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公开(公告)号：CN118431440A
公开(公告)日：2024-08-02
申请号：CN202410551095.X
申请日：2024-05-07
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于钠离子电池材料技术领域，公开了一种硼磷酸盐复合改性的磷酸焦磷酸铁钠正极材料及其制备方法。本发明通过一步固相法制备出硼磷酸盐复合的磷酸焦磷酸铁钠正极材料(Na4Fe3(PO4)2(P2O7))，主要包括以下步骤：将硼酸钾、氧化锌、磷酸氢二钾、磷酸氢二铵经过高温烧结，制得K[ZnBP2O8]纳米材料，再将其与钠源、铁源、磷酸盐进行固相混合后，再经过高温烧结处理，即得K[ZnBP2O8]复合的正极材料。这种复合后的钠电正极材料具有比磷酸焦磷酸铁钠更优异的导电性，复合的K[ZnBP2O8]层具有更大的晶格间距，能够促进钠离子的传输，为磷酸焦磷酸铁钠的进一步应用提供了新的思路。
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公开(公告)号：CN116332248A
公开(公告)日：2023-06-27
申请号：CN202310330548.1
申请日：2023-03-31
Applicant: 中南大学
IPC: C01G53/00 , H01M10/054 , H01M4/525 , H01M4/505
Abstract: 本发明公开了一种具有简谐式浓度梯度结构的钠离子电池前驱体与正极的制备方法，属于钠离子电池正极材料领域。为解决当前钠离子电池正极多重复杂相变和长循环性能较差的问题，本发明提出一种新型浓度梯度结构前驱体的制备方法，该前驱体中金属离子浓度遵循类简谐变化规律。该方法制备的前驱体相当于将传统线性浓度梯度前驱体沿半径方向微分后重新排列，将原本稳定性良好的表面层成功分布到体相，并且也保证了原本核的高容量特性。前驱体烧成的正极材料使得钠离子电池稳定性极大提高。该工艺流程简单可控，成本低廉，适宜大规模生产。
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公开(公告)号：CN114875244B
公开(公告)日：2023-05-19
申请号：CN202210532293.2
申请日：2022-05-11
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于冶金资源综合利用技术领域，特别涉及一种将高砷锑冶炼烟灰资源化再利用的方法。一种将高砷锑冶炼烟灰资源化再利用的方法，是将矿石冶炼过程中产生的高砷锑烟灰作为原料，通过加压氧化‑碱浸法将砷杂质转化为可溶性的砷酸盐除去，同时锑仍以固相Sb2O3的形式存在；过滤后，利用难溶物朝着更难溶物转化的反应原理，辅以指定的水溶性硫源溶液，在一定温度和pH下反应实现Sb2S3的制备，产物可直接应用于钠离子电池负极材料的制备。该专利通过短流程实现高砷锑烟灰的高价值资源化再利用，避免较为复杂的金属单质制备工艺过程，实现性能优异的钠离子电池负极材料的再生。
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公开(公告)号：CN112408355B
公开(公告)日：2023-03-24
申请号：CN202010867533.5
申请日：2020-08-26
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种锡单质/普鲁士蓝框架@碳复合材料的制备方法：(1)取六氰合铁酸钾溶解于去离子水中，超声至红色颗粒完全溶解；随后加入的聚乙烯吡咯烷酮，超声溶解，将上述溶液置于鼓风烘箱中反应，离心、水洗、干燥得到蓝黑色前驱体粉末；(2)取水溶性锡盐溶于去离子水中，随后取上述蓝黑色前驱体粉末加入到该溶液中，水浴搅拌、离心、水洗、干燥得到蓝色反应产物；(3)取上述蓝色反应产物经Ppy原位聚合得到蓝灰色粉末，随后将其转移到氩氢混合气氛中还原反应得到黑色最终反应产物，收集得到锡单质/普鲁士蓝框架@碳复合材料。本发明还提供了该材料作为钾离子电池负极材料的应用。
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公开(公告)号：CN115449636A
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202211076190.6
申请日：2022-09-05
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于锂离子电池回收领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺及其设备。废旧锂离子电池正极材料经还原氨浸工艺，利用浸出液与正极共沉淀母液成分相同这一特征，实现工艺流程的大幅度简化，并优化共沉淀反应釜的结构设计。具体包括以下步骤：将废旧锂离子电池正极材料送入浸出槽内，配以合适的底液和还原剂，控制温度和搅拌，实现还原氨浸过程，其中有价金属以氨络合物的形式富集进入液相，杂质成分以渣相的形式沉淀；上述浸出液经过中间过滤装置，转移至共沉淀反应釜内，依据目标再生正极材料的种类，适当补充金属元素完成配比，利用优化后的反应釜结构，实现正极材料前驱体的高效再生；最后在合适的温度下烧结得到正极材料。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115287470A
