鄂尔多斯科技成果转化
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系列高端动力锂离子电池正极材料的开发与产业化

系列高端动力锂离子电池正极材料的开发与产业化

锂离子电池
原理和工艺

本项目主要从合成方法和掺杂改性来提高电池材料的性能和降低价格: (1)合成方法 半湿法具有溶胶-凝胶法制备的材料性能好及固相法工艺路线短的优点,因此可以作为制备三元层状正极材料的较好的方法;并结合掺入助燃剂,使合成温度和时间明显缩短。高温煅烧温度降低100度左右,煅烧时间缩短8小时左右;另外生产一批产品的生产时间至少缩短18小时。 (2)掺杂改性 对三元层状正极材料的掺杂改性主要是对其掺杂Li、F、Al、Mg、 Si、Fe、Ti、Cr、Mo等元素中的一种或几种;阴离子为Cl,F ,S 等。掺杂后的三元层状正极的材料性能得到了极大的提升。如比容量提高至少15%,循环稳定性提高25%左右,倍率性能提高30%左右;高温稳定性提高35%左右。价格每吨降低1.5万元左右。 该项目的核心技术是,改进材料的合成方法和原料选择等是关键。本项目以合成方法的改进以提高性能为出发点,从合成方法上进行了很多探讨和尝试,通过加入廉价的助燃剂,发明了低温燃烧法合成出了纳米颗粒的三元正极材料;该材料的初始放电比容量可达210 mAh/g,1C 充放电循环500次后容量还保持有88%以上;不但具有良好的高温性能,也具有很好的低温性能。并以此为基础进行材料的制备及掺杂改性。通过阴离子和阳离子共掺杂,使合成的三元材料循环稳定性得到更进一步的提高。 对于锰酸锂正极材料,主要技术路线: 以经过优化的比例的锂盐和锰盐,加上少量一定比例的掺杂元素的盐,先搅拌混合均匀,再用球磨机球磨均匀后,放入隧道窑锂,从室温开始以适当的升温速率加热,到500度左右,保温一定时间,自然冷却到室温,然后再球磨。然后,把球磨的粉末,再次放入隧道窑里,再以一定的升温速率,逐渐升温,在700---900度间的某一合适温度,煅烧一定时间;再冷却到室温,研磨,得到的粉末材料;再进一步包覆. 把材料粉末在适当的溶剂里,加入适量包覆材料,充放搅拌,再烘干,然后升温到300—500间度的一个最佳温度,保温一定时间,然后冷却,即可得到高性能锰酸锂正极材料。

适用范围

(1)电动汽车用锂离子电池生产企业;
(2)电动自行车用锂离子电池生产企业;
(3)手机用锂离子电池生产企业;
(4)笔记本电脑用锂离子电池生产企业;
(5)电动工具用锂离子电池生产企业;
(6) 各种数码产品用锂离子电池生产企业;
(7) 储能电池用锂离子电池生产企业。

知识产权

(1)氯元素掺杂改性的锂离子电池富锂正极材料及其制备方法-------申请号:20121026042.X-----申请人:张海朗 等(已经授权)
(2)改性尖晶石锰酸锂材料及其制备方法-------申请号:201210216049.1-----申请人:张海朗 等
(3)锂离子电池多元层状正极材料及其制备方法--------申请号:201110414097.7----申请人:张海朗 等(已经授权)
(4)锂离子电池正极材料及其制备方法----------申请号: 201110412341.6----申请人:张海朗 等
(5)一种高容量锂离子电池复合正极材料及其合成方法--申请号:201110425755.2----申请人:张海朗 等(已经授权)(6)氯元素掺杂改性的锂离子电池富锂正极材料及其制备方法(20121026042.X);
(7)锂离子电池多元层状正极材料及其制备方法(201110414097.7);
(8)一种高容量锂离子电池复合正极材料及其合成方法(201110425755.2);
(9)阴离子掺杂改性的过锂(5:3:2)型三元锂离子电池正极材料(201310023686.1);
(10)阴离子掺杂改性的锂离子电池(4:4:2)型三元正极材料及其制备方法(201310023488.5)

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