一种磷酸铁锂电池废正极粉的综合利用方法与流程专利

磷酸铁锂电池专利分析报告

一、前言

随着能源问题日益受到关注，新能源替代成为当今的热门话题之一，例如锂离子电池就被应用在手机、数码相机甚至电动汽车等多种领域，而磷酸铁锂（LiFePO4）电池则是锂离子中受到关注最多的类别之一。采用磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的电池被称为磷酸铁锂电池，其由于自身的优势被广泛应用于混合动力汽车、电动工具、电动自行车、电动助力车、发电储能装置等各个领域。磷酸铁锂电池具有寿命长、使用安全、可大电流快速充电、耐高温、容量大、无记忆效应、体积小、重量轻和绿色环保等多方面特点，它是一类新型的锂离子电池用正极材料，特别适用于动力电池。磷酸铁锂电池的出现是锂离子电池材料的一项重大突破，成为各国竞相研究的热点。目前磷酸铁锂产品正处于行业的萌芽阶段，而中国环境问题突出，能源问题紧张，因此磷酸铁锂产品潜在市场巨大，磷酸铁锂作为一个新兴的、具有战略投资价值的产业，非常值得企业和研究机构去关注。

本文作者旨在就实践中所遇到的对磷酸铁锂电池在中国、美国范围内专利申请情况做技术方面的宏观分析，对该技术领域的发展脉络和技术竞争情况，从专利的角度作出分析和说明，希望对国内企业和研发机构能起到抛砖引玉的作用。

二、检索说明

本次专利检索分析，使

磷酸铁锂电池专利分析报告

一、前言

随着能源问题日益受到关注，新能源替代成为当今的热门话题之一，例如锂离子电池就被应用在手机、数码相机甚至电动汽车等多种领域，而磷酸铁锂（LiFePO4）电池则是锂离子中受到关注最多的类别之一。采用磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的电池被称为磷酸铁锂电池，其由于自身的优势被广泛应用于混合动力汽车、电动工具、电动自行车、电动助力车、发电储能装置等各个领域。磷酸铁锂电池具有寿命长、使用安全、可大电流快速充电、耐高温、容量大、无记忆效应、体积小、重量轻和绿色环保等多方面特点，它是一类新型的锂离子电池用正极材料，特别适用于动力电池。磷酸铁锂电池的出现是锂离子电池材料的一项重大突破，成为各国竞相研究的热点。目前磷酸铁锂产品正处于行业的萌芽阶段，而中国环境问题突出，能源问题紧张，因此磷酸铁锂产品潜在市场巨大，磷酸铁锂作为一个新兴的、具有战略投资价值的产业，非常值得企业和研究机构去关注。

本文作者旨在就实践中所遇到的对磷酸铁锂电池在中国、美国范围内专利申请情况做技术方面的宏观分析，对该技术领域的发展脉络和技术竞争情况，从专利的角度作出分析和说明，希望对国内企业和研发机构能起到抛砖引玉的作用。

二、检索说明

本次专利检索分析，使

磷酸铁锂电池专利分析报告

一、前言

随着能源问题日益受到关注，新能源替代成为当今的热门话题之一，例如锂离子电池就被应用在手机、数码相机甚至电动汽车等多种领域，而磷酸铁锂（LiFePO4）电池则是锂离子中受到关注最多的类别之一。采用磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的电池被称为磷酸铁锂电池，其由于自身的优势被广泛应用于混合动力汽车、电动工具、电动自行车、电动助力车、发电储能装置等各个领域。磷酸铁锂电池具有寿命长、使用安全、可大电流快速充电、耐高温、容量大、无记忆效应、体积小、重量轻和绿色环保等多方面特点，它是一类新型的锂离子电池用正极材料，特别适用于动力电池。磷酸铁锂电池的出现是锂离子电池材料的一项重大突破，成为各国竞相研究的热点。目前磷酸铁锂产品正处于行业的萌芽阶段，而中国环境问题突出，能源问题紧张，因此磷酸铁锂产品潜在市场巨大，磷酸铁锂作为一个新兴的、具有战略投资价值的产业，非常值得企业和研究机构去关注。

