本發明提供了一種二氟磷酸鋰、其制備方法及鋰離子電池電解液。本發明提供的二氟磷酸鋰的制備方法包括:a)將六氟磷酸鋰和式(1)化合物在非水溶劑中反應,得到反應物;b)除去所述反應物中的低沸點成分,得到二氟磷酸鋰;其中,R1~R8分別獨立地選自氫、取代的或未取代的烴基、鹵素、硝酸基、氨基或氰基;所述烴基選自C1~C10的烴基;所述取代的烴基中,取代基選自羥基、氨基、硝基、氰基、羧基、醚基或醛基。通過本發明的制備方法制得的二氟磷酸鋰純度高、含水量低,為高品質二氟磷酸鋰產品,且該制備方法簡單易行、成本低、收率高,能夠方便有效的獲得高品質二氟磷酸鋰產品。
本發明涉及鋰離子電池領域,公開了一種高電壓用寬溫型鋰離子電池非水電解液及鋰離子電池。該高電壓用寬溫型鋰離子電池非水電解液包含鋰鹽、有機溶劑和添加劑,其中,添加劑中包含如式I所示的鋰鹽添加劑和如式II~X所示的添加劑中的一種或多種,所述鋰鹽添加劑能夠形成具有優良導離子性的鈍化膜,降低鋰離子電池的阻抗,對于提高低溫循環效果具有很大的益處;而式II~X所示的添加劑能夠鈍化正極的活性位點,在高溫和高電壓下都具有很好的循環性,兩者的搭配使用能夠在很大程度上使鋰離子電池能夠兼顧高低溫性能,拓寬鋰離子電池使用的溫度范圍。
本發明屬于鋰離子電池技術領域。本發明公開了一種低溫型鋰離子電池電解液,其由溶劑、鋰鹽和添加劑組成,鋰鹽為混合鋰鹽,其包含六氟磷酸鋰或四氟硼酸鋰中的至少一種及特殊鋰鹽,特殊鋰鹽由雙氟二草酸磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰或二氟磷酸鋰中的至少一種組成;特殊鋰鹽在電解液中的重量百分含量為0.5%~5.0%;本發明還公開了一種包含上述低溫型鋰離子電池電解液的電解液。本發明通過上述組分的必要和選擇性添加聯用,可以達到本發明的目的,協同改善電解液的低溫性能,不損失高溫性能,拓寬了鋰離子電池應用溫度范圍,一定程度上降低環境對電池性能發揮帶來的影響。本發明提供的電解液,可以滿足在低溫下充電,有別于目前通常要求的低溫放電性能。
本發明涉及鋰電池領域,尤其是涉及一種鋰電池正極集流體及其制備方法與鋰電池及其正極。正極集流體包括聚合物膜,所述聚合物膜兩側側面上均設置有鋁金屬區,所述鋁金屬區上設置有鋁金屬層,且所述鋁金屬層的面積為聚合物膜面積的40~70%。本申請的鋰電池采用上述正極集流體,提高了鋰金屬電池的能量密度的同時,在電池充放電過程中也降低了正極活性材料剝離脫落的概率,進而提高了電池的循環壽命,另外進一步降低了鋰電池發生微短路的情況,提升了鋰電池安全性能。
本發明涉及固體鋰電池的技術領域,公開了一種高安全性的鋰復合負極片及其制備方法、固體鋰電池。一種高安全性的鋰復合負極片,包括注鋰三維多孔氧化銅基片、包裹三維多孔氧化銅基片的鋰層以及包裹修飾在鋰層外側的氯化聚多碳烯酸/g?C3N4。氯化聚多碳烯酸/g?C3N4提供與鋰反應的位點,促進鋰離子傳輸并抑制鋰枝晶生長;鋰在三維多孔氧化銅基片內體積膨脹被限制,增強充放電過程中鋰的穩定性;氯化聚多碳烯酸和金屬鋰反應,形成高彈性和離子導電的氯化聚多碳烯酸/鋰界面,提升SEI界面穩定性;從而有效提升了負極片的電導率和循環壽命,安全性提升。
