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公开(公告)号:CN108054427A
公开(公告)日:2018-05-18
申请号:CN201711227830.8
申请日:2017-11-29
Applicant: 中南大学
IPC: H01M10/0566 , H01M10/058
Abstract: 本发明公开了一种锂离子电池有机电解液的生产方法以及生产设备,其中生成方法包括:步骤1:在溶剂混合罐中制备电解液有机溶剂;步骤2:将溶剂混合罐中的电解液有机溶剂按照设定流速输送至管道,管道浸没于冷却系统的冷冻介质;其中,管道至少设有一个弯道,管道上设有锂盐加料口;步骤3:检测到电解液有机溶剂的温度下降至‑5℃至0℃的范围时,通过锂盐加料口添加锂盐,锂盐溶解后得到锂离子电池有机电解液。本发明通过上述生产方法,极大地提高了锂盐的溶解速度,提升了生产效率,还可以防止锂盐结块沉积,提高生产过程对锂盐的适应性以及降低了生产成本,提升了冷却效果。
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公开(公告)号:CN107910496A
公开(公告)日:2018-04-13
申请号:CN201710931974.5
申请日:2017-10-09
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/134 , H01M4/1395 , H01M4/04 , H01M10/0525 , B82Y30/00
Abstract: 本发明公开了一种二次电池用金属锂负极,包括三维多孔集流体、分散在集流体孔隙中的金属锂活性物质、以及复合在所述集流体任一平面的锂沉积诱导层。此外,本发明还公开了所述的负极的制备方法和应用;以及采用本发明负极组装得到的锂离子二次电池。本发明独创性地发现,在集流体的一个平面沉积锂沉积诱导层;有助于出人意料地提升负极的稳定性,特别是在高电流密度下(例如3~5mA/cm2时)的稳定性。本发明方法有效防止三维多孔锂负极存在的电极表面优先沉积锂所导致的孔洞堵塞及锂枝晶生长问题,提高锂阳极充放电库伦效率及循环寿命。
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公开(公告)号:CN111755668B
公开(公告)日:2021-09-21
申请号:CN201910233628.9
申请日:2019-03-26
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M4/13 , H01M10/0525
Abstract: 本发明属于锂金属电池领域,具体公开了一种氮氧共掺杂碳包覆金属锂阳极活性材料,其特征在于,包括碳空心球以及装填在碳空心球内部腔室的金属锂单质;所述的碳空心球的球壁材料为氮氧共掺杂的石墨化碳,且该球壁具有介孔结构。本发明还公开了包含所述氮氧共掺杂碳包覆金属锂阳极活性材料的锂金属阳极以及锂金属电池。本发明所述的氮氧共掺杂碳空心球可以有效的降低金属锂成核和沉积过程中过电位,提供均匀的成核和沉积位点,使金属锂在集流体中稳定均匀的生长,实现锂金属阳极在长循环过程中均匀的沉积和溶解。此外,稳定有序的碳骨架可以极大的减小循环过程中的体积膨胀,大幅度提高锂金属电池的循环寿命和安全性能。
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公开(公告)号:CN110875471B
公开(公告)日:2021-04-06
申请号:CN201810999123.9
申请日:2018-08-29
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/134 , H01M4/1395 , H01M4/04 , H01M4/62 , H01M10/052
Abstract: 本发明属于电池材料领域,具体公开了一种金属锂@碳复合材料,包括带有密闭的装填腔室的中空碳颗粒,以及填充在装填腔室内的金属锂;所述的中空碳颗粒的壳材料为石墨化碳。其优势在于,中空碳颗粒巨大的内部空腔提供了金属锂存储的位点,而中空碳颗粒表面的碳壁有效防止了金属锂与空气,电解液的直接接触,避免的界面反应的发生。得益于这些优势,中空碳颗粒保护的金属锂阳极可以在空气中稳定100h以上。本发明还公开了所述的金属锂@碳复合材料的制备和应用。
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公开(公告)号:CN107910496B
公开(公告)日:2020-08-14
申请号:CN201710931974.5
申请日:2017-10-09
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/134 , H01M4/1395 , H01M4/04 , H01M10/0525 , B82Y30/00
Abstract: 本发明公开了一种二次电池用金属锂负极,包括三维多孔集流体、分散在集流体孔隙中的金属锂活性物质、以及复合在所述集流体任一平面的锂沉积诱导层。此外,本发明还公开了所述的负极的制备方法和应用;以及采用本发明负极组装得到的锂离子二次电池。本发明独创性地发现,在集流体的一个平面沉积锂沉积诱导层;有助于出人意料地提升负极的稳定性,特别是在高电流密度下(例如3~5mA/cm2时)的稳定性。本发明方法有效防止三维多孔锂负极存在的电极表面优先沉积锂所导致的孔洞堵塞及锂枝晶生长问题,提高锂阳极充放电库伦效率及循环寿命。
