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公开(公告)号：CN111244416A
公开(公告)日：2020-06-05
申请号：CN202010049652.X
申请日：2020-01-16
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/58 , H01M4/62 , H01M10/052
Abstract: 本发明属于锂硫电池领域，具体涉及一种活性量子点@多孔碳材料，包括多孔碳，以及原位负载在多孔碳上的活性量子点；所述的活性量子点为氮化钛、和/或二氧化钛-氮化钛异质结。本发明还涉及该材料的流态化制备方法及其在锂硫电池中的应用。本发明所述的材料，通过在所述的多孔碳上原位担载所述的氮化钛量子点和/或二氧化硅-氮化钛异质结量子点，能够显著改善材料对多硫化物的吸附以及催化性能，能够显著改善载硫后的材料的倍率性能、容量和循环性能。
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公开(公告)号：CN113540403B
公开(公告)日：2023-04-28
申请号：CN202010891096.0
申请日：2020-08-30
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/134 , H01M4/62 , H01M4/1395 , H01M4/04 , H01M10/052
Abstract: 本发明一种高稳定性三维多孔锂金属阳极及其制备方法和应用，包括平板金属集流体、复合在平板金属集流体表面的活性层；所述的活性层包括胶黏剂以及分散胶黏剂中的Ni2P纳米粒子和含磷官能团共掺杂的介孔碳，所述的介孔碳为具有内部连通孔结构的多孔碳骨架，连通孔形成的装填腔室内填充有金属锂。本发明的三维多孔锂金属阳极具有良好的导电性、丰富的腔体结构、均匀共掺杂的Ni2P纳米粒子和含磷官能团良好的亲锂性，有效地减小极化电压、锂沉积的形核过电位和体积效应，实现了大电流高锂载量下的持续均匀沉积/溶解，有效缓解体积变化和界面效应，显著提高了锂金属电池的循环寿命。
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公开(公告)号：CN113540454B
公开(公告)日：2022-10-14
申请号：CN202010891085.2
申请日：2020-08-30
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/62 , H01M4/134 , H01M10/052
Abstract: 本发明一种3D锂金属负极的亲锂性多孔复合碳骨架及其制备方法和应用，为具有内部连通孔结构的薄壁多孔碳骨架，所述薄壁多孔碳骨架中原位内嵌有Ni2P纳米粒子，且表面掺杂有含磷官能团。本发明得益于该亲锂性多孔复合碳骨架中的连通孔形成的腔体结构、良好的导电性和优异的亲锂性，有效地降低了锂沉积的形核过电位和局部电流密度，极大地缓解体积效应并抑制锂枝晶生长，实现均匀的锂沉积/溶解，明显提高了锂金属电池的库伦效率和循环稳定性。
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公开(公告)号：CN114122386A
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202010893569.0
申请日：2020-08-31
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/58 , H01M4/62 , H01M4/136 , H01M4/1397 , H01M10/052 , H01M10/42 , C01B25/08 , C01B32/05 , C01B32/158 , C01B32/15 , B82Y40/00 , B82Y30/00
Abstract: 本发明属于锂金属电池负极材料领域。具体公开了一种锂硫电池磷化锡@碳复合负极活性前驱材料，包括碳单质骨架，以及镶嵌在其外表面且呈点状分布的磷化锡纳米粒子。本发明还公开了所述的亲锂性负极活性材料应用于锂金属复合电极的制备。本发明所述的材料，在碳单质骨架外表面均匀弥散分布磷化锡纳米点，基于所述的创新形貌和结构特性，结合碳单质骨架丰富的比表面、良好的导电性，有效地降低了局部电流密度，实现了锂金属持续循环过程中均匀的沉积和溶解，有效避免枝晶的生长，大幅度提高其在锂硫电池中的循环寿命。
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公开(公告)号：CN113540454A
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202010891085.2
申请日：2020-08-30
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/62 , H01M4/134 , H01M10/052
Abstract: 本发明一种3D锂金属负极的亲锂性多孔复合碳骨架及其制备方法和应用，为具有内部连通孔结构的薄壁多孔碳骨架，所述薄壁多孔碳骨架中原位内嵌有Ni2P纳米粒子，且表面掺杂有含磷官能团。本发明得益于该亲锂性多孔复合碳骨架中的连通孔形成的腔体结构、良好的导电性和优异的亲锂性，有效地降低了锂沉积的形核过电位和局部电流密度，极大地缓解体积效应并抑制锂枝晶生长，实现均匀的锂沉积/溶解，明显提高了锂金属电池的库伦效率和循环稳定性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113488657A
