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公开(公告)号：CN108598412B
公开(公告)日：2020-06-16
申请号：CN201810368398.2
申请日：2018-04-23
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M4/134 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种基于金属有机物的硅合金复合负极材料及其制备方法，制备过程如下：首先将普鲁士蓝类纳米颗粒分散在溶剂中，加入碱络合后，加入有机硅前驱体溶液，搅拌缩合包覆、离心分离后洗涤得到前驱体；将所得前驱体、镁粉、氯化钠混合加热共还原，制成硅合金基体；用稀盐酸溶液浸泡洗涤得到硅合金负极材料；分散在碳源中，超声分散、搅拌后冷冻干燥，在氩气气氛中进行煅烧制备了遗传普鲁士蓝类颗粒特殊纳米结构的硅合金复合负极材料，其有机相收缩热解形成的氮掺杂碳，无机相共还原形成硅合金，合金与碳相结构解决了硅电极材料电导率低和体积变化的问题。
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公开(公告)号：CN108183217B
公开(公告)日：2020-05-15
申请号：CN201711456177.2
申请日：2017-12-28
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种锂离子电池复合负极材料，其包括硅氧化物，以及溶解在介质溶液中的难熔金属的可溶性盐；二者混合使所述硅氧化物的表面被所述难熔金属的可溶性盐包覆，高温热处理后获得硅合金包覆的硅‑硅合金负极材料；其中，在所述硅氧化物和所述难熔金属的可溶性盐中，硅的摩尔比为0.05~0.5；采用原位化学反应进行硅表面的硅合金包覆，所合成的硅合金包覆层由于其良好的附着性，可以有效地附着在硅材料的表面，从而有效地缓解硅材料在充放电过程中的体积膨胀；硅合金可以提高硅的导电性，增强该负极材料的抗氧化性，提高该负极材料在高温稳定性和化学稳定性；还有效提高硅与空气或电解液界面之间的稳定性，从而大幅提高负极材料的电化学性能。
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公开(公告)号：CN107017384A
公开(公告)日：2017-08-04
申请号：CN201610054622.1
申请日：2016-01-27
Applicant: 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 , 中南大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/62 , H01M10/0525
CPC classification number: H01M4/366 , H01M4/621 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种硅碳复合负极材料的制备方法，包括：将纳米硅，石墨以及有机物分别分散后按比例均匀混合，通过加热烘干、加热至有机物软化点温度之上进行熔融粘结、低温碳化后得到由有机物裂解碳包覆的一次包覆材料，再将有机物与一次包覆材料分别分散后按比例均匀混合，通过加热烘干、加热至有机物软化点温度之上进行熔融包覆、高温碳化后得到包覆有有机物裂解碳的二次包覆材料，即为本发明的硅碳复合负极材料。该方法制备的负极材料首次可逆容量高达649mAh/g，50次循环后容量保持率为85.36%，循环性能十分优异，而且工艺简单环保，能源损耗少，使用的硅和石墨原料资源丰富、成本低廉、安全性能好，适合工业化生产和使用。
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公开(公告)号：CN105226260A
公开(公告)日：2016-01-06
申请号：CN201510675842.1
申请日：2015-10-19
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/38 , H01M4/36 , H01M4/583 , H01M4/62 , H01M10/0525
CPC classification number: H01M4/386 , H01M4/366 , H01M4/583 , H01M4/625 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种锂离子电池用硅基负极材料的制备方法，以正硅酸乙酯为硅源，纳米氧化铝为模板剂，制备出二氧化硅包覆纳米氧化铝材料，然后通过镁热还原和酸处理得到中空多孔硅；利用多巴胺的自聚反应在中空多孔硅的表面包覆一层聚多巴胺，随后经热处理后制备得到聚多巴胺热解碳层包覆的中空多孔硅，即为锂离子电池用硅基负极材料。多孔硅的中空结构能够为硅在充放电过程中的体积变化提供一定的膨胀空间，聚多巴胺经热处理后形成的掺氮碳层具有比普通碳层更好的机械性能和导电性能，从而使得本发明的硅基负极材料具有较好的循环性能和倍率性能。经过50次循环后，本发明硅基负极材料的充电比容量的保持率仍有90％。
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公开(公告)号：CN105206801A
公开(公告)日：2015-12-30
申请号：CN201510518591.6
申请日：2015-08-21
Applicant: 中南大学 , 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司
