优化锂离子电池锰酸锂正极片的工艺

考察活性物质含量、导电剂含量、粘结剂含量及制片压力等因素对锂离子电池锰酸锂正极片电化学性能的影响。通过正交实验L3 3 (9)确定制作锰酸锂正极片的最佳工艺。

正极片冲压工艺分析与多工位级进模具设计

分析了正极片冲压工艺及多工位级进模具设计中的技术难点,重点论述了工位设计、排样图设计、步距精度计算、模具结构设计及关键零件设计等关键技术。为保证条料的同步移动和送料顺畅,模具采用浮动式弯曲下模和浮动导料销;为简化结构、降低成本,采用简化的模架;为避免已成形的工件变形,采用了双斜面的凹模刃口。生产实践证明,工艺方案合理,模具结构安全可靠,达到了技术要求和产量要求。

锂锰扣式电池正极片自动上料机控制系统的设计

设计了锂锰扣式电池正极片自动上料机控制系统。系统采用可编程逻辑控制器(PLC)进行控制,触摸屏进行信息输入、参数设置、设备监控画面显示及故障报警显示;通过对伺服电机、步进电机、气缸和机械结构相结合的机电一体化控制,实现了正极片自动化上料。该上料机减少了工人的劳动强度,提高了生产效率。

正极片落料模设计

从控制冲裁毛刺的角度出发,对正极片落料模从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行了详细阐述。

基于EDEM的废旧锂电池正极片破碎参数分析及试验研究

为研究废旧动力电池正极片的最佳破碎参数,解决电池正极片上正极材料与铝箔集流体的分离问题,为后一步分选筛分做准备,通过建立破碎机三维模型,借助EDEM离散元分析软件,创建电池正极片的黏结模型,对电池破碎过程进行数值模拟,探求破碎机转速、破碎时间、放入物料数3个影响因素对电池正极片的影响规律。采用正交试验设计,得到破碎效果最佳的参数组合。结果表明:当破碎机转速为34000 r/min、破碎时间为20 s、放入物料数为1片时,破碎效率最高,破碎效果较好。

酸浸-浮选法分离废旧锂电池正极片中铝箔和正极物料的研究

采用酸浸-浮选法分离废旧锂离子电池正极片中铝箔和正极物料,分别考察了酸浸、浮选条件对分离效果的影响。实验结果表明:在酸浸条件为硫酸浓度1.5 mol/L、液固比20∶1、搅拌速度300 r/min、温度65℃下搅拌18 min时,铝箔和正极物料可以彻底分离,铝箔溶损率仅为1.9%;剥离后的铝箔与正极物料在浮选条件为起泡剂用量2.4 mg/g、浆液质量浓度5.0%、pH值6.0、浮选槽搅拌速度1200 r/min、浮选时间8 min时,铝箔回收率高达98%,回收的铝箔纯度达到99%。

锂离子电池正极片的力学性能及影响因素

采用小型拉伸试验机、SEM、X射线能谱仪(EDS)和激光共聚焦显微镜等,对正极集流体(压延铝箔)以及对应正极极片的表面形貌、力学性能、集流体表面粗糙度等进行分析。正极片的涂覆层物质呈粒状,粒径分布于1. 4~6. 6μm。涂覆颗粒表面及颗粒间有类似絮状的黏结剂,颗粒间有空隙。集流体铝箔的抗拉强度为113 MPa,延伸率为2. 6%;正极片抗拉强度为19 MPa,延伸率为1. 6%。极片上涂覆物的弹性模量为2 GPa,黏结剂柔性较差。辊压密实后,铝箔集流体的表面粗糙度降低。

高镍三元正极片放置后残碱质量分数变化研究

电池生产中,正极片切片后会进行一段时间的放置,测量正极片的含水量难以直接确定用于制作电池正极片是否变质。通过正极片放置在不同的湿度环境中,研究正极片的残碱量与电池循环保持率的关系。结果表明:正极片暴露在潮湿环境中,正极片中氢氧化锂随着时间的增加而减少,而碳酸锂质量分数随着时间增加而升高,导致以正极片制作的电池循环性能逐渐变差。

