一种无水Bi-TFSI及其制备方法和在锂金属负极的应用

    公开(公告)号:CN118373853A

    公开(公告)日:2024-07-23

    申请号:CN202410474138.9

    申请日:2024-04-19

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明公开了一种无水双三氟甲磺酰亚胺基铋,以HTFSI和不溶性铋盐为原料,经反应、蒸发和干燥得到Bi‑TFSI,化学式为Bi(TFSI)3,所述Bi‑TFSI不含结晶水,即溶于水,也溶于锂电池有机电解质。其制备方法包括以下步骤:1,Bi‑TFSI溶液的制备;2,Bi‑TFSI晶体的制备;3,无水Bi‑TFSI的制备。一种基于Bi‑TFSI添加剂的锂金属负极,其成分包含Li‑Bi合金;表面在循环前后均存在光滑致密的SEI层,并诱导锂金属在Bi‑负极的SEI层下方沉积,其杨氏模量达到6.0GPa。作为锂电池负极的应用,阻抗稳定保持为10Ω;作为Li‑Li对电池的应用时稳定循环1000h;作为LiFePO4‑Li全电池的应用时,首周放电容量为140‑145mAh/g,300周容量保持率为68‑70%;具有良好的倍率性能。

    一种碳包覆的阳离子无序正极材料及制备方法和锂离子电池

    公开(公告)号:CN113314701A

    公开(公告)日:2021-08-27

    申请号:CN202110555374.X

    申请日:2021-05-21

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明提供了一种碳包覆的阳离子无序正极材料,属于锂离子电池材料领域,其特征在于,其结构通式为Li2Ni2TeO6/C,其中Li2Ni2TeO6是一种新型的阳离子无序正极材料,Li/Ni大量混排,循环时结构稳定,无相变碳源为有机碳化合物;还提供了上述碳包覆的阳离子无序正极材料的制备方法,该制备方法包括煅烧法及化学气相沉积法,在惰性气氛中,通过高温煅烧得到碳包覆的Li2Ni2TeO6正极材料,通过碳包覆在Li2Ni2TeO6正极材料的表面,能够极大地减少正极材料与电解液的接触,减少副反应,同时碳也能够提高材料电子电导率,降低极化,提高电化学性能。

    具有室温电导率的聚合物基质的固体电解质及其制备方法

    公开(公告)号:CN108365258A

    公开(公告)日:2018-08-03

    申请号:CN201810053201.6

    申请日:2018-01-19

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明公开了一种具有室温电导率的聚合物基质的固体电解质及其制备方法,以有机聚合物作为基质,均匀掺杂锂盐和无机材料颗粒,无机材料颗粒在固体电解质径向形成有序分布,使无机材料颗粒在电解质界面处形成快离子通道,构成快离子导体结构。利用电场使电解质内部无机材料颗粒发生极化,同时由于颗粒在电解质界面处有快离子通道,极化使有序分布的颗粒成链,快离子通道可能在电解质径向形成,提高电导率。本发明固态电解质具有室温电导率高,机械性能好的特点,可以用于室温固态锂离子电池电解质,应用本发明的固态电解质的室温固态锂离子电池具有较高的充放电倍率,循环稳定性和安全性,可以用于手持式电子设备和电动汽车等设备。

    一种铜锰无序高电压铜基氧化物材料及应用

    公开(公告)号:CN119994052A

    公开(公告)日:2025-05-13

    申请号:CN202510302603.5

    申请日:2025-03-14

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明公开了一种铜锰无序高电压铜基氧化物材料及应用,该材料的化学通式为:Na0.67Cu0.33Mn0.67‑xAxO2;其中,Cu的价态为+2,Mn的价态为+4,A为Ti、Zr、Si、Ge、Sn、Hf、Pb、Ce、Th中的一种或多种元素,0.02≤x≤0.34,A的价态为+4;过渡金属层中,过渡金属离子呈无序排布,在4.5V电压下使得过渡金属层元素迁移到钠层,构建Na‑O‑A构型,并通过激活氧的氧化还原反应提升材料的能量密度。将该材料用于钠离子二次电池的正极极片。本发明提供的铜锰无序高电压铜基氧化物材料,制备简单,所含有的元素钠、铜、锰、钛都是无毒安全的元素。该材料中,铜的氧化还原对本身具有较高的电压。过渡金属层中,过渡金属离子排布成无序排布,导致高电压下激活氧的氧化还原反应。

    一种基于电化学处理原位形成含Li-Bi合金保护层及其制备方法

    公开(公告)号:CN118299689A

    公开(公告)日:2024-07-05

    申请号:CN202410474051.1

    申请日:2024-04-19

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于电化学处理原位形成含Li‑Bi合金保护层,以Bi‑TFSI和基础电解液作为原料配制Bi‑TFSI电解液后,立即组装电池并立即以小电流条件下进行电化学处理,即可原位形成LiBi‑ER;其成分包含Li‑Bi合金、LiF、TFSI‑、ROCO2Li和Li2CO3;厚度为5‑10微米,杨氏模量为6.0GPa,阻抗稳定在24‑28Ω。其制备方法包括以下步骤:1,含铋电解液的准备;2,基于电化学处理原位形成含Li‑Bi合金保护层。在小电流条件下稳定循环电压为0.01V,稳定循环1000h;在1C条件下,首周放电容量为140‑145mA h/g,稳定循环300周,300周时的放电容量为95‑100mA h/g,容量保持率为68‑70%。