本文作者旨在就实践中所遇到的对磷酸铁锂电池在中国、美国范围内专利申请情况做技术方面的宏观分析，对该技术领域的发展脉络和技术竞争情况，从专利的角度作出分析和说明，希望对国内企业和研发机构能起到抛砖引玉的作用。

二、检索说明

本次专利检索分析，使

磷酸铁锂电池与绿色能源

磷酸铁锂电池与绿色能源

题 目 磷酸铁锂电池与绿色能源 姓 名 王昊鹏 学 号 20100915104 院 系 化学化工学院 专业班级 化工专业101班 完成时间 2012年12月2日

摘要：磷酸铁锂电池（LiFePO4）具有开路电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、

自放电小、耐高温、大容量、无记忆效应等优点使其成为移动便携工具的首选能源。 另外磷酸铁锂是一种将化学能通过电化学反应直接转化为电能的装置，具有较高的转化效率，同时不会造成环境污染，被全世界公认为新型的绿色能源。而我国863计划已明确提出发展新一代电动汽车技术，作为我国汽车科技创新的主攻方

目 次

前 言 .............................................................................. 1 1 1.1 2 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 4 4.1 4.2 4.3 4.4 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5

适用范围 ................................................................ 1 适用范围 ................................................................ 1 规范性引用文件 .......................................................... 1 术语和定义 .............................................................. 1 磷

磷酸铁锂电池SOC估算研究

引言

为了应对能源危机，减轻全球气候变暖，许多国家都开始重视节能减排和发展低碳经济。电动汽车因为采用电力进行驱动，可以降低二氧化碳的排放量甚至实现零排放，所以得到各国的重视而迅速发展。但是电池成本仍然较高，动力电池的性能和价格是电驱汽车发展的主要“瓶颈”。磷酸铁锂电池因其寿命长、安全性能好、成本低等特点成为电动汽车的理想动力源。

随着电动汽车的发展，电池管理系统（BMS）也达到了广泛应用。为了充分发挥电池系统的动力性能、提高其使用的安全性、防止电池过充和过放，延长电池的使用寿命、优化驾驶和提高电动汽车的使用性能，BMS系统就要对电池的荷电状态即SOC（state-of-charge）进行准确估算。SOC是用来描述电池使用过程中可充和让放出容量的重要参数。 问题的提出

电池的SOC和很多因素相关（如温度、前一刻充放电状态、极化效应、电池寿命等），而且具有很强的非线性，给SOC实时在线估算带来很大的困难。

目前电池SOC估算策略主要有：开路电压法、按时计量法、人工神经网络法、卡尔曼滤波法等。

开路电压法的基本原理是将电池充分静置，使电池端电压恢复至开路电压，静置时间一般在1小时

磷酸铁锂电池SOC估算研究

引言

为了应对能源危机，减轻全球气候变暖，许多国家都开始重视节能减排和发展低碳经济。电动汽车因为采用电力进行驱动，可以降低二氧化碳的排放量甚至实现零排放，所以得到各国的重视而迅速发展。但是电池成本仍然较高，动力电池的性能和价格是电驱汽车发展的主要“瓶颈”。磷酸铁锂电池因其寿命长、安全性能好、成本低等特点成为电动汽车的理想动力源。

随着电动汽车的发展，电池管理系统（BMS）也达到了广泛应用。为了充分发挥电池系统的动力性能、提高其使用的安全性、防止电池过充和过放，延长电池的使用寿命、优化驾驶和提高电动汽车的使用性能，BMS系统就要对电池的荷电状态即SOC（state-of-charge）进行准确估算。SOC是用来描述电池使用过程中可充和让放出容量的重要参数。 问题的提出

电池的SOC和很多因素相关（如温度、前一刻充放电状态、极化效应、电池寿命等），而且具有很强的非线性，给SOC实时在线估算带来很大的困难。

目前电池SOC估算策略主要有：开路电压法、按时计量法、人工神经网络法、卡尔曼滤波法等。

开路电压法的基本原理是将电池充分静置，使电池端电压恢复至开路电压，静置时间一般在1小时

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102169986A*

(10)申请公布号 CN 102169986 A

(43)申请公布日 2011.08.31(12)发明专利申请

(21)申请号 201110083171.1

(22)申请日 2011.04.02

(71)申请人江苏乐能电池股份有限公司

地址212300 江苏省镇江市丹阳市皇塘镇工

业区A区

(72)发明人丁建民

(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限

公司 41119

代理人

牛爱周

(51)Int.Cl.

