液、化成分容等制備方法得到鎳鈷酸鋰-鈦酸鋰電池。本發明涉及的鋰離子電池容量大,安全性能高,倍率充放電優良,循環壽命長,體積比能量高,較適合在混合動力汽車、光電儲能設施,國防應用領域和高規格電力儲能系統等多方面的應用。
本發明提供了一種鋰離子電池包、鋰離子電芯、鋰離子電池電解液及其添加劑,本發明的電解液添加劑包括烷基二碳酸酯類添加劑和雙氟磺酰亞胺鋰。烷基二碳酸酯類添加劑成膜在負極,改善循環性能,而未成膜的成分在高壓態正極會被氧化;而LiFSI在正極形成保護膜,這一層正極膜在一定程度下降低了烷基二碳酸酯類添加劑的分解,所以其產氣被部分減少,極片界面得到改善,從而提高了容量保持率,可以取得改善鋰離子電芯循環性能,同時提升鋰離子電芯高溫存儲容量保持率的效果。
一種鋰離子電池負極及其制備方法、含有該鋰離子電池負極的鋰離子電池,其特征在于,所述的負極包括集流體、設置在集流體上的防過放涂層以及設置在防過放涂層上的負極活性材料層;所述防過放涂層由鈦酸鋰和粘結劑組成,所述鈦酸鋰的化學式為LixTi5O12,其中4≤x≤9。所述鋰離子電池負極的制備方法包括:1)將鈦酸鋰與粘結劑、溶劑混合后配制成漿料;將所述漿料涂覆于負極集流體表面,干燥輥壓后得到表面具有防過放涂層的集流體;2)將負極漿料涂覆于步驟(1)中得到的表面具有防過放涂層的集流體的表面,干燥輥壓后得到所述鋰離子電池負極。本發明提供的鋰離子電池負極,通過在集流體與負極活性材料層之間設置一層含有鈦酸鋰的防過放涂層,能夠有效的避免鋰離子電池過放狀態下SEI膜分解,并同時解決了電池過放狀態下現有負極集流體易氧化溶解的問題。
本申請涉及能源領域,具體而言,涉及一種鋰電池加鋰聚陰離子正極材料及其制備方法以及鋰電池。本申請提供一種鋰電池加鋰聚陰離子正極材料,形成包覆結構;內核為LiMPO4;包覆層為LixSi1?yWyOz;其中,M為Fe、Mn、Co、V中一種或多種,W為Nb、B、Ti、Al、Mo、Mn、Ni、Fe、Mg中的一種或多種,2≤x≤4,0≤y≤0.2,3≤z≤4。本申請提供的鋰電池加鋰聚陰離子正極材料應用于鋰離子電池,電化學循環過程中,聚陰離子材料與硅酸鋰之間的協同效應可促進硅酸鋰分解釋放活性鋰離子,提升了電池能量密度和循環壽命。
本發明公開一種包含鈦酸鋰涂層的鋰離子電池正極片及其制備方法和鋰離子電池,其中,包含鈦酸鋰涂層的鋰離子電池正極片,包括集流體、形成于集流體表面的正極材料層及形成于正極材料層表面的鈦酸鋰涂層,所述鈦酸鋰涂層厚度為0.1-30μm,所述鈦酸鋰涂層包含比重為80%-98%的鈦酸鋰、0.5%-10%的粘結劑和0.5%-10%的導電劑;本發明技術方案能夠在保證鋰離子電池電性能前提下,提高鋰離子電池安全性能。
本發明實施例提供了一種鋰離子電池負極添加劑,為由單質鋰粉末以及包覆在所述單質鋰粉末表面的聚合物形成的核殼包覆結構,該聚合物能夠溶解于碳酸酯溶劑中,并且聚合物不能與N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-2-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃、丙酮或甲醇反應,以及聚合物在0~150℃溫度下穩定存在。該鋰離子電池負極添加劑可作為鋰源加入鋰離子電池負極材料中,用以補償鋰離子電池負極在首次充放電過程中出現的鋰消耗。本發明實施例還提供了該鋰離子電池負極添加劑的制備方法、包含該鋰離子電池負極添加劑的鋰離子電池負極片和鋰離子電池,該鋰離子電池能量密度高且循環壽命長。
