CN111509201A - 一种低直流内阻正极浆料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低直流内阻正极浆料的制备方法，包括以下步骤，（1）、将聚二甲硅氧烷溶解于正庚烷中形成稳定溶液，加入正硅酸四乙酯和二月桂酸二丁基锡并进行密封，对密封的溶液进行搅拌形成混合溶液；（2）、将锂离子电池用正极材料的粉体平铺于氧化铝舟中，将混合溶液滴在粉体表面，静置再将氧化铝舟转移至电阻丝炉中，升温至反应温度并保温，冷却至室温，取出粉体干燥；（3）、将聚偏氟乙烯溶于N‑甲基吡咯烷酮溶液中分散形成胶液，将分散好的单壁CNT与多壁CNTs加入胶液中并搅拌均匀，最后将粉体加入胶液中，搅拌均匀后即可获得正极浆料。本发明制备的正极浆料能降低电池的直流内阻，提高全电池的循环以及功率性能。
Description
技术领域
本发明属于正极材料技术领域，具体涉及一种低直流内阻正极浆料的制备方法。
背景技术
锂离子电池因具有比能量大，质量轻，循环寿命好，自放电率低，无记忆效应及对环境友好等优点，广泛应用于国防工业、电动行业、空间技术等大型应用领域，锂离子电池主要由正、负极材料，电解液，隔膜，外
壳组成，其中正极材料在锂电池的总成本中占据40％以上的比例，并且正极材料的性能直接影响了锂电池的各项性能指标，所以锂电正极材料在锂电池中占据核心地位。
目前已经市场化的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品，随着经济的快速发展，对电池新材料需求的不断增加，加上手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、汽车等产品对新型、高效、环保电池材料的强劲需求，电池新材料市场将不断扩大，锂电池作为电池未来发展方向，其正极材料市场发展前景看好。
同时，5G手机推广和新能源汽车的大规模商业化都将为锂电池正极材料带来新机遇，虽然锂电池正极材料具有广阔的市场，前景十分乐观，但锂电池正极材料还存在一定的技术瓶颈，尤其是它的导电性与导电稳定性，正极材料的导电性(内阻的大小)直接影响电池循环性能以及倍率性能，所以不具备很好的可操作性；因此需要开发出一种方法能提高正极材料的导电性，且具有稳定的导电性，可以降低全电池的直流内阻，提高电池功率密度以及循环性能，同时还要具备生产可操作性，成本低等优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种低直流内阻正极浆料的制备方法,以克服上述技术问题，改善锂离子电池的电化学性能，提高电池功率密度以及循环性能，且制备方法简单、环保，生产可操作性强、成本低。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种低直流内阻正极浆料的制备方法，包括以下步骤，
(1)、将聚二甲硅氧烷溶解于正庚烷中形成稳定溶液，在搅拌情况下向稳定溶液中加入正硅酸四乙酯，搅拌一定时间后加入二月桂酸二丁基锡并进行密封，对密封的溶液进行搅拌，形成混合溶液备用；
(2)、将锂离子电池用正极材料的粉体平铺于氧化铝舟中，将步骤(1)备用的混合溶液滴在粉体表面，完全浸没后静置，再将氧化铝舟转移至电阻丝炉中，在保护气氛下按一定速率升温至反应温度，并保温处理，完成后冷却至室温，取出粉体干燥后备用；
(3)、将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中分散形成胶液，将分散好的单壁CNT与多壁CNTs加入胶液中并搅拌均匀，最后将步骤(2)备用的粉体加入胶液中，搅拌均匀后即可获得所述的正极浆料。
进一步地，步骤(1)中，所述聚二甲硅氧烷溶解于正庚烷中的方法为采用转速为500～1000rpm的磁力搅拌器；所述搅拌情况为采用转速300～500rpm的磁力搅拌器进行搅拌；所述搅拌一定时间为在转速500～1000rpm的磁力搅拌器下搅拌3～6min；对密封的溶液进行搅拌的方式为在转速200～500rpm的磁力搅拌器下搅拌6～30min。
进一步地，步骤(1)中，所述聚二甲基硅氧烷的添加量为正庚烷的10～15vol.％，所述聚二甲基硅氧烷的分子量为10000-115000。
进一步地，步骤(1)中，所述正硅酸四乙酯的添加量为聚二甲基硅氧烷的25～45vol.％。
进一步地，步骤(1)中，所述月桂酸二丁基锡的添加量为聚二甲基硅烷氧的5～10vol.％。
进一步地，步骤(2)中，所述锂离子正极材料为LiCoO2、LiMnO2、LiFePO4、LiNi1/ 3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、LiNi0.8Co0.1Mn0。1O2、LiMn2O4、及LiNi0.5Mn1.5O4中的一种。
进一步地，步骤(2)中，所述混合溶液的滴加量为平铺的粉体质量的5～10wt.％。
进一步地，步骤(2)中，所述保护气氛为N2、Ar或N2+5％H2中的一种，气体流量为2～5ml/min；所述一定速率为2～5℃/min，保温温度为400～600℃，保温时间为2～4h；所述冷却的速率为2～5℃/min。
进一步地，步骤(3)中，所述胶液的添加量为所述粉体质量的0.8～1.2wt.％，所述胶液的固含量为5～7.5％。