锂离子电池高钴正极片中镍的测定

研究了锂离子电池高钴正极片中常量镍的测定。以酒石酸掩蔽铁、钙、镁等杂质，在pH=5．5～6．0时以丁二酮肟沉淀分离镍，用盐酸溶解沉淀，所得溶液蒸发至近干以破坏丁二酮肟；在pH=10的氨一氯化铵缓冲溶液中以过氧化氢氧化返溶得到的镍液中残留的钴，用EDTA滴定镍。方法的回收率为97．56％-101．92％，RSD为0．56％。

锂电池正极废料选择性解离与高效分选技术研究

采用机械力和温度耦合作用的解离技术,通过调控选择性解离工艺参数,使正极材料脱落,同时铝箔球化。结果表明,喂料电机频率40 Hz、循环风机频率40 Hz、解离设备频率50 Hz时,选择性解离效果较好,-1.7+0.075 mm粒级铝箔实现球化,-0.075+0.048 mm粒级和-0.048 mm粒级正极材料颗粒表面粗糙,被有机黏结剂包裹,最终得到正极片解离率为96.35%、正极材料单次回收率为94.95%、Al杂质含量小于0.15%的指标。基于机械力和温度耦合的选择性解离技术能够实现正极片的高效分离分选,缩短电池处理流程,实现金属高效富集。

正极片的搁置时间对锂离子电池平均内阻影响研究

研究了正极片的不同搁置时间对正极片电阻率及其制作的电池平均内阻变化的影响。采用场发射电子显微镜（FE-SEM）、感应耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP）及X-射线光电子能谱仪（XPS）等测试手段对正极片进行了表征。结果表明,在不同搁置时间（0~25h）段,正极片电阻率是受磷酸铁锂表面碳包覆层与磷酸铁锂作用力、磷酸铁锂与水反应以及粘合剂的粘合作用共同影响的。

锂电池磷酸铁锂系正极极片干燥特性研究

极片干燥是动力电池制造环节最复杂、能耗最大的单元操作之一。对其物质及能量输运的研究,可以有效提高干燥设备效率,降低厂家的生产成本。以磷酸铁锂体系为正极极片材料,探究了恒温干燥和热风对流干燥中不同温度和厚度对极片干燥的影响。研究结果表明,恒温干燥实验中同一厚度的极片温度越高,干燥的时间越短。同一温度下极片厚度越薄,干燥的时间越短。当热风干燥温度为105~110℃时,干燥效率较高,且获得极片不易脱落。热风对流干燥实验中温度和厚度对极片干燥的影响规律与恒温干燥实验基本一致。

废旧锂离子电池正极有价金属的回收研究

采用柠檬酸-葡萄糖体系直接酸浸正极片来回收有价金属,探讨了柠檬酸浓度、葡萄糖用量、反应温度、反应时间和固液比对钴、锂浸出率的影响。结果表明,在柠檬酸浓度为1.5mol/L、葡萄糖与正极片质量比为1∶1、反应温度为100℃、浸出时间为3h和固液比为20g/L的条件下,钴、锂的整体浸出率达到98.0%。酸浸机理表明,钴离子和锂离子与柠檬酸阴离子的配位结合对提高钴、锂整体浸出率具有重要作用。沉淀原理表明,由于Li2CO3的溶度积常数较大,在有机酸体系中锂离子主要以配离子的形式存在而不会被碳酸根沉淀。