本發明屬于鋰離子電池正極片技術領域,具體涉及一種復合錳酸鋰正極片,包括集流體、黏附在所述集流體上的錳酸鋰正極涂層和涂敷在所述錳酸鋰正極涂層表面的磷酸鐵鋰涂層;包含以下制備步驟:(1)制備錳酸鋰正極漿料;(2)得到錳酸鋰正極涂層極片;(3)制備磷酸鐵鋰正極漿料;(4)將磷酸鐵鋰正極漿料涂覆在錳酸鋰正極涂層極片上,烘干,得到復合錳酸鋰正極片。本發明的復合錳酸鋰正極片,其中內層為錳酸鋰正極涂層,外層為磷酸鐵鋰正極涂層,正極外層磷酸鐵鋰涂層保護錳酸鋰正極,減少其與電解液的接觸面,進而減少高溫下與電解液的副反應,提高電池的高溫循環性能和高溫儲存性能。
本發明提供了一種鋰離子電池負極材料及其制備方法。該負極材料包括具有一次粒子20~100nm、比表面積為50~170m2/g構成的硅負極材料SiOx,其中,0<x<0.1。其制備方法是一氧化硅于惰性氣氛中在800~1100℃恒溫下反應,反應完畢冷卻至室溫經過酸或堿處理除雜,洗滌干燥得到硅顆粒,該硅顆粒在惰性氣氛中碳包覆后冷卻至室溫得到。本發明提供的鋰離子電池負極材料具有較高的放電容量和循環性能,穩定性較高。實驗結果表明,本發明提供的鋰離子電池負極材料的首次放電容量可達2050mAh/g。
本發明涉及一種預鋰化極片及制備方法、及生產系統、及鋰離子電池。本發明的預鋰化極片包括極片、柔性復合金屬鋰薄膜和粘結劑;粘結劑設置在極片和柔性復合金屬鋰薄膜之間。將柔性復合金屬鋰薄膜的表面負載上粘結劑溶液,然后將柔性復合金屬鋰薄膜負載有粘結劑溶液的表面與極片表面壓緊,干燥,制得預鋰化極片。本發明還提供了預鋰化極片的生產系統,包括噴涂機構、輥壓機構和加熱機構。本發明還提供了預鋰化極片作為鋰離子電池負極極片的應用。本發明采用超薄柔性復合金屬鋰薄膜完成極片補鋰操作,可以精確控制補鋰量,避免產生鋰富余,在補鋰的操作過程中無需將鋰高溫熔融或者使用轉印膜,步驟簡單、可靠性高。
本發明公開了一種鋰離子電池負極材料及其制備方法,所涉及的材料為三氧化鉬/二硫化錫核殼結構納米線。該材料采用兩步合成方法:以四水鉬酸銨為鉬源,通過水熱法合成了三氧化鉬,之后用乙醇分散三氧化鉬,五水四氯化錫和硫代乙酰胺加入其中,并將混合物放入水浴加熱且保持磁力攪拌;然后,使用無水乙醇和去離子水離心洗滌產物,并將產物真空干燥,之后將樣品在氬氣氣氛下煅燒,得到該負極材料。利用上述方法制備得到的三氧化鉬/二硫化錫核殼結構納米線具有結晶性好、樣品均一度高、工藝簡單等特點,可大規模應用于鋰離子電池負極材料。鋰離子電池測試結果表明,該負極材料在循環100次后仍能保持478mAh/g的可逆容量,高于石墨的理論容量(372mAh/g)。
本發明涉及一種鋰電池用磷酸鐵鋰復合材料的制備方法?,F有方法制備的產品碳包覆不夠均勻或純度不夠。本發明方法首先將可溶性鋰化合物溶解于去離子水中配制成鋰離子濃度為0.3~0.9mol/L的含鋰溶液,加入氧化石墨烯,攪拌分散后加入磷酸和亞鐵鹽,形成混合溶液;然后將混合溶液置于不銹鋼反應釜中在180℃~220℃下反應1~4小時,反應液過濾后,經洗滌、干燥后得到磷酸鐵鋰/氧化石墨烯復合材料,最后充氫氣進行還原反應,得到磷酸鐵鋰/石墨烯復合材料。本發明方法獲得的磷酸鐵鋰/石墨烯復合納米材料復合均勻,極大地提高磷酸鐵鋰的導電性,成功解決了磷酸鐵鋰正極材料導電不良的缺點,提高了電池在大電流放電時的容量。
