锂硫电池复合正极活性材料及其制备和应用

    公开(公告)号:CN111244445A

    公开(公告)日:2020-06-05

    申请号:CN202010049622.9

    申请日:2020-01-16

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明涉及一种新型锂硫电池正极材料。更具体地,本发明涉及一种锂硫电池复合正极活性材料,包括若干模板刻蚀孔具有通孔结构的多孔碳;原位填充在多孔碳的孔腔室内的硒化钒纳米片;以及单质硫源。本发明还提供了所述的材料的制备和应用。本发明所述的材料,在锂硫电池充放电区间内作为导电基底的硒化钒材料能通过插层反应贡献出一部分容量,同时硒化钒材料可大大改善传统多孔碳基底材料吸液量大的问题,显著降低锂硫电池的液硫比,另外硒化钒能够提高碳基底对多硫化物的吸附能力并高效催化多硫化物的转化,协同多孔碳抑制穿梭效应。因此,根据本发明的锂硫电池具有能量密度高、大倍率放电良好,并显示出优异的放电容量和寿命特性。

    一种氮化镍@氮掺杂多孔碳球材料及其制备和在锂硫电池中的应用

    公开(公告)号:CN111224088A

    公开(公告)日:2020-06-02

    申请号:CN202010048828.X

    申请日:2020-01-16

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明属于锂硫电池技术领域,具体公开了一种氮化镍@氮掺杂多孔碳球材料,其为包含若干模板刻蚀孔的具有通孔结构的多孔碳球;所述的多孔碳球的碳骨架为氮掺杂的无序化碳;且所述的骨架中原位弥散分布有活性颗粒;所述的活性颗粒为表面原位石墨化碳包覆的氮化镍颗粒。本发明也提供了所述材料的制备方法和在锂硫电池中的应用。该碳材料粒度均匀,富含贯通的大孔结构能够高效地储存活性物质硫,并提供丰富的反应界面和锂离子传输通道,且局域石墨化能够提供高效的电子导电性,此外氮掺杂的多孔碳球能够提高碳基底的极性,协同高分散的氮化镍微粒,对多硫化物有着强烈的吸附转化能力。

    一种硬碳包覆膨胀微晶石墨材料及其制备方法和在钠离子电池中的应用

    公开(公告)号:CN109616639A

    公开(公告)日:2019-04-12

    申请号:CN201811476709.3

    申请日:2018-12-05

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种硬碳包覆膨胀微晶石墨材料及其制备方法和在钠离子电池中的应用。硬碳包覆膨胀微晶石墨由硬碳层包覆膨胀微晶石墨构成。其制备过程为:将微晶石墨球磨后,经过化学插层处理和膨胀处理,得到膨胀微晶石墨;膨胀微晶石墨采用树脂碳源包覆后,进行碳化处理,即得。该复合材料导电性好,储钠能力高,结构稳定,其作为负极材料用于制备钠离子电池,表现出高比容量、良好倍率性能和长循环稳定性能,且复合材料制备过程采用的原料廉价、生产周期短,具有明显的经济效益,易于实现工业化应用。

    竹基硬碳活性电极材料及其制备和在钠离子电池中的应用

    公开(公告)号:CN115849333A

    公开(公告)日:2023-03-28

    申请号:CN202211494879.0

    申请日:2022-11-26

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明属于钠离子电池负极材料领域,具体涉及一种竹基硬碳活性电极材料的制备方法,将竹原料在酸液A中进行预处理,获得预处理竹原料;将预处理竹原料热解,获得热解竹炭,并收集热解过程中的竹焦油;将热解竹炭按任意顺序分别经碱液B和酸液C处理,制得预处理竹炭;将竹焦油与交联剂为前驱原料进行交联处理得碳整形剂;将碳整形剂或其前驱原料与预处理竹炭混合得混合料,再进行二段焙烧处理,制得所述的竹基硬碳活性电极材料。本发明还包括所述的制备方法制备的材料及其在钠离子电池中的应用。本发明所述的方法,能够解决竹原料制备面临的问题,能高收率地获得高电化学性能的电极材料。