    全封闭式金属-二氧化碳电池及其制备方法

    公开(公告)号:CN110112512B

    公开(公告)日:2022-10-11

    申请号:CN201910315386.8

    申请日:2019-04-19

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明公开了一种全封闭式金属‑二氧化碳电池及其制备方法。其由电池外壳、负极材料、隔膜、电解质、正极材料组成,所述电解质中的溶质、溶剂或添加剂包含一种或几种可吸附CO2的基团,即电解质中的溶质、溶剂或添加剂中包含具有可吸附CO2的基团的物质。其制备方法包括:原料的处理;吸附CO2的电解质的制备;全封闭式金属‑二氧化碳电池的组装。本发明的有益效果在于:削减了储气装置;根除气体泄漏和爆炸的安全隐患;降低装置密封性要求和操作难度;提高电池的密封性,防止外界空气进入电池;与常规电池构造相同,与常规电池生产设备兼容;可以依托现有电池生产条件,开展工业生产,在动力电池和储能电池领域具有广泛的应用前景。

    电场诱导取向制备聚合物复合固态电解质的模具及方法

    公开(公告)号:CN112652819B

    公开(公告)日:2022-09-13

    申请号:CN202010926611.4

    申请日:2020-09-07

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明涉及一种电场诱导取向制备固态聚合物复合电解质的模具,属于锂或钠离子电池固态电解质技术领域,其特征在于,包括下底座,设置为一导电圆盘,其上表面开有一圆槽,其一侧设置有第一电极;水平调节螺母,设置在下底座的底部,用于调节下底座的水平;水平仪,其与下底座相连接;绝缘环、绝缘垫片、平面导电极、上底座;及采用该模具制备固态聚合物复合电解质的方法。通过对无机离子导体部高压电场,无机离子导体在高压电场的作用下发生极化,从而产生力矩使无机离子导体沿电场方向取向;形成快速Li+或Na+传输通路均具有明显优势,可显著提高电解质的离子电导率,在60℃可达到10‑4S·cm‑1量级。

    一种提高锂-氟化碳一次电池倍率性能的电解液

    公开(公告)号:CN114976081A

    公开(公告)日:2022-08-30

    申请号:CN202210824509.2

    申请日:2022-07-13

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明涉及一种提高锂‑氟化碳一次电池倍率性能的电解液,属于锂‑氟化碳一次电池领域,其特征在于,有机电解液体系中含有添加剂,所述添加剂用于溶解锂‑氟化碳一次电池放电过程中生成的不导电的放电产物LiF,所述添加剂采用作为阴离子受体的硼基化合物的一种或多种;针对锂‑氟化碳一次电池倍率性能不佳的问题,通过在有机电解液体系中添加作为阴离子受体的硼基化合物,溶解锂‑氟化碳一次电池放电过程中生成的不导电的放电产物LiF,提高电极在放电过程中的导电性,从而提高其放电倍率性能。

    一种可用于钠离子电池负极的纤维状中空硬碳材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN108862235B

    公开(公告)日:2022-06-14

    申请号:CN201810578633.9

    申请日:2018-06-07

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明公开了纤维状中空硬碳材料,以纤维状生物质材料为原料,经直接裂解法得到d002值在0.36~0.42nm,ID/IG在1.5‑2.0之间的非晶态无定型的纤维状中空硬碳材料。其制备方法包括1)原料的预处理;2)高温裂解。作为钠离子二次电池中负极活性物质,其比容量为150~350mAh/g,在2C下能保持0.1C时60%以上的容量,在100周循环后可以做到容量保持率在90%‑100%之间。其优点为:1、稳定的微米级纤维结构,提高循环寿命;2、利用天然管状中空结构提高电解液的浸润性、缩短离子传输距离、提高电池的动力学性能;3、制备方法简单,缩减制备特殊形貌的处理成本。因此,本发明是一类极具潜力的钠离子电池负极材料,可以应用于智能电网、清洁二次能源发电等大规模储能系统中或是动力电池领域。

    具有多功能涂层的富锂锰基正极材料、制备方法及锂离子电池

    公开(公告)号:CN114122353A

    公开(公告)日:2022-03-01

    申请号:CN202111299621.0

    申请日:2021-11-04

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明公开了一种具有多功能涂层的富锂锰基正极材料、制备方法及锂离子电池,属于电池材料领域,所述多功能涂层为依次设于基材表面的具有硫掺杂和含氧空位的纳米尖晶石层、具有氮掺杂的纳米碳涂层,制备方法是采用一步法将所述多功能涂层形成在基材无钴富锂锰基正极材料表面,操作简单、成本低,易于大规模应用。经过该方法合成的富锂锰基正极材料具有良好的循环稳定性,容量保持率,倍率性能和结构稳定性。本方法制备的多功能涂层工艺简单、操作方便、经济效益好、效率高易于大规模应用。

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