本發明公開了一種高電壓鈷酸鋰/鈦酸鋰電池,電池正極采用4.4V高電壓鈷酸鋰,該材料可將充電電壓提高至4.4V,從而具有較高的比容量(其比容量為185mAh/g,壓實密度為4.2g/cm3),同時具有較高的穩定性,負極采用鈦酸鋰,電化學性能好,并對電解液配方進行了改進,從而使得電解液和電極界面更穩定。本發明的電池在擁有較高能量密度的同時具有良好的循環性能、安全性能、快速充電和低溫充電能力,從而有助于推動鈦酸鋰電池在鋰離子動力電池領域的發展。本發明還公開了一種高電壓鈷酸鋰/鈦酸鋰電池的制備方法,步驟簡單,可操作性強。
本發明公開了一種鋰電池包放電保護方法及采用該方法的鋰電池包,當鋰電池包進入工作狀態時,熱敏電阻處于正常工作狀態,此時先判定鋰電池包是處于充電工作狀態還是放電工作狀態,當鋰電池包處于充電工作狀態時,保持熱敏電阻的正常工作狀態,當鋰電池包處于放電工作狀態時,此時監測鋰電池包中每節鋰電池的電壓,如果所有節鋰電池沒有過放,保持熱敏電阻的正常工作狀態,如果出現任意一節鋰電池過放,此時使熱敏電阻由正常工作狀態變換至異常工作狀態,鋰電池包的溫度信號輸出端輸出異常信號;優點是通過原有的充電器仍然實現單節過充保護以及原有的放電控制器實現單節過放保護,提高鋰電池包的使用壽命,降低發生安全事故的風險。
本發明公開了一種從含鋰鹽湖鹵水中提取鋰鹽的方法和裝置。所述方法包括以下步驟:(a)將水槽內的鹵水加熱至60-70℃;(b)采用疏水性微孔膜對加熱的鹵水進行膜蒸餾,分別獲得水和濃縮的鹵水;(c)將濃縮的鹵水加熱至40-60℃后,送回至水槽;(d)重復步驟(a)、(b)、(c),直至水槽內析出鹽。通過浮選,從步驟(d)獲得的鹽中將鋰鹽、鈉鹽、鎂鹽進行分離,得到鋰鹽粗品;任選地,對鋰鹽粗品進行精制,可以獲得純度更高的鋰鹽。本發明還公開了適用該方法的裝置,包括水槽、集熱器、水泵和膜組件。本發明具有高效、節能、環保、占地面積小,便于操作,易于實現大規模工業化生產等優點。
本發明涉及摩托車及汽車啟動電源用鋰電池正極漿料及使用該正極漿料的鋰電池;本鋰電池正極漿料包括以下重量份的成分組成:LiFePO4:1.0~4.0份;Li2CO3:0.05~0.2份;導電劑:0.05~0.4份;水性黏合劑:0.1~1.0份;去離子水:0.5~2份;極性溶劑:0.1~0.35份。本鋰電池的正極片是涂覆有上述混合型正極漿料的鋁箔。本發明的鋰電池混合型正極漿料采用磷酸鐵鋰材料和碳酸鋰材料進行配伍生產的鋰電池比容量及比能量方面優良,功率高,鋰電池安全性能好,循環使用壽命長,生成成本低,可以取代鉛酸電池作為摩托車及汽車啟動電源電池,填補國內磷酸鐵鋰電池使用在啟動電源的技術空白。
本發明屬于酸鋰晶片用具技術領域,尤其涉及一種6英寸鈮酸鋰晶片或鉭酸鋰晶片的生產工藝。本發明公開了一種6英寸鈮酸鋰晶片或鉭酸鋰晶片的生產工藝,其步驟如下:A:切割成厚度0.6-1mm的晶片;B:把晶片裝入還原爐內還原;C:研磨后用超聲波清洗干凈;D:粘片工藝;E:研磨工藝;F:拋光工藝;G:清洗工藝:然后裝盒。本發明采用2次腐蝕去除晶片內部應力,晶片黑化去靜電荷,機械化學法拋光達到超光滑平面,使得各項指標達到TTV<5um,BOW<40um,warp<40um?PLTV>95%適合大批量生產。