本發明涉及鋰離子電池技術領域,公開了鈦酸鋰復合材料的制備方法,包括:將碳源、鋰源、鈦源和釩源混合分散均勻得到的多元素摻雜混合物在微波下照射得到復合物前驅體;將所述復合物前驅體進行碳化處理。還公開了鈦酸鋰復合材料,采用上述的制備方法制得。該鈦酸鋰復合材料具有好的電子和離子的傳輸能力,且采用該材料制得的鋰離子電池具有好的倍率性能和理論容量。還提供了一直電極片,其制備材料包括本發明提供的鈦酸鋰復合材料。還公開了電極片的制備方法,包括:將鈦酸鋰復合材料、導電劑以及粘結劑混合均勻得到的混合料在集流體上涂成薄膜。還公布了一種鋰離子電池,包括上述的電極片。該電極片和該鋰離子電池均具有優良的電學性能。
本發明公開了一種鈦酸鋰負極材料,其表面包覆有一種或多種金屬氧化物MxOy,其中,M為Al、Mg、Ga、Ge、Sn、Zr、Ca、Sb、In中的一種或幾種。本發明鈦酸鋰負極材料的表面包覆有金屬氧化物MxOy,在高溫下具有良好的穩定性。此外,本發明還提供了一種鈦酸鋰負極材料的制備方法以及使用鈦酸鋰負極材料的鋰離子電池。
為改善電池的循環性能,本發明記載了一種鋰金屬電池電解液及鋰金屬電池和鋰硫電池,一種鋰金屬電池電解液,包括溶劑和鋰鹽,所述鋰鹽包括鋰鹽Ⅰ、鋰鹽Ⅱ、鋰鹽Ⅲ,各組分在電解液中所占的質量百分比分別為:溶劑40%~85%,鋰鹽Ⅰ10%~50%,鋰鹽Ⅱ0.1%~3%,鋰鹽Ⅲ0.1%~10%,所述溶劑為環上含有氧族元素的有機雜環化合物的任意組合,所述鋰鹽Ⅰ為雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI),所述鋰鹽Ⅱ為硝酸鋰(LiNO3),所述鋰鹽Ⅲ為含硼的鋰鹽和含磷的鋰鹽中的一種或幾種的組合;一種鋰金屬電池,包括:正極,含鋰負極、隔膜和上述電解液;一種鋰硫電池,包括:含硫正極、含鋰負極、隔膜和上述電解液;本發明屬于鋰離子電池領域,改善了鋰硫電池的循環性能。
本發明提供了一種廢舊磷酸鐵鋰電池的回收利用方法,包括:將廢舊磷酸鐵鋰電池進行放電、拆解得到正極片;將正極片溶解在酸中,過濾后,得到濾液和濾渣;向濾液中加入氨水,同時攪拌,直至所得的溶液pH為1.0?1.6,得到含有硫酸鋰和硫酸鋁的混合溶液B和磷酸鐵沉淀;向混合溶液B中加入氨水,同時攪拌,直至所得的溶液pH為5.4?7.0,得到硫酸鋰濾液和氫氧化鋁沉淀;向硫酸鋰濾液中加入含磷化合物和堿,攪拌,直至所得溶液pH為9.0?14.0,過濾得到沉淀后干燥,得到磷酸鋰。本發明還提供了一種磷酸錳鐵鋰或磷酸鐵鋰正極材料的制備方法,采用上述制得的磷酸鋰和磷酸鐵作為原料制得磷酸錳鐵鋰或磷酸鐵鋰正極材料。
本發明公開了一種鈦酸鋰與磷酸亞鐵鋰體系鋰離子電池,其負極材料由鈦酸鋰、粘合劑、導電劑組成;其正極材料由磷酸亞鐵鋰、粘合劑、導電劑組成;其電解液含有電解質和溶劑,其中電解質為LiPF6或由LiPF6和雙草酸硼酸鋰組成。本發明的鈦酸鋰與磷酸亞鐵鋰體系鋰離子電池,其電解液使用溫度范圍寬,化學穩定性好,適配于鈦酸鋰與磷酸亞鐵鋰體系的鋰離子電池。本發明的鋰離子電池,安全性高,循環壽命長。