进一步地，所述单壁CNT与多壁CNTs的添加量分别为所述粉体质量的0.05～0.08wt.％、1.2～2wt.％；所述单壁CNT与多壁CNTs的固含量分别为0.2～0.4％、4～5％。
有益效果：
本发明采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)热解修饰正极材料，可增加正极材料颗粒之间、正极材料与箔材之间的点接触，且采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)热解修饰的正极材料相比于在混合过程中直接加入导电剂SP具有更好的稳定导电性；
此外，加入单壁CNT与多壁CNTs与正极材料混合制片，可增加正极材料颗粒之间线接触的导电性，降低电池的直流内阻，提高全电池的循环以及功率性能。
附图说明
图1为表面SEM图和TEM图，其中：
图(a)为对比例1中使用的正极材料的SEM图；
图(b)为实施例1步骤(2)中制备的粉体的SEM图；
图(c)为实施例1中步骤(2)制备的粉体的TEM图；
图(d)为图(c)的放大图；修饰的小颗粒为无定性碳颗粒；
图2为实施例1制片后的SEM图；
图3为实施例1和对比例1制片后组装电池后降低直流内阻的线图。
具体实施方式
在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”“下”“左”“右”“前”“后”等指示的方位或位置关系仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明所述的一种低直流内阻正极浆料的制备方法，包括以下步骤，
(1)、在转速为500～1000rpm的磁力搅拌器中将聚二甲硅氧烷溶解于正庚烷中以形成稳定溶液，其中，所述聚二甲基硅氧烷的添加量为正庚烷的10～15vol.％，所述聚二甲基硅氧烷的分子量为10000-115000；将磁力搅拌器的转速调整为300～500rpm，在此转速下向稳定溶液中加入正硅酸四乙酯，所述正硅酸四乙酯的添加量为聚二甲基硅氧烷的25～45vol.％，正硅酸四乙酯添加完成后再在500～1000rpm的转速下搅拌3～6min，最后加入二月桂酸二丁基锡并进行密封，所述月桂酸二丁基锡的添加量为聚二甲基硅烷氧的5～10vol.％，在200～500rpm的转速下对密封的溶液进行搅拌6～30min，以此形成混合溶液备用；
(2)、将锂离子电池用正极材料的粉体平铺于氧化铝舟中，其中，所述锂离子正极材料为LiCoO2、LiMnO2、LiFePO4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、LiNi0.8Co0.1Mn0。1O2、LiMn2O4、及LiNi0.5Mn1.5O4中的一种，将步骤(1)备用的混合溶液滴在粉体表面，所述混合溶液的滴加量为平铺的粉体质量的5～10wt.％，完全浸没后静置，再将氧化铝舟转移至电阻丝炉中，在保护气氛下按2～5℃/min升温至400～600℃，并保温2～4h，完成后按2～5℃/min的速率冷却至室温，取出粉体干燥后备用，其中所述保护气氛为N2、Ar或N2+5％H2中的一种，气体流量为2～5ml/min；
(3)、将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中分散形成固含量为5～7.5％的胶液，将分散好的单壁CNT与多壁CNTs加入胶液中并搅拌均匀，其中，所述单壁CNT与多壁CNTs的添加量分别为所述粉体质量的0.05～0.08wt.％、1.2～2wt.％，所述单壁CNT与多壁CNTs的固含量分别为0.2～0.4％、4～5％；再将步骤(2)备用的粉体加入胶液中，所述胶液的添加量为所述粉体质量的0.8～1.2wt.％，搅拌均匀后即可获得所述的低直流内阻正极浆料。
实施例1：
本发明所述的低直流内阻正极浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、在转速为500rpm的磁力搅拌器中将3ml分子量为115000的聚二甲硅氧烷溶解于25ml正庚烷中以形成稳定溶液；将磁力搅拌器的转速调整为300rpm，在此转速下向稳定溶液中加入1ml正硅酸四乙酯，添加完成后再在500rpm的转速下搅拌5min，最后加入0.25ml二月桂酸二丁基锡并进行密封，在300rpm的转速下对密封的溶液进行搅拌12min，以此形成混合溶液备用；
(2)、将10g LiNi0.8Co0.1Mn0。1O2粉体平铺于氧化铝舟中，将步骤(1)备用的混合溶液滴在粉体表面，所述混合溶液的滴加量为平铺的粉体质量的5wt.％，完全浸没后静置，再将氧化铝舟转移至电阻丝炉中，在保护气氛N2下按2℃/min升温至600℃，气体流量为2ml/min，并保温2h，完成后按2℃/min的速率冷却至室温，取出粉体干燥后备用，气体流量为2ml/min；
(3)、在转速650r/min下将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中分散形成固含量为6.5％的胶液，将分散好的固含量为0.2％的单壁CNT与固含量为4％的多壁CNTs加入胶液中并搅拌均匀，其中，所述单壁CNT与多壁CNTs的添加量分别为所述粉体质量的0.05wt.％和1.2wt.％；再将步骤(2)备用的粉体加入胶液中，所述胶液的添加量为所述粉体质量的0.8wt.％，以1000r/mi转速下搅拌均匀后即可获得所述的低直流内阻正极浆料。