    甘蔗渣基钠离子电池硬碳负极活性材料及其制备和应用

    公开(公告)号:CN115744871A

    公开(公告)日:2023-03-07

    申请号:CN202211494878.6

    申请日:2022-11-26

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明涉及钠离子电池技术领域,具体公开了一种甘蔗渣基钠离子电池硬碳负极活性材料的制备方法,将甘蔗渣经酸液处理,获得预处理甘蔗渣;将预处理甘蔗渣和沥青进行混捏改性反应,得到复合改性料;所述的改性反应的温度在沥青软化点温度以上且小于或等于400℃;将改性料进行焙烧处理,制得所述的甘蔗渣基钠离子电池硬碳负极活性材料。本发明还包括所述的方法制备的材料及其在钠离子电池池中的应用。本发明所述的工艺,能够基于甘蔗渣获得高性能的钠离子电池的材料。

    一种醚类凝胶电解质及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN111864260B

    公开(公告)日:2022-02-11

    申请号:CN202010858396.9

    申请日:2020-08-24

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明属于锂电池电解质技术领域,具体公开了一种凝胶电解质,其由包含醚类有机溶剂、支持锂盐、锆盐和硝酸盐的溶液自聚凝胶化得到。通过锆盐和硝酸盐的协同作用,能够促使环状醚类有机溶剂发生开环聚合作用,在室温下自发地形成成分均一、性质稳定的凝胶电解质。该凝胶能够有效减少活性物质的损失,同时硝酸根能够有效保护锂负极,抑制锂枝晶的生长,提升库伦效率。所述凝胶电解质能够提升锂电池的循环稳定性以及延长电池的使用寿命。

    自支撑金属锂负极及其制备和应用

    公开(公告)号:CN111261833B

    公开(公告)日:2021-06-22

    申请号:CN202010059411.3

    申请日:2020-01-19

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明属于锂金属电池技术领域,具体涉及一种自支撑金属锂负极的制备方法,包括以下步骤:步骤(1):将聚合物裂解,获得聚合物碳材料,将聚合物碳材料和石墨烯混合、压制成膜,制得所述的自支撑导热碳膜;步骤(2):采用高温熔融灌入或者电化学沉积方式将金属锂沉积在自支撑导热碳膜中,获得所述的自支撑金属锂负极。本发明还公开了所述的制备方法制得的锂金属电池负极及其应用。本发明制备方法制得的负极具有轻质柔性、机械性能高、孔隙率可调,厚度可控的优点,用作金属锂负极时可以降低电流密度,均匀锂的沉积,获得高库伦效率和长循环稳定性的金属锂电池。

    锂硫电池复合正极活性材料及其制备和应用

    公开(公告)号:CN111244445B

    公开(公告)日:2021-04-27

    申请号:CN202010049622.9

    申请日:2020-01-16

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明涉及一种新型锂硫电池正极材料。更具体地,本发明涉及一种锂硫电池复合正极活性材料,包括若干模板刻蚀孔具有通孔结构的多孔碳;原位填充在多孔碳的孔腔室内的硒化钒纳米片;以及单质硫源。本发明还提供了所述的材料的制备和应用。本发明所述的材料,在锂硫电池充放电区间内作为导电基底的硒化钒材料能通过插层反应贡献出一部分容量,同时硒化钒材料可大大改善传统多孔碳基底材料吸液量大的问题,显著降低锂硫电池的液硫比,另外硒化钒能够提高碳基底对多硫化物的吸附能力并高效催化多硫化物的转化,协同多孔碳抑制穿梭效应。因此,根据本发明的锂硫电池具有能量密度高、大倍率放电良好,并显示出优异的放电容量和寿命特性。

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