H01M 4/1397(2010.01)

权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页

(54)发明名称

一种磷酸铁锂/石墨烯复合正极材料的制备

方法

(57)摘要

本发明公开了一种磷酸铁锂/石墨烯复合正

极材料的制备方法，包括如下步骤：（1）制备磷

酸铁锂前驱体，称取原料催化剂、锂盐、铁盐和磷

酸盐，将上述原料加入分散剂中，经球磨制得磷

酸铁锂前驱体；（2）首先在所述磷酸铁锂前驱体

上生长石墨烯，之后关闭碳源气体和氨气，再向

所述反应器中通入氢气，在通入氢气的过程中以

10℃～20℃/分钟的速度将反应器内的温度调整

到600~800℃，然后恒温24～48小时，之后反应

器内所得产物再在氮气气氛下冷却至室温，即制

得磷

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102169986A*

(10)申请公布号 CN 102169986 A

(43)申请公布日 2011.08.31(12)发明专利申请

(21)申请号 201110083171.1

(22)申请日 2011.04.02

(71)申请人江苏乐能电池股份有限公司

地址212300 江苏省镇江市丹阳市皇塘镇工

业区A区

(72)发明人丁建民

(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限

公司 41119

代理人

牛爱周

(51)Int.Cl.

H01M 4/1397(2010.01)

权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页

(54)发明名称

一种磷酸铁锂/石墨烯复合正极材料的制备

方法

(57)摘要

本发明公开了一种磷酸铁锂/石墨烯复合正

极材料的制备方法，包括如下步骤：（1）制备磷

酸铁锂前驱体，称取原料催化剂、锂盐、铁盐和磷

酸盐，将上述原料加入分散剂中，经球磨制得磷

酸铁锂前驱体；（2）首先在所述磷酸铁锂前驱体

上生长石墨烯，之后关闭碳源气体和氨气，再向

所述反应器中通入氢气，在通入氢气的过程中以

10℃～20℃/分钟的速度将反应器内的温度调整

到600~800℃，然后恒温24～48小时，之后反应

器内所得产物再在氮气气氛下冷却至室温，即制

得磷

锂电池正极材料的老化机理

M.Wohlfahrt-Mehrens*C.Vogler,J.Garche

摘要：储备式和车载动力用电池都需要很好的循环性能和使用寿命。在过去的几年里，从

价廉易得、高性能方面考虑，具有针状结构的锂锰氧化物（LiMn2O4）和具有层状结构的锂镍钴混合氧化物(LiNiCoO2)习惯上作为替代锂钴氧化物(LiCoO2)做高容量大功率电池的负极材料从而得到了广泛的研究。在本文中作者总结了一些两种负极材料在循环和不同条件存储时的容量损失的基本机理。锂钴镍混合氧化物表现出极好的放电态耐存储性和低电解液金属溶出性。循环稳定性主要受影响于脱锂态结构的改变，并且热不稳定起因于充电时高温下的氧扩散。少量的铝镁参杂物会使锂镍钴的层状结构变得稳定并且能改善循环稳定性。讨论了尖晶石状锂锰氧化物各种容量衰减机理，尤其是高温下的衰减机理。容量衰减很大程度上是由于循环和存储时电池结构发生变化引起的，而且由导电盐LiPF6的分解产物和电解液中的水杂质催化产生的副反应也是容量衰减的原因。

关键词：锂镍钴氧化物；尖晶石型锂锰氧化物；使用寿命；容量衰减；老化机理

1、 简介

锂电池由于其很高的能量密度和功率密度成为车载动力用电池的最具吸引力的候选电源。这