CPC classification number: H01M4/366 , B82Y30/00 , H01M4/386 , H01M4/587 , H01M4/621 , H01M4/622 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种锂离子电池用硅碳复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：1)将片状石墨、聚合物溶液和纳米硅分散液混合均匀并干燥，然后在保护气氛下进行碳化处理；2)将沥青与球形石墨混合，经研磨后置于惰性保护气氛中进行热处理，得到改性的球形石墨；3)将粘结剂与改性球形石墨以及步骤1)碳化处理后的混合材料加入溶剂中并分散均匀，干燥，得到前驱体材料；4)将前驱体材料进行碳化处理，即得到硅碳复合负极材料。本发明的制备方法过程中，不需要添加特殊的分散剂，利用聚合物溶液本身存在的一些离子团以及较高的粘度，使纳米硅均匀分散在石墨中，并且聚合物溶液具有一定的稳定性，降低了在干燥过程中纳米硅发生团聚的可能性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108183217A
公开(公告)日：2018-06-19
申请号：CN201711456177.2
申请日：2017-12-28
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种锂离子电池复合负极材料，其包括硅氧化物，以及溶解在介质溶液中的难熔金属的可溶性盐；二者混合使所述硅氧化物的表面被所述难熔金属的可溶性盐包覆，高温热处理后获得硅合金包覆的硅-硅合金负极材料；其中，在所述硅氧化物和所述难熔金属的可溶性盐中，硅的摩尔比为0.05~0.5；采用原位化学反应进行硅表面的硅合金包覆，所合成的硅合金包覆层由于其良好的附着性，可以有效地附着在硅材料的表面，从而有效地缓解硅材料在充放电过程中的体积膨胀；硅合金可以提高硅的导电性，增强该负极材料的抗氧化性，提高该负极材料在高温稳定性和化学稳定性；还有效提高硅与空气或电解液界面之间的稳定性，从而大幅提高负极材料的电化学性能。
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公开(公告)号：CN107887587A
公开(公告)日：2018-04-06
申请号：CN201711094379.7
申请日：2017-11-09
Applicant: 中南大学
CPC classification number: H01M4/366 , B82Y30/00 , H01M4/134 , H01M4/386 , H01M4/624 , H01M4/628 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种锂离子电池复合负极材料及其制备方法，将纳米硅表面进行氧化处理得到表面包覆有二氧化硅的纳米硅；表面包覆有二氧化硅的纳米硅与锂源混合均匀，得到前驱体；将所得前驱体置于惰性气体中加热得到包覆有硅酸锂的纳米硅材料，进行洗涤、离心分离、干燥后得到锂离子电池复合负极材料。本发明通过利用纳米硅材料表面均匀的原生氧化层为基体，进行原位化学反应实现硅酸锂的均匀包覆，有效提高纳米硅与空气或电解液界面之间的稳定性，从而大幅提高纳米硅材料的电化学性能。
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公开(公告)号：CN104681798A
公开(公告)日：2015-06-03
申请号：CN201510073218.4
申请日：2015-02-12
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种锂离子电池硅基复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将硅渣烘干、超声破碎，制备水合二氧化硅，煅烧，球磨得到纳米级二氧化硅；（2）取上述纳米级二氧化硅与镁粉混合均匀，在惰性气氛的密闭容器中加热，进行金属热还原，恒温，冷却至室温，依次用盐酸、去离子水清洗分离得到多孔硅/硅氧化物复合材料，或者依次用盐酸、去离子水、氢氟酸、去离子水清洗分离得到多孔硅/硅氧化物复合材料；（3）将上述复合材料分散在溶有碳源的溶液中，超声分散，搅拌混匀后得到悬浮液，将悬浮液蒸干后，在惰性气氛下加热，即得到锂离子电池硅基复合负极材料。通过本发明制备的硅基负极材料，绿色环保、成本低廉、电化学性能优良。
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公开(公告)号：CN104037396A
公开(公告)日：2014-09-10
申请号：CN201410227442.X
申请日：2014-05-27
Applicant: 中南大学
CPC classification number: H01M4/362 , H01M4/386 , H01M4/587 , H01M4/625 , H01M10/0525
Abstract: 本发明一种硅-碳多元复合负极材料，其主要由质量分数分别为30％～60％、30％～50％、10％～30％的柔性石墨、纳米硅和无定型碳组成；且无定型碳是有机碳源经过高温热解后得到，柔性石墨是膨胀石墨经施压后获得；本发明产品的制备方法包括：先通过高温热解法制得膨胀石墨/硅-二氧化硅/碳复合负极材料；再倒入模具中施压得到柔性石墨/硅-二氧化硅/碳复合负极材料；再利用腐蚀液刻蚀处理二氧化硅得到柔性石墨/硅/碳复合负极材料；最后在保护性气氛中使用沥青渗透到柔性石墨/硅/碳复合负极材料的空隙内部，再高温热处理，反复多次后得到产品。本发明产品具有容量高、库伦效率高、循环性能好、结构稳定、可逆容量大等优点。
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公开(公告)号：CN107768658B
公开(公告)日：2020-03-06
申请号：CN201711138949.8
申请日：2017-11-16
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种锂离子电池复合负极材料及其制备方法，所述锂离子电池复合负极材料包括通过原位合成的二氧化钒、表面包覆有二氧化钒的纳米硅和表面均匀分散有纳米硅的沥青改性球形石墨。制备过程：通过将活化处理的纳米硅、沥青改性球形石墨、钒源在介质溶液中均匀分散，经过干燥后得到前驱体；将所得前驱体于惰性气氛中进行二段烧结后冷却、研磨即得锂离子电池复合负极材料。本发明制备的锂离子电池复合负极材料能有效提高负极材料的循环稳定性和倍率性能。
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