本發明實施例提供了一種雙摻雜富鋰固溶體正極復合材料,化學式為:xLi2MnO3·(1-x)LiMO2·yMaMb,其中0< x< 1,0< y< 0.1,M為Ni、Co、Mn、Ti、Al、Zr、Fe、V、Mg和W中一種或幾種的組合,Ma為Na和K中的一種或組合,Mb為F、N和P中的一種或幾種的組合,該雙摻雜富鋰固溶體正極復合材料解決了現有技術中富鋰固溶體正極材料在循環過程中因結構坍塌導致的電壓平臺下降的問題。本發明實施例還提供了該雙摻雜富鋰固溶體正極復合材料的制備方法、包含該雙摻雜富鋰固溶體正極復合材料的鋰離子電池正極片以及包含該鋰離子電池正極片的鋰離子電池。
本發明提供一種3D打印三維鋰離子電池的裝置、方法及三維鋰離子電池,屬于電池制造領域。本發明的裝置包括運動平臺和設置在運動平臺上的打印部件,所述打印部件包括3路結構相同的擠出裝置及與分別與3個擠出裝置相連的共擠出噴頭,所述擠出裝置包括用于容納并擠出打印用漿料的擠出件、驅動所述擠出件擠出漿料的驅動裝置,設置在驅動裝置上、與接觸件接觸,用于控制擠出件擠出漿料速度的傳感器;所述共擠出噴頭內設有三條分別與3個擠出件輸出口相連的流道,在所述流道的底端還設有分別與三條流道相通的共擠出流道。本發明的有益效果為:能夠制造出外形尺寸小,高性能的三維鋰電子電池,柔性高,且成本低。
本發明提供一種鋰離子電池電解液,所述鋰離子電池電解液由有機溶劑、鋰鹽、新型添加劑及其它常規添加劑組成。所述新型添加劑為結構式1所示的雙環磷酰亞胺鋰鹽或雙環硫代磷酰亞胺鋰鹽化合物。本發明中,結構式1所示的化合物作為電解液添加劑時,其還原電位較高,因此可以優先于常規添加劑而在負極表面參與固體電解質膜的生成,改善界面膜的成分;同時該類添加劑由于具有環磷酸酯結構,在高電壓下磷氧鍵容易發生斷裂,從而可以參與正極電解質膜的生成,提高正極材料的界面穩定性。因此該類添加劑的引入可有效地改善鋰離子電池的高溫性能、低溫性能和循環性能。
本發明公開并提供一種適用于硅碳負極的電解液,該電解液能夠降低了硅碳負極的膨脹率,有效減少電解液的副反應損耗;同時還提供一種鋰離子電池,該鋰離子電池的電池容量衰減速度慢、性能穩定、實際放電能力好。匹配硅碳石墨負極的鋰離子電池電解液包括原液和加入原液的添加劑,添加劑包含酸酐類添加劑和焦碳酸酯類添加劑,酸酐類添加劑和焦碳酸酯類添加劑分別為酸酐類有機小分子化合物和焦碳酸酯類有機小分子化合物。鋰離子電池包括上述的匹配硅碳石墨負極的鋰離子電池電解液。本發明應用于鋰離子電池的技術領域。
本發明提供了一種鋰離子電池的多功能涂層,所述多功能涂層中含有如下組分:導電劑100重量份,陶瓷材料顆粒20~5000重量份,粘結劑10~500重量份。本發明還提供了一種鋰離子電池的多功能涂層漿料,所述多功能涂層漿料中含有如下組分:導電劑100重量份,陶瓷材料顆粒20~5000重量份,粘結劑10~500重量份,溶劑200~8000重量份。本發明同時提供了上述多功能涂層和漿料的制備方法以及采用這種多功能涂層的鋰離子電池。本發明的多功能涂層漿料分散后穩定性好,使用此材料制作鋰離子電池,可大幅度降低了活性層與集流體間的電阻,從而降低了電池內阻,提高電子傳輸速度,提高電池倍率性能,同時加入的陶瓷材料顆粒,在電池被熱濫用和擠壓時,其良好絕緣和隔熱性能,可有效減少熱量的產生和傳遞,防止電池發生熱失控,從而提高電池的安全性能。
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