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公开(公告)号：CN118993033A
公开(公告)日：2024-11-22
申请号：CN202411388176.9
申请日：2024-09-30
Applicant: 中国矿业大学
IPC: C01B32/05 , H01M4/587 , H01M10/054
Abstract: 本发明属于钠离子电池技术领域，提供了一种基于导热介质的淀粉基硬炭材料及其制备方法和应用。本发明的制备方法包含如下步骤：对导热介质进行球磨或冷冻干燥处理，得到预处理导热介质；将炭前驱体和预处理导热介质混合后，在翻滚处理的条件下进行预氧化处理，随后分离导热介质和氧化产物；在保护气氛下对氧化产物顺次进行炭化、酸洗处理，得到淀粉基硬炭材料。本发明的导热介质可物理隔离淀粉颗粒，防止其团聚；导热介质与翻滚处理有助于传导热量，提高淀粉氧化效率；导热介质易于分离，可重复使用。所得硬炭负极材料保持球形形貌，具有高可逆容量和首次库伦效率。
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公开(公告)号：CN119038527A
公开(公告)日：2024-11-29
申请号：CN202411389426.0
申请日：2024-09-30
Applicant: 中国矿业大学
IPC: C01B32/05 , H01M4/587 , H01M10/054
Abstract: 本发明属于钠离子电池负极材料技术领域，提供了一种淀粉基硬炭材料及其梯度氧化退火的制备方法和应用。本发明的制备方法包含：对淀粉顺次进行干燥、过筛，得到预处理淀粉；对预处理淀粉进行阶梯式氧化‑退火，得到前驱体；对前驱体进行碳化处理，得到淀粉基硬炭材料；阶梯式氧化‑退火的次数为2～10次；每次氧化后退火至室温。本发明通过阶梯式氧化处理在淀粉体相构建多级氧化层；退火处理，使淀粉颗粒去除应力、稳定淀粉结构、缓解体积收缩、防止淀粉熔融，并有利于强化下一梯度氧化处理的氧化效率，增强淀粉体相内部的氧化效果，从而获得具有球形化颗粒、惰性化表面、内部发达闭孔结构的淀粉基硬炭材料。
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公开(公告)号：CN113666357B
公开(公告)日：2023-06-30
申请号：CN202110955574.4
申请日：2021-08-19
Applicant: 中国矿业大学
IPC: C01B32/05 , H01M4/587 , H01M10/054
Abstract: 本发明属于炭材料制备方法及钾离子电池负极材料技术领域，本发明公开了一种多步致密化制备钾离子电池炭负极的方法，利用混酸对炭前驱体进行氧化处理，再经过热处理与溶剂热处理的多步致密化处理，最后经过碳化处理得到致密化的炭材料，该方法与未致密化和一步致密化所得炭材料相比可实现同步显著提高容量与倍率性能、降低电位、提升首效的作用。本发明提供的致密化的炭材料，内部具有可供低电位储钾的区域sp2短程类石墨微晶和可供离子快速传输的联通sp3缺陷通道构成的杂化结构，具有可设计性。本发明还提供了所述致密化的炭材料的应用，将所得致密化的炭材料作为钾离子电池负极材料，具有高库伦效率、低电位平台、高比容量、高倍率的性能。
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公开(公告)号：CN113666357A
公开(公告)日：2021-11-19
申请号：CN202110955574.4
申请日：2021-08-19
Applicant: 中国矿业大学
IPC: C01B32/05 , H01M4/587 , H01M10/054
Abstract: 本发明属于炭材料制备方法及钾离子电池负极材料技术领域，本发明公开了一种多步致密化制备钾离子电池炭负极的方法，利用混酸对炭前驱体进行氧化处理，再经过热处理与溶剂热处理的多步致密化处理，最后经过碳化处理得到致密化的炭材料，该方法与未致密化和一步致密化所得炭材料相比可实现同步显著提高容量与倍率性能、降低电位、提升首效的作用。本发明提供的致密化的炭材料，内部具有可供低电位储钾的区域sp2短程类石墨微晶和可供离子快速传输的联通sp3缺陷通道构成的杂化结构，具有可设计性。本发明还提供了所述致密化的炭材料的应用，将所得致密化的炭材料作为钾离子电池负极材料，具有高库伦效率、低电位平台、高比容量、高倍率的性能。
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公开(公告)号：CN110790257B
公开(公告)日：2021-09-28
申请号：CN201911162977.2
申请日：2019-11-22
Applicant: 中国矿业大学
IPC: C01B32/15 , C01B32/184 , H01M4/587 , H01M10/0525 , H01M10/054
Abstract: 本发明公开一种基于结晶诱导的纳米碳材料形貌结构转变的调变方法。将无机盐、表面活性剂、碳前驱体溶于溶剂中混合均匀，置于冷冻器中以不同温度冷冻，冷冻干燥得固体粉末；将固体粉末在惰性气体保护下炭化后得到的黑色粉末以去离子水洗涤、干燥后得二维碳材料。通过改变冷冻温度实现无机盐晶体生长形态在单分散颗粒、椭球团聚体、立方体等的转变，并以此为模板实现纳米碳材料自空心碳球、囊泡连通三维石墨烯网、石墨烯纳米片等多种形貌的纳米碳材料。利用上述方法，本发明可方便快捷地实现纳米碳材料形貌结构调变，根据实际需求可应用为锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池负极材料。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119059512A