本發明涉及硫化鋰電池負極材料,旨在提供一種鋰離子電池負極材料及其硫化鋰電池的制備方法。其中負極材料的制備過程包括:SnO2的制備、SnO2-石墨烯復合材料的制備和SnO2-石墨烯-聚苯胺復合材料的制備步驟。本發明利用SnO2具有高的儲鋰比容量的特性,形成一種具有二氧化錫、石墨烯和聚苯胺分層結構的高容量的鋰離子電池負極材料;利用硝酸鋁為電解液添加劑而得到的溶膠電解液能夠有效阻止聚硫穿梭,有效提高硫化鋰電池的壽命。本發明的硫化鋰電池有效避免大電流充電時出現金屬鋰枝晶,提高了硫化鋰電池的安全性。由于硫化鋰和SnO2都是高的容量材料,所形成硫化鋰電池具有容量高、可靠性好的優點,可應用于電動汽車,以及光伏發電和風力發電的電力儲存。
本發明公開的鋰離子電池磷酸亞鐵鋰正極,它的組分及其的質量百分比含量為:磷酸亞鐵鋰80-91%,石墨納米片2~9%,其余為聚偏氟乙烯。其制備方法:首先將石墨納米片均勻分散在丙酮中,加入磷酸亞鐵鋰,制得到石墨納米片與磷酸亞鐵鋰的復合物;然后將得到的石墨納米片與磷酸亞鐵鋰的復合物和質量濃度5%的聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶膠攪拌成均勻的混合漿料,涂到作為集流體的鋁箔上,真空干燥,碾壓。本發明的含有石墨納米片的鋰離子電池磷酸亞鐵鋰正極具有高的大電流放電性能,作為動力鋰離子電池的正極具有廣泛的應用。
本發明涉及鋰離子電池技術領域,公開了一種軟包鋰離子電池的化成方法及軟包鋰離子電池。該化成方法包括以下步驟:第一次充電:注液后3~24h,將鋰離子電池充電至額定容量的0.05%~0.4%,充電時間為1~30min;第二次充電:注液后12~72h,將鋰離子電池充電至額定容量的8%~30%,充電時間為3~6h;第三次充電:第二次充電后24~72h,將鋰離子電池充至滿電,充電時間為3~6h。本發明的化成方法通過在浸潤期間引入小電流充電,能有效防止高能量密度的軟包鋰離子電池在化成過程中出現負極活性物質和集流體脫落的問題,從而獲得兼具高能量密度、長循環壽命和高良品率特點的軟包鋰離子電池。
本發明涉及一種拓寬磷酸亞鐵鋰燒結溫度范圍的方法,其特征在于,磷酸亞鐵鋰制備原料中的鐵源由不同的含鐵化合物組成,通過調節不同鐵源組分的比例關系來實現磷酸亞鐵鋰燒結溫度范圍的拓寬。本發明還提供了一種磷酸亞鐵鋰的制備方法,利用上述拓寬磷酸亞鐵鋰燒結溫度的方法來制備磷酸亞鐵鋰,可以實現在較寬的溫度范圍內制備磷酸亞鐵鋰,減少了對燒結設備精確度和可靠性的依賴,提高了磷酸亞鐵鋰制備批次的穩定性。
本發明的用于鋰離子電池正極的磷酸釩鋰復合材料,是由多壁碳納米管改性的無定形碳原位包覆Li3V2(PO4)3表面形成的粉末,按質量百分比含有:95%~98%的Li3V2(PO4)3,2%~5%的碳。其制備方法:按Li3V2(PO4)3的化學計量比將原料Li2CO3、NH4H2PO4和NH4VO3混合,加入多壁碳納米管和聚乙烯醇,再加入無水乙醇在球磨機上球磨混合后,在氬氣氣氛中煅燒,即可。本發明的磷酸釩鋰復合材料用于鋰離子電池正極,充放電容量高,循環穩定性好。高倍率性能優異,材料導電性高。適合給便攜式電動工具、電動摩托車以及電動汽車等提供動力能源。