公开(公告)日：2021-10-08
申请号：CN202010901141.6
申请日：2020-08-31
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/66 , H01M4/134 , H01M10/052 , D06M11/68 , D06M101/40
Abstract: 本发明属于锂金属电池负极材料领域，具体公开了一种3D亲锂复合碳纤维骨架，包括3D碳纤维骨架、复合在碳纤维上的Cu3P层以及掺杂在碳纤维上的含磷官能团。本发明提供的3D亲锂复合碳纤维骨架材料，具有丰富的比表面积和孔隙结构，能有效降低局部电流密度，促进锂离子的扩散，抑制体积效应；碳纤维骨架上的含磷官能团和Cu3P纳米薄层相互协同，显著降低锂形核过电位，诱导锂均匀地沉积/溶解，所构筑的锂金属负极具有优异的电化学性能，库伦效率和循环稳定性得到极大地提升。本发明还公开了所述的3D亲锂复合碳纤维骨架的制备方法及应用。
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公开(公告)号：CN113479931A
公开(公告)日：2021-10-08
申请号：CN202010874801.6
申请日：2020-08-26
Applicant: 中南大学
IPC: C01G23/053 , C01B32/15 , H01M4/134 , H01M4/66 , H01M10/052 , H01M10/42 , B82Y30/00 , B82Y40/00
Abstract: 本发明属于锂金属电池负极材料领域，具体公开了一种氧化钛@C中空复合骨架及其制备方法和应用。氧化钛@C中空复合骨架包括具有独立密闭腔室的氧化钛中空球、复合在氧化钛表面的碳层和含氮官能团。通过利用模板法制备中空氧化钛前驱体，随后进行原位聚合获得碳包覆的中空复合骨架前驱体，最后一定温度下焙烧得到氧化钛@C中空复合骨架。得益于该复合中空集流体密闭的腔体结构、良好的导电性和优异的亲锂性，有效地降低了锂沉积的形核过电位和局部电流密度，极大地避免了界面副反应和体积效应，有效地抑制锂枝晶生长，为均匀的锂沉积/溶解创造了有利条件，明显改善了锂金属电池的库伦效率和循环稳定性。
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公开(公告)号：CN111799443A
公开(公告)日：2020-10-20
申请号：CN202010872216.2
申请日：2020-08-26
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/134 , H01M4/62 , H01M4/1395 , H01M10/052
Abstract: 本发明属于锂金属电池领域，具体公开了一种二次电池用三维多孔金属锂负极及其制备和应用。所述三维多孔金属锂负极由多孔导电集流体，复合在多孔导电集流体表面的人造SEI膜以及负载在多孔导电集流体骨架上的金属锂组成。本发明多孔导电集流体可以显著降低金属锂负极循环过程中的表观电流密度；而人造SEI膜可以显著降低金属锂与电解液的接触，抑制界面副反应，实现在大电流密度下长寿命和高库伦效率的稳定循环。
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公开(公告)号：CN113540402B
公开(公告)日：2022-10-11
申请号：CN202010879377.4
申请日：2020-08-27
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/134 , H01M4/62 , H01M4/1395 , H01M4/04 , H01M10/052
Abstract: 本发明公开了一种内亲锂型多重限域/诱导锂负极及其制备方法和应用，包括平板金属集流体、复合在平板金属集流体表面的活性层；活性层包括胶粘剂以及分散在胶粘剂中的多重限域/诱导3D碳复合骨架材料，所述的碳复合骨架为类石榴状多重薄壁碳层封装结构，即通过微米中空碳球对数颗纳米复合碳球封装而成；所述的纳米复合碳球为纳米中空碳球内壁嵌有强亲锂性的贵金属纳米粒子结构，微米中空碳球为直径微米级掺氮碳球体；所述的碳复合骨架具有丰富的装填腔室，该腔室内填充有锂金属单质。本发明通过物理限域和选择性诱导锂沉积在中空碳骨架内腔来改善大电流下锂的沉积不均匀性，降低体积效应和界面副反应，提升锂金属负极的库伦效率和循环稳定性。
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公开(公告)号：CN111816881B
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN201910799469.9
申请日：2019-08-28
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/66 , H01M4/80 , H01M4/134 , H01M4/1395 , H01M10/052
Abstract: 本发明属于锂金属电池负极材料领域。具体公开了一种类红毛丹壳状3D亲锂复合集流体，包括3D多孔金属集流体以及原位复合在3D多孔金属集流体表面的类红毛丹壳状亲锂性金属磷化物层。本发明还公开了所述的3D亲锂复合集流体应用于锂金属复合电极的制备。得益于该亲锂复合集流体丰富的比表面、良好的导电性和优异的亲锂性，有效地降低了局部电流密度，极大地减小了极化电压和锂沉积的形核过电位，实现了锂金属在大电流密度下持续均匀沉积/溶解，有效抑制了锂枝晶的生长，明显提高了锂金属电池的循环寿命。
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