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公开(公告)号：CN114975847B
公开(公告)日：2024-02-27
申请号：CN202210804205.X
申请日：2022-07-07
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种具有三明治结构的复合金属负极及其制备方法和应用，该复合金属负极由集流体、电沉积金属层、氟掺杂无定形碳层构成的三明治结构。制备方法包括：将导电集流体的一面于含氟高分子溶胶中浸渍成膜后，高温碳化待用；通过电沉积的方法使金属进入集流体和碳化膜中间形成具有三明治结构的金属负极。本发明通过引入氟掺杂无定形碳膜作为保护层具有以下作用：有效隔离电解液和金属；实现离子均匀化分布；可将传输的金属离子限域在膜下的有限空间内沉积，抑制金属枝晶生成。本发明复合金属负极可与常规的正极、隔膜、电解液共同装配成二次电池，可有效改善电池的循环寿命，并且可适用于锌、锂、钠、钾、铝、镁等二次离子电池。
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公开(公告)号：CN115117287A
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202210837503.9
申请日：2022-07-15
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种超薄的复合锌负极及其制备方法和应用，涉及水系锌离子电池技术领域；制备方法具体为：通过高温热解聚四氟乙烯(PTFE)粉末，在保温及冷却过程中发生气相沉积，在10μm铜箔粗糙面引入一层1μm厚度左右的疏水保护层，之后通过均匀电沉积5mAh/cm2的锌(理论上约8.5μm)到铜箔基底和疏水保护层之间，得到厚度约为20μm的超薄复合锌负极。该疏水保护膜层可以实现锌离子的有效导通，从而诱导锌的自下而上选择性沉积。本发明的复合锌负极应用于水系锌离子电池中可以有效抑制锌枝晶生长，防止锌金属受到电解液的腐蚀，从而实现长循环寿命的锌离子电池，同时提高锌金属的利用率，减少锌金属材料的浪费。
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公开(公告)号：CN113690401A
公开(公告)日：2021-11-23
申请号：CN202111244615.5
申请日：2021-10-26
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及水系锌离子电池技术领域，具体涉及一种有机磷酸锌‑硅烷复合钝化膜改性锌金属负极及其制备方法与应用。所述制备方法为，利用硅烷偶联剂在水中水解为硅醇的特性，将硅烷偶联剂与有机磷酸类螯合剂混合均匀后，加入金属锌发生化学反应，在锌金属负极表面原位生成有机磷酸锌螯合物‑硅烷复合钝化膜，得到改性锌金属负极。将本发明的改性锌金属负极材料应用于水系锌离子电池体系中能显著抑制锌金属负极不可控的枝晶生长、抑制析氢腐蚀和副反应的发生造成电解质的损耗，同时大幅延长锌离子电池的循环寿命。
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公开(公告)号：CN114975847A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210804205.X
申请日：2022-07-07
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种具有三明治结构的复合金属负极及其制备方法和应用，该复合金属负极由集流体、电沉积金属层、氟掺杂无定形碳层构成的三明治结构。制备方法包括：将导电集流体的一面于含氟高分子溶胶中浸渍成膜后，高温碳化待用；通过电沉积的方法使金属进入集流体和碳化膜中间形成具有三明治结构的金属负极。本发明通过引入氟掺杂无定形碳膜作为保护层具有以下作用：有效隔离电解液和金属；实现离子均匀化分布；可将传输的金属离子限域在膜下的有限空间内沉积，抑制金属枝晶生成。本发明复合金属负极可与常规的正极、隔膜、电解液共同装配成二次电池，可有效改善电池的循环寿命，并且可适用于锌、锂、钠、钾、铝、镁等二次离子电池。
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公开(公告)号：CN113690401B
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202111244615.5
申请日：2021-10-26
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及水系锌离子电池技术领域，具体涉及一种有机磷酸锌‑硅烷复合钝化膜改性锌金属负极及其制备方法与应用。所述制备方法为，利用硅烷偶联剂在水中水解为硅醇的特性，将硅烷偶联剂与有机磷酸类螯合剂混合均匀后，加入金属锌发生化学反应，在锌金属负极表面原位生成有机磷酸锌螯合物‑硅烷复合钝化膜，得到改性锌金属负极。将本发明的改性锌金属负极材料应用于水系锌离子电池体系中能显著抑制锌金属负极不可控的枝晶生长、抑制析氢腐蚀和副反应的发生造成电解质的损耗，同时大幅延长锌离子电池的循环寿命。
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