本發明屬于鋰金屬電池領域,公開了一種氣液混合處理鋰金屬表面的方法及鋰金屬電池。首先利用混合氣體與鋰金屬表面發生反應,再將鋰金屬浸泡在氟代溶劑中,從而在鋰金屬表面構筑均勻致密的氟化鋰和硫酸鋰包覆層。第一步用混合氣體處理,使鋰金屬表面形成硫酸鋰以及少量的氟化鋰晶粒。第二步通過氟代溶劑浸泡使鋰金屬表面內層形成較多的氟化鋰。內層的氟化鋰和中間層的氟化鋰相導通,大大提高了鋰金屬界面的導電性,且氟化鋰具有很強的可塑性,能很好低適應鋰金屬的表面形變。而外層較多的硫酸鋰則抑制了鋰金屬與空氣中的水和氧發生反應,降低其對存儲和使用環境的要求。使用該工藝處理的鋰金屬組裝成的鋰金屬電池,容量保持率和循環性能顯著提高。
本發明屬于電池領域,公開了一種含含硫鋰鹽添加劑的電解液及含該電解液的鋰離子電池。本發明含含硫鋰鹽添加劑的電解液包含鋰鹽、有機溶劑和添加劑,其中,所述有機溶劑中包含鏈狀碳酸酯、環狀碳酸酯、羧酸酯中的一種或多種,所述添加劑中包含通式(I)所示的含硫鋰鹽化合物。本發明的鋰離子電池用非水電解液中加入了含硫鋰鹽,含硫鋰鹽的加入,提高了SEI膜對鋰離子的通透性,所以阻抗低,循環性能好。同時,含硫鋰鹽中不飽和鍵的存在還能提高SEI膜的韌性,磺酸類的添加劑形成的磺酸鋰鹽的膜,高溫效果也好。
本發明提供了一種鋰離子正極復合材料的制備方法,包括:A)將三元前驅體、富鋰前驅體和鋰源混合,得到混合物;所述三元前驅體為NixCoyMnz(OH)2,其中x+y+z=1;所述富鋰前驅體為(NiaCobMnc)CO3,其中a+b+c=1,c≥0.5;B)將混合物燒結,得到鋰離子正極復合材料。本發明通過三元前驅體和富鋰前驅體復合的方式,制備得到三元/富鋰復合正極材料,可以解決三元正極材料在高工作電壓條件下容量衰減的問題,還提高了三元正極材料在高工作電壓條件下電化學性能的穩定性。同時提高了三元正極材料的放電比容量和能量密度。
本發明提供了一種熔融預鋰化的方法,包括以下步驟:將正極活性物質、復合導電劑、粘合劑、鋰粉和溶劑以質量比95~98:0.7~0.9:2~3:8~12:100~110混合,得到的正極漿料涂布、輥壓和制片,得到正極片;將正極片在氮氣氛圍中反應,反應的溫度為50~300℃,時間為1~48h,得到反應后正極片;將所述反應后正極片、負極片和隔膜制成電芯,再焊接,封裝,注入電解液,得到電池;將電池靜置后進行充電化學激活,形成的鋰離子嵌入負極,完成預鋰化。該方法屬于電化學預鋰化,它是形成氮化鋰后用電化學的方法使得氮化鋰釋放出鋰離子嵌入負極,與其他方法相比有更好的均勻性,初期形成的SEI更致密,更精確,使得電池的首次效率高,能量密度大。
本發明公開了一種包覆改性的鋰離子電池鎳錳酸鋰正極材料的制備方法,該方法包括:(1)制備鎳錳酸鋰正極材料;(2)將含鈦化合物與鎳錳酸鋰正極材料、水在分散介質中混合均勻,得到前驅體;(3)將所述前驅體置于氮氣氣氛下燒結,得到氮化鈦包覆的鎳錳酸鋰正極材料。本發明制備方法將含鈦化合物與鎳錳酸鋰正極材料混合,并通過氮氣氣氛下燒結得到氮化鈦包覆的鎳錳酸鋰正極材料;該材料可以通過防止活性材料和電解液直接接觸而減少錳在電解液中的溶解,從而提高鋰離子電池鎳錳酸鋰正極材料在大倍率下的放電性能和循環穩定性。
本發明公開了一種高電壓鋰離子電池非水電解液,包含鋰鹽、有機溶劑和添加劑,按在高電壓鋰離子電池非水電解液中的質量百分含量,所述添加劑組成為:氟代醚類添加劑1?5%,功能添加劑5~15%。本發明還提供含有該高電壓鋰離子電池非水電解液的鋰離子電池。本發明的高電壓鋰離子電池非水電解液通過優化配方,含有三種鋰鹽組成的混合鋰鹽和獨特的組合添加劑,提高了電解液的熱穩定性,明顯改善了電解液的高溫存儲和高溫循環性能,且在低溫和常溫環境下可有效防止電解質在陰極表面的氧化和電解液的分解,提高鋰離子電池的低溫性能和循環壽命,此外氟代醚還可以改善電池的浸潤性。