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公开(公告)号:CN110875496A
公开(公告)日:2020-03-10
申请号:CN201811006820.6
申请日:2018-08-30
Applicant: 中南大学
IPC: H01M10/0567 , H01M10/052
Abstract: 本发明属于金属锂电池技术领域,具体公开了一种稳定金属锂沉积的电解液。该镀液为锂盐、有机溶剂和添加剂所组成的有机溶液,具体组成为:锂盐/有机溶剂体积比值的范围为0.5~3mol/L、添加剂含量为0.1~5wt.%。本发明所述镀液配方简单,成本低廉且实用,采用本发明所述特定组成和配比的电镀锂液可以在集流体表面实现均匀的锂沉积,有效避免枝晶的生长。所得到的电解液可以作为锂硫电池的电解液,实现长时间稳定的循环。
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公开(公告)号:CN110875471A
公开(公告)日:2020-03-10
申请号:CN201810999123.9
申请日:2018-08-29
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/134 , H01M4/1395 , H01M4/04 , H01M4/62 , H01M10/052
Abstract: 本发明属于电池材料领域,具体公开了一种金属锂@碳复合材料,包括带有密闭的装填腔室的中空碳颗粒,以及填充在装填腔室内的金属锂;所述的中空碳颗粒的壳材料为石墨化碳。其优势在于,中空碳颗粒巨大的内部空腔提供了金属锂存储的位点,而中空碳颗粒表面的碳壁有效防止了金属锂与空气,电解液的直接接触,避免的界面反应的发生。得益于这些优势,中空碳颗粒保护的金属锂阳极可以在空气中稳定100h以上。本发明还公开了所述的金属锂@碳复合材料的制备和应用。
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公开(公告)号:CN110875467A
公开(公告)日:2020-03-10
申请号:CN201810999124.3
申请日:2018-08-29
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/134 , H01M4/1395 , H01M4/04 , H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M10/052 , B82Y30/00 , B82Y40/00
Abstract: 本发明公开了一种掺氮的复合平面金属锂阳极的制备与应用。所述的掺氮的复合平面金属锂阳极由平板集流体、均匀覆盖在平面金属集流体两侧的掺氮的中空碳纳米笼与胶粘剂活性层、以及存在于掺氮中空碳纳米笼中的金属锂组成。其优势在于,高比表面积中空碳纳米笼的存在有效地降低了金属锂成核和沉积过程中的过电位,而氮原子的掺杂提供了均匀的成核和沉积位点,使金属锂得意于向中空碳纳米笼的内部生长,从而实现了锂金属持续循环过程中均匀的沉积和溶解。此外,超薄的碳壁有效的阻挡了界面反应的发生,大幅度提高锂金属电池的循环寿命。
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公开(公告)号:CN110867559A
公开(公告)日:2020-03-06
申请号:CN201810978735.X
申请日:2018-08-27
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/13 , H01M4/139 , H01M10/052
Abstract: 本发明属于锂金属电池技术领域,具体公开了一种多孔锂金属阳极,包括多孔金属集流体,复合在所述多孔金属集流体骨架上的金属锂层,以及覆盖金属锂层表面的氧化锂层。本发明还公开了所述的多孔锂金属阳极的制备方法,将多孔金属集流体进行表面氧化,随后向表面氧化后的多孔金属集流体中填充金属锂,进行置换反应,制得所述的多孔锂金属阳极。本发明还公开所述的多孔锂金属阳极的应用以及制得的锂金属电池。本发明中,原位形成的氧化锂层的存在降低了金属锂与电解液直接接触,有效避免的界面反应的发生,同时保持多孔金属集流体高比表面积的优势。同时,氧化层良好的亲锂性,有利于稳定锂离子的传输,最终实现锂金属电池长的循环寿命。
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公开(公告)号:CN109244542A
公开(公告)日:2019-01-18
申请号:CN201810925515.0
申请日:2018-08-14
Applicant: 中南大学
IPC: H01M10/0567 , H01M10/0568 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种锂硫电池电解液及其制备方法,其特征在于锂硫电池电解液包含有烃基多硫化合物;所述烃基多硫化合物具有R1-Sx-R2结构,R1、R2的总碳数不低于3;x的值为2~500。本发明通过在电解液中加入烃基多硫化合物,改变了传统的锂硫电池放电机制,有机多硫化物取代多硫化锂成为主要放电中产物,大大抑制了穿梭效应;烃基多硫化合物本身含有不同数量的S-S键,充放电过程中的断裂可以提高锂硫电池放电比容量;最终明显提高锂硫电池的初始容量及循环稳定性。
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