公开(公告)日：2024-12-03
申请号：CN202411194391.5
申请日：2024-08-28
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明提供了一种梯度结构的煤基硬炭及其制备方法和应用，属于钠离子电池电极材料技术领域。本发明将脱灰处理的煤系前驱体在少溶剂的润湿环境下进行氧化交联，随后在还原性气氛中梯度还原处理，实现由颗粒表面向内部的梯度还原，最后经炭化处理，制备得到由表面向内部无定形程度梯度增加的煤基硬炭材料。本发明制备的煤基硬炭具有梯度结构，由材料颗粒表面向内部的结构无序度逐渐递增，不存在两相突变界面。内部为弯曲环绕的闭孔，作为丰富的亲钠储钠位点；而近表面为有序度较高的微晶炭惰性化结构，在降低表面副反应的同时，增强了固相扩散和表面电荷转移，使其展现出优异的低温性能。
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公开(公告)号：CN117219750A
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202311304125.9
申请日：2023-10-09
Applicant: 中国矿业大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/04 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M10/0525
Abstract: 本发明提供了一种硅碳复合材料及其制备方法与应用，涉及锂离子电池负极材料技术领域。具体制备方法如下：将硅粉、沥青与石墨分阶段混合，得到混合粉料；将混合粉料于具有针刺结构的模具中压制成型，得到硅碳复合材料前驱体；将上述前驱体进行分阶段减压炭化处理，得到硅碳复合材料。该制备方法简便高效，调整压制成型的压力可改善硅颗粒与碳基体的界面稳定性，缓解硅颗粒的膨胀，模具在前驱体上形成的孔洞结合减压炭化可促进炭化时不稳定挥发分的逸出。制备出的硅碳复合材料具有较高的振实密度，作为锂离子电池电极材料可实现电池容量、首次库伦效率、倍率性能、循环稳定性的同步提升。
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公开(公告)号：CN111661836A
公开(公告)日：2020-09-15
申请号：CN202010617944.9
申请日：2020-06-30
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 一种三维连通的杂原子掺杂炭纳米片制备方法，属于纳米材料制备及电化学领域。方法，以熔点较低且成炭过程不同的高分子聚合物与杂环化合物混合后恒温加热处理，随后在惰性气体保护下炭化制得具有三维连通结构的杂原子掺杂炭纳米片，通过控制体系组成、混合方式、热处理环境，调节炭化工艺，实现对原子掺杂炭纳米片材料尺寸厚度、形貌、维度、化学组成、杂原子掺杂元素组成与掺杂量的精确调变，并实现三维网状、层状堆叠三维连通结构的可控设计。优点：方法简单，工艺温和，可控性高，通过炭化处理一步获得可控形貌结构的炭材料；结构稳定的三维连通杂原子掺杂炭纳米片结构有助于提高材料用作钾离子电池负极材料时的可逆容量并改善循环稳定性。
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公开(公告)号：CN119390052A
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202411549539.2
申请日：2024-11-01
Applicant: 中国矿业大学
IPC: C01B32/05 , H01M4/587 , H01M10/054
Abstract: 本发明涉及化工合成树脂炭微球领域,具体涉及一种尺寸可控的酚醛树脂基炭微球的制备方法。制备方法如下：控制氨水占溶剂的体积分数以及加热温度得到不同尺寸的酚醛树脂微球前驱体；将酚醛树脂微球高温碳化得到不同尺寸的硬炭材料。相比于传统制备方法，本发明可以制备出粒径范围可控的酚醛树脂基炭微球，制备方法简便易行。采用该方法制备出的酚醛树脂基炭微球用于钾离子电池具有优异的储钾容量、高首周库伦效率，尤其是具有较高的低压储钾容量。
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公开(公告)号：CN117800304A
公开(公告)日：2024-04-02
申请号：CN202311693590.6
申请日：2023-12-09
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明提供了一种具有三维碳网络结构的磷酸钒钠复合材料及其制备方法与应用，涉及钠离子电池电极材料技术领域。制备方法如下：将钒源、钠源、磷源、还原剂以及无水乙醇混合进行研磨得到混合浆料；将混合浆料进行交替的溶剂热处理和球磨处理后，碳化得到兼具表面碳包覆与内部三维碳骨架的磷酸钒钠复合材料。溶剂热处理在其外部包覆碳层，球磨处理可在磷酸钒钠材料内部封装碳导电网络，采用水热、球磨交替处理，辅以固相碳化，使磷酸钒钠颗粒相互捏合，既在磷酸钒钠晶粒表面和内部形成三维导电网络，不仅改善磷酸钒钠导电性差问题，还可降低磷酸钒钠晶粒尺寸，提高结构稳定性，提升材料的首效、比容量与循环寿命。
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