实施例2：
本发明所述的低直流内阻正极浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、在转速为500rpm的磁力搅拌器中将2.5ml分子量为115000的聚二甲硅氧烷溶解于25ml正庚烷中以形成稳定溶液；将磁力搅拌器的转速调整为300rpm，在此转速下向稳定溶液中加入0.9ml正硅酸四乙酯，添加完成后再在500rpm的转速下搅拌5min，最后加入0.25ml二月桂酸二丁基锡并进行密封，在300rpm的转速下对密封的溶液进行搅拌12min，以此形成混合溶液备用；
(2)、将10g LiNi0.8Co0.1Mn0。1O2粉体平铺于氧化铝舟中，将步骤(1)备用的混合溶液滴在粉体表面，所述混合溶液的滴加量为平铺的粉体质量的8wt.％，完全浸没后静置，再将氧化铝舟转移至电阻丝炉中，在保护气氛N2下按2℃/min升温至600℃，气体流量为2ml/min，并保温2h，完成后按2℃/min的速率冷却至室温，取出粉体干燥后备用，气体流量为2ml/min；
(3)、在转速800r/min下将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中分散形成固含量为7％的胶液，将分散好的固含量为0.4％的单壁CNT与固含量为5％的多壁CNTs加入胶液中并搅拌均匀，其中，所述单壁CNT与多壁CNTs的添加量分别为所述粉体质量的0.08wt.％和2wt.％；再将步骤(2)备用的粉体加入胶液中，所述胶液的添加量为所述粉体质量的1.2wt.％，以1000r/mi转速下搅拌均匀后即可获得所述的低直流内阻正极浆料。
实施例3：
本发明所述的低直流内阻正极浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、在转速为500rpm的磁力搅拌器中将3.75ml分子量为115000的聚二甲硅氧烷溶解于25ml正庚烷中以形成稳定溶液；将磁力搅拌器的转速调整为300rpm，在此转速下向稳定溶液中加入1ml正硅酸四乙酯，添加完成后再在500rpm的转速下搅拌5min，最后加入0.25ml二月桂酸二丁基锡并进行密封，在300rpm的转速下对密封的溶液进行搅拌12min，以此形成混合溶液备用；
(2)、将10g LiNi0.8Co0.1Mn0。1O2粉体平铺于氧化铝舟中，将步骤(1)备用的混合溶液滴在粉体表面，所述混合溶液的滴加量为平铺的粉体质量的5wt.％，完全浸没后静置，再将氧化铝舟转移至电阻丝炉中，在保护气氛N2下按2℃/min升温至600℃，气体流量为2ml/min，并保温2h，完成后按2℃/min的速率冷却至室温，取出粉体干燥后备用，气体流量为2ml/min；
(3)、在转速650r/min下将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中分散形成固含量为7.5％的胶液，将分散好的固含量为0.4％的单壁CNT与固含量为5％的多壁CNTs加入胶液中并搅拌均匀，其中，所述单壁CNT与多壁CNTs的添加量分别为所述粉体质量的0.06wt.％和1.4wt.％；再将步骤(2)备用的粉体加入胶液中，所述胶液的添加量为所述粉体质量的1wt.％，以1000r/mi转速下搅拌均匀后即可获得所述的低直流内阻正极浆料。
实施例4：
本发明所述的低直流内阻正极浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、在转速为800rpm的磁力搅拌器中将5ml分子量为10000的聚二甲硅氧烷溶解于50ml正庚烷中以形成稳定溶液；将磁力搅拌器的转速调整为500rpm，在此转速下向稳定溶液中加入1.25ml正硅酸四乙酯，添加完成后再在500rpm的转速下搅拌3min，最后加入0.25ml二月桂酸二丁基锡并进行密封，在500rpm的转速下对密封的溶液进行搅拌6min，以此形成混合溶液备用；
(2)、将10g LiNi0.8Co0.1Mn0。1O2粉体平铺于氧化铝舟中，将步骤(1)备用的混合溶液滴在粉体表面，所述混合溶液的滴加量为平铺的粉体质量的6wt.％，完全浸没后静置，再将氧化铝舟转移至电阻丝炉中，在保护气氛N2+5％H2下按5℃/min升温至400℃，气体流量为5ml/min，并保温4h，完成后按2℃/min的速率冷却至室温，取出粉体干燥后备用，气体流量为5ml/min；
(3)、在转速800r/min下将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中分散形成固含量为5.0％的胶液，将分散好的固含量为0.3％的单壁CNT与固含量为4.5％的多壁CNTs加入胶液中并搅拌均匀，其中，所述单壁CNT与多壁CNTs的添加量分别为所述粉体质量的0.06wt.％和1.6wt.％；再将步骤(2)备用的粉体加入胶液中，所述胶液的添加量为所述粉体质量的1.1wt.％，以1000r/mi转速下搅拌均匀后即可获得所述的低直流内阻正极浆料。
实施例5：