本發明公開了一種基于Takagi?Sugeno模糊模型的鋰電池荷電狀態估計方法,包括建立鋰電池的二階等效電路模型,并將二階等效電路模型線性化,得到若干子線性模塊模型,并為每個子線性模型選擇合適的隸屬度函數,并進行歸一化處理后,設計出系統的觀測器,最后求解線性矩陣不等式,獲得觀測器的反饋增益,從而得到獲得鋰電池的荷電狀態。本發明將線性化的分析理論和方法引入鋰電池SOC的估計中,避免直接對非線性鋰電池模型進行分析和觀測器設計,并相比傳統的鋰電池荷電狀態估計方法具有更高的精度。
本發明屬于鋰離子電池技術領域,具體涉及一種三元鋰離子電池非水電解液及鋰離子電池。該三元鋰離子電池電解液包含非水性有機溶劑、電解質鋰鹽和添加劑,所述添加劑中包含具有式(Ⅰ)所示結構的草酸磷酸鋰類添加劑,還可包含碳酸亞乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亞乙酯(VEC)、1,3?丙烷磺酸內酯(PS)、硫酸乙烯酯(DTD)、三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)等常規添加劑。本發明獨特組合的常規添加劑和具有式(Ⅰ)所示結構的草酸磷酸鋰類添加劑的共同作用,既能抑制正極材料顆粒在循環過程中顆粒內裂紋的產生,減少過渡金屬元素在高溫下的溶出,又可抑制溶劑在負極界面的還原反應分解,有效提升三元鋰離子電池的循環性能、高溫儲存性能和低溫性能。
本發明公開了一種無需球磨混料制備磷酸鐵鋰材料的新工藝,該方法包括:將單質鐵源、檸檬酸和其它有機酸按一定摩爾比在一次水中混合并靜置進行反應12~48小時;然后與鐵源成一定摩爾比加入鋰源和磷源并用氨水調節pH值至5~7之間,在水浴加熱、攪拌條件下反應一定時間后放于烘箱中在80~160℃條件下烘干5~10小時;隨后將得到的固體產物在非氧化性氣氛中,以14℃/min加熱速率升溫于600~900℃恒溫焙燒2~18h,然后以10℃/min降溫速度冷卻至室溫,制得LiFeP04/C粉末。本專利合成磷酸鐵鋰材料的工藝簡單易行,制備出的磷酸鐵鋰晶體結構好、比容量高、產品性能穩定,適合進行工業規?;a。
本發明涉及固態電池的技術領域,具體涉及對鋰金屬穩定的有機?無機復合膜,包括內膜層和包覆在內膜層表面的鋰金屬穩定層,所述內膜層為固態電解質膜層,所述鋰金屬穩定層為包括LiF與PVDF?HFP聚合物組成的膜層;還涉及該復合膜的原位一體化制備、在抑制鋰枝晶生長中的應用。所述一體化制備法為多層共擠流延法,可有效降低膜厚度,實現規?;苽?。在電池制備過程中將該復合膜直接貼覆在鋰金屬表面,無需額外獨立隔膜,降低了電池內阻;并且穩定層中中剛性組分LiF和柔性組分PVDF?HFP聚合物,PVDF?HFP聚合物提供的柔性和可伸縮性可承受金屬鋰電極沉積/溶解過程中的界面波動,剛性組分的引入可進一步提升復合膜的機械模量,從而抑制鋰枝晶生長,實現了鋰的均勻沉積。
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