三元层状正极材料的电化学性能影响因素研究

三元层状正极材料是非常有应用前景的动力型电池正极材料,而其电化学性能还有待于进一步提高。研究了正极片厚度、隔膜类型、电解液组成和负极表面变化等因素对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2(NCM111)材料电化学性能的影响。研究发现随着正极极片厚度的增加,电池在循环过程中容量衰减严重;相比于聚丙烯(PP)隔膜,聚酰亚胺(PI)隔膜由于具有更好的浸润性,提高了电池的放电容量;电解液中低粘度链状碳酸二乙酯(DEC)的含量对电极相容性和正极材料中过渡金属离子溶解都有较大影响;负极表面锂枝晶的形成降低了电池的循环性能。

淬火法分离正极粉末和铝集流体的研究

针对目前废旧锂电池正极片分选正极粉末和铝集流体工艺过程中存在的分离不彻底、分选时间长等问题,采用了淬火法进行分选,考察了焙烧温度、焙烧时间、硫酸浓度、液固体积质量比、搅拌速率对分离效果的影响。结果表明:在焙烧温度500℃、焙烧时间2 h、硫酸浓度0.2 mol/L、液固体积质量比10∶1、搅拌(200 r/min)30 min条件下,铝集流体中镍、钴质量分数分别达0.91%和0.43%,铝直收率98.23%。

全固态锂硫电池电极及电解质膜的制备及性能研究

全固态锂硫电池(ASSLSBs)兼具高能量密度与高安全性,被认为是最具潜力的下一代储能体系候选者之一,然而目前实验室使用的粉末冷压技术并不适合实际应用。因此,开发合适的工艺大规模制备固态电解质膜以及复合正极对促进全固态锂硫电池的实际化应用具有重要意义。以二甲苯作为溶剂,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)作为粘结剂,通过浆料涂布工艺制备了具有高离子电导率(4.7×10^(-4) S/cm)的自支撑硫化物固态电解质膜以及高硫含量(50%质量分数)、高硫载量(4~5 mg/cm^(2))的复合硫正极极片,并研究了其性能。研究表明:SEBS质量分数为3%时,电解质膜兼具柔性及高离子电导率;SEBS质量分数为1%的复合硫正极极片表现出良好的电化学性能。使用固态电解质膜与复合正极极片组装的全固态锂硫电池首次放电比容量可达742.9 mAh/g。

质量比能量型锂离子电池型号设计——电池质量公式

提出了一种质量比能量型锂离子电池型号设计思路,推导出了以正极片数量和正极片长宽比为自变量的电池质量公式,并对公式的正确性和准确性进行了验证,通过实例阐述了电池质量公式的应用方法和实际意义。研究结果表明,电池质量公式在定义域内存在最小值点,可以通过求解电池质量公式的最小值为高质量比能量电池型号设计提供理论依据。

锰酸锂晶体显微结构对电池电气性能的影响

介绍了不规则锰酸锂、球形锰酸锂和单晶锰酸锂三种不同形貌锰酸锂的合成工艺。采用显微图像测试方法对样品形貌及结构进行测试,研究它们的性能。对分别使用三种锰酸锂作为原材料制备而成的纽扣电池、软包电池进行电池循环、差热分析法(DTA)等测试,分析材料形貌在材料结构和热稳定性方面的作用。测试结果表明,单晶锰酸锂(LMO)综合性能最佳,尤其循环性能和热稳定性;不规则LMO各项性能指标均表现不佳;球形LMO多数性能指标居中,除倍率放电能力最优。

浅析大容量超级电容器电芯结构

公开了一种方形超级电容器的电芯结构,包括正极片、负极片和用于隔离正、负极片的隔膜;按照隔膜-负极极片-隔膜-正极极片-隔膜的顺序不断叠片形成多层结构的电芯本体;包括位于电芯本体同侧从正极片和负极片引出的极耳,其特征在于：所述的隔膜沿长度方向由正极片或负极片构成的留白为1～5 mm;所述的隔膜沿宽度方向由正极片或负极片构成的留白为1～2 mm;所述的正极片和负极片引出的极耳间的间隙为1～10 mm。本结构具有不容易导通短路,同时壳体内部不会被电芯所填满,为超级电容器工作时释放的气体、热量留出足够空间、更加安全可靠的优点。