本发明所述的低直流内阻正极浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、在转速为800rpm的磁力搅拌器中将4ml分子量为115000的聚二甲硅氧烷溶解于30ml正庚烷中以形成稳定溶液；将磁力搅拌器的转速调整为400rpm，在此转速下向稳定溶液中加入1.8ml正硅酸四乙酯，添加完成后再在400rpm的转速下搅拌5min，最后加入0.3ml二月桂酸二丁基锡并进行密封，在200rpm的转速下对密封的溶液进行搅拌30min，以此形成混合溶液备用；
(2)、将10g LiNi0.8Co0.1Mn0。1O2粉体平铺于氧化铝舟中，将步骤(1)备用的混合溶液滴在粉体表面，所述混合溶液的滴加量为平铺的粉体质量的10wt.％，完全浸没后静置，再将氧化铝舟转移至电阻丝炉中，在保护气氛Ar下按5℃/min升温至600℃，气体流量为2ml/min，并保温2h，完成后按2℃/min的速率冷却至室温，取出粉体干燥后备用，气体流量为2ml/min；
(3)、在转速800r/min下将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中分散形成固含量为6％的胶液，将分散好的固含量为0.3％的单壁CNT与固含量为5％的多壁CNTs加入胶液中并搅拌均匀，其中，所述单壁CNT与多壁CNTs的添加量分别为所述粉体质量的0.07wt.％和1.8wt.％；再将步骤(2)备用的粉体加入胶液中，所述胶液的添加量为所述粉体质量的0.9wt.％，以1000r/mi转速下搅拌均匀后即可获得所述的低直流内阻正极浆料。
对比例1
一种正极浆料的制备方法，包括以下步骤：
在转速650r/min下将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中分散形成固含量为7.5％的胶液，将分散好的固含量为0.4％的单壁CNT与固含量为5％的多壁CNTs加入胶液中并搅拌均匀，其中，所述单壁CNT与多壁CNTs的添加量分别为所述粉体质量的0.06wt.％和1.4wt.％，再将10g正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0。1O2粉体加入胶液中，所述胶液的添加量为所述粉体质量的1wt.％，以1000r/mi转速下搅拌均匀后即制得正极浆料。
从图1中图(a)和图(b)的对比可知，经过聚二甲硅氧烷和正硅酸四乙酯修饰后的粉体的大颗粒表面出现很多小颗粒，从图(c)和图(d)可知，修饰的小颗粒为无定性碳颗粒；图2为以PDMS+TEOS热解修饰后的正极材料通过导电剂单壁CNT与多壁CNTs组合添加制片后的SEM图，图中出现的分散均匀的纳米线，即为导电剂单壁CNT与多壁CNTs；图3为对比例1和实施例1的对比图，直流内阻有了显著降低，说明正极材料表面热解修饰无定形碳后增加了材料之前的点接触，且加入单壁CNT以及多壁CNTs后导电性有了显著的增加。
实施例2-实施例5的直流电阻的数据如下表1：
表1
从表1可知，实施例2-5制备正极浆料制片后组装的电池的直流电阻均较低。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加简洁明了，本发明用以上具体实施例进行说明，仅仅用于描述本发明，不能理解为对本发明的范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种低直流内阻正极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
（1）、将聚二甲硅氧烷溶解于正庚烷中形成稳定溶液，在搅拌情况下向稳定溶液中加入正硅酸四乙酯，搅拌一定时间后加入二月桂酸二丁基锡并进行密封，对密封的溶液进行搅拌，形成混合溶液备用；
（2）、将锂离子电池用正极材料的粉体平铺于氧化铝舟中，将步骤（1）备用的混合溶液滴在粉体表面，完全浸没后静置，再将氧化铝舟转移至电阻丝炉中，在保护气氛下按一定速率升温至反应温度，并保温处理，完成后冷却至室温，取出粉体干燥后备用；
（3）将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中分散形成胶液，将分散好的单壁CNT与多壁CNTs加入胶液中并搅拌均匀，最后将步骤（2）备用的粉体加入胶液中，搅拌均匀后即可获得所述的正极浆料。
2.如权利要求1所述的一种低直流内阻正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述聚二甲硅氧烷溶解于正庚烷中的方法为采用转速为500~1000rpm的磁力搅拌器；所述搅拌情况为采用转速300~500rpm的磁力搅拌器进行搅拌；所述搅拌一定时间为在转速500~1000rpm的磁力搅拌器下搅拌3~6min；对密封的溶液进行搅拌的方式为在转速200~500rpm的磁力搅拌器下搅拌6~30min。
3.如权利要求1所述的一种低直流内阻正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述聚二甲基硅氧烷的添加量为正庚烷的10~15vol.%，所述聚二甲基硅氧烷的分子量为10000-115000。
4.如权利要求1所述的一种低直流内阻正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述正硅酸四乙酯的添加量为聚二甲基硅氧烷的25~45vol.%。