公开(公告)日：2022-11-04
申请号：CN202210935111.6
申请日：2022-08-05
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于锂离子电池回收技术领域，具体涉及一种构筑原电池效应的还原碱浸回收工艺。一种构筑原电池效应的还原碱浸回收工艺，是在给定碱性环境下引入还原性的金属粉末作为原电池负极，而待还原的废旧正极材料构成原电池正极，实现氧化还原反应。本发明利用原电池效应提供的还原效果，替代常见的火法预处理过程，有效地简化了碱性浸出体系，实现全湿法工艺过程回收废旧锂离子电池正极材料。
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公开(公告)号：CN115050955A
公开(公告)日：2022-09-13
申请号：CN202210279202.9
申请日：2022-03-15
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种高镍单晶三元正极材料的制备及改性方法，改性后材料具有良好的循环稳定性与容量保持率。其化学式为LiNixMn1‑x‑yWyO2@LCPz，其中：0.8＜x＜1.0,0＜y＜0.01,z为包覆的质量分数；其前驱体为微米球状团聚粒子，正极材料为单晶颗粒。本发明主要用途及优点：将单晶技术、离子掺杂与高分子液晶材料包覆改性结合：W离子的引入有效改善了层状正极材料由于锂离子间歇性缺失导致的晶面局部塌陷，拓宽锂离子传输通道；LCP液晶包覆材料具有非常突出的强度和弹性模量以及优良的耐热性，同时具有突出的耐腐蚀性能，可有效提高正极材料安全性和循环稳定性能。通过加入适量过量锂盐，与前驱体均匀混合，并通过控制与调节烧结工艺，制备出了一种特殊的高镍单晶正极材料NMW。并通过高温熔融态包覆在正极材料表面包裹一层薄LCP液晶层。所述正极材料其0.1C容量达到200mAh/g，1C下50次循环容量保持率达到90％以上。
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公开(公告)号：CN114875244A
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202210532293.2
申请日：2022-05-11
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于冶金资源综合利用技术领域，特别涉及一种将高砷锑冶炼烟灰资源化再利用的方法。一种将高砷锑冶炼烟灰资源化再利用的方法，是将矿石冶炼过程中产生的高砷锑烟灰作为原料，通过加压氧化‑碱浸法将砷杂质转化为可溶性的砷酸盐除去，同时锑仍以固相Sb2O3的形式存在；过滤后，利用难溶物朝着更难溶物转化的反应原理，辅以指定的水溶性硫源溶液，在一定温度和pH下反应实现Sb2S3的制备，产物可直接应用于钠离子电池负极材料的制备。该专利通过短流程实现高砷锑烟灰的高价值资源化再利用，避免较为复杂的金属单质制备工艺过程，实现性能优异的钠离子电池负极材料的再生。
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公开(公告)号：CN114824548A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210506158.0
申请日：2022-05-11
Applicant: 中南大学
IPC: H01M10/54
Abstract: 本发明属于冶金资源综合利用技术领域，特别设计一种含锡二次废物的资源化再利用过程。一种含锡二次废物的资源化再利用过程，是将锡精矿冶炼过程中产生的含锡二次废物作为原料，通过还原焙烧‑加铝除砷，再利用硫化焙烧制备得到再生材料硫化亚锡(SnS)，可应用于钠钾离子电池负极材料的制备。本发明利用锡冶炼过程中产生的含锡二次废物直接合成钠/钾离子电池负极材料，不仅充分有效利用资源，提高资源利用率，避免污染环境，而且含锡废弃物直接合成负极材料缩短工艺流程，更能够降低生产成本，提升含锡废弃物价值。本发明还提供了该硫化亚锡负极材料作为钠/钾离子电池负极材料的应用。
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公开(公告)号：CN114725364A
公开(公告)日：2022-07-08
申请号：CN202210298760.X
申请日：2022-03-24
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于钠离子电池材料技术领域，公开了一种层状过渡金属氧化物正极材料及其制备方法。该发明主要采用MOF模板法合成层状多孔过渡金属氧化物纳米颗粒。主要包括以下步骤：首先通过水热法结合石墨烯材料合成石墨烯复合的过渡金属MOF框架材料；再将MOF材料与钠氧化物、其他金属氧化物进行固相混合，进一步高温煅烧，即可制得具有层状结构的还原氧化石墨烯复合的多孔过渡金属氧化物纳米颗粒。本发明的工艺简单、易重复、成本低，可实现大规模合成应用。同时，该方法合成的材料结构可控、元素分布均匀、颗粒尺寸大小一致，证明了该方法的可行性和有效性。这将对钠电性能的提升提供了稳定的结构保障。
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