5.如权利要求1所述的一种低直流内阻正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述月桂酸二丁基锡的添加量为聚二甲基硅烷氧的5~10vol.%。
6.如权利要求1所述的一种低直流内阻正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述锂离子正极材料为LiCoO2、LiMnO2、LiFePO4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiMn2O4、及LiNi0.5Mn1.5O4中的一种。
7.如权利要求1所述的一种低直流内阻正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述混合溶液的滴加量为平铺的粉体质量的5~10wt.%。
8.如权利要求1所述的一种低直流内阻正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述保护气氛为N2、Ar或N2+5%H2中的一种，气体流量为2~5ml/min；所述一定速率为2~5℃/min，保温温度为400~600℃，保温时间为2~4h；所述冷却的速率为2~5℃/min。
9.如权利要求1所述的一种低直流内阻正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述胶液的添加量为所述粉体质量的0.8~1.2 wt.%，所述胶液的固含量为5~7.5%。
10.如权利要求1所述的一种低直流内阻正极浆料的制备方法，其特征在于，所述单壁CNT与多壁CNTs的添加量分别为所述粉体质量的0.05~0.08 wt.%、1.2~2 wt.%；所述单壁CNT与多壁CNTs的固含量分别为0.2~0.4%、4~5%。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1588679A (zh) * | 2004-08-09 | 2005-03-02 | 深圳市纳米港有限公司 | 锂离子二次电池正极材料及其制备方法 |
| US20080118836A1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-22 | Hwang Duck-Chul | Postive electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same |
| CN103137968A (zh) * | 2011-11-30 | 2013-06-05 | 北京有色金属研究总院 | 锂离子电池用的正极复合材料及其制备方法 |
| CN106654282A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-10 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种碳纳米管正极浆料及其合浆方法 |
| CN109360937A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-19 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种具有sei保护层的负极、其制备方法及锂/钠金属电池 |
-
2020
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1588679A (zh) * | 2004-08-09 | 2005-03-02 | 深圳市纳米港有限公司 | 锂离子二次电池正极材料及其制备方法 |
| US20080118836A1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-22 | Hwang Duck-Chul | Postive electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same |
| CN103137968A (zh) * | 2011-11-30 | 2013-06-05 | 北京有色金属研究总院 | 锂离子电池用的正极复合材料及其制备方法 |
| CN106654282A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-10 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种碳纳米管正极浆料及其合浆方法 |
| CN109360937A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-19 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种具有sei保护层的负极、其制备方法及锂/钠金属电池 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 兰永强 等: "分离生物乙醇用渗透汽化复合膜", 《厦门大学出版社》 * |
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