公开(公告)号：CN112786968A

公开(公告)日：2021-05-11

申请号：CN202110144417.5

申请日：2021-02-02

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张锁江 ,  贾梦敏 ,  张兰 ,  郭亚伟

IPC: H01M10/0569 ,  H01M10/052 ,  H01M10/0525

Abstract: 本专利公开了一种高压阻燃电解液配方，应用于锂离子二次电池。本发明的主要特征在于使用磷酸酯作为溶剂组分，与锂盐以一定配比形成溶剂化结构，分散于氟代醚类溶剂中。磷酸酯与锂离子配位成一定的溶剂化结构，有效防止了与锂离子共嵌入石墨。通过引入氟代醚，降低了电解液的粘度，增加了电解液的润湿性，同时不影响电解液的热稳定性和电化学稳定性，且氟代醚也是不可燃的，不影响电解液的阻燃效果。本发明提供的电解液在正极和负极表面均可形成致密而稳定的保护膜，NCM 811||Li半电池循环200圈容量保持率达到90％以上，同时，其与石墨相容性良好。使用这种电解液可显著提高电解液的高压循环稳定性和电池安全性。

公开(公告)号：CN112624207A

公开(公告)日：2021-04-09

申请号：CN202011324538.X

申请日：2020-11-23

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张兰 ,  胡乃方 ,  张驰 ,  巫湘坤 ,  张锁江

IPC: C01G53/00 ,  H01M4/505 ,  H01M4/525 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明涉及锂离子电池电极材料技术领域，特别公开了一种全浓度梯度分布的富锂锰基正极材料及其制备方法与应用。该正极材料的制备方法为：(1)配置高锰含量的过渡金属盐溶液A、低锰含量的过渡金属盐溶液B；将B溶液缓慢泵入A溶液中，同时将A溶液以一定流速泵入反应釜内；在氮气氛围下，通过控制碱溶液进料速度调控pH，共沉淀反应制备前驱体材料。(2)将过滤、清洗、烘干的前驱体材料与锂盐均匀混合，高温焙烧，获得全浓度梯度分布的富锂锰基正极材料，其中Mn元素含量从内部到表面线性下降，而Ni元素的含量线性增加。所制备的材料球形度高、粒径分布窄以及材料晶体层状结构稳定，且具有较高的能量密度和优异的循环稳定性。

公开(公告)号：CN108598376B

公开(公告)日：2021-01-15

申请号：CN201810023225.7

申请日：2018-01-10

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张锁江 ,  徐松 ,  程源源 ,  张兰 ,  张香平

IPC: H01M4/36

Abstract: 本发明涉及一种功能化离子液体/S‑C复合材料及其制备方法、复合正极材料,属于液流电池技术领域。本发明所述功能化离子液体包括离子液体和SiO2；所述离子液体为1‑甲基‑1‑丙基(三甲氧基硅烷)哌啶鎓氯化物。本发明用离子液体(SiO2‑PPCl)功能化的硫悬浮溶液流体电极作为锂硫液流电池的正极，在充放电的过程中，活性物质多硫化物可以与SiO2‑PPCl中官能团形成键，抑制多硫化物就迁移到锂负极。在充放电过程中，该离子液体也有助于降低电化学极化，促进活性物质之间的转化。

公开(公告)号：CN109546080B

公开(公告)日：2020-09-29

申请号：CN201811446977.0

申请日：2018-11-29

Applicant: 中国科学院过程工程研究所 ,  河北艾普艾科技发展有限公司

Inventor： 张锁江 ,  宋开放 ,  张兰 ,  巫湘坤 ,  陈占

IPC: H01M4/13 ,  H01M4/139 ,  H01M4/04 ,  H01M4/62 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明涉及一种正极极片，所述正极极片包括集流体和在所述集流体一侧依次设置的第一电极材料层和第二电极材料层；所述第一电极材料层内导电剂为第一导电剂，所述第二电极材料层内导电剂为第二导电剂，所述第一导电剂的导电率＞第二导电剂的导电率。本发明采用在正极极片的双层电极材料层中，设置不同种类的导电剂，进而构建良好的导电体系，有效地改善正极极片的导电性能，促进电荷的快速转移，提高电池的电化学性能，包含本发明正极极片的锂离子电池能量密度较高，0.2C电流密度下，能量密度≥255Wh/kg。

公开(公告)号：CN107528089B

公开(公告)日：2020-02-07

申请号：CN201710717344.8

申请日：2017-08-18

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张兰 ,  石朝辉 ,  张晓妍 ,  张海涛 ,  张锁江

IPC: H01M10/0567 ,  H01M10/058 ,  B82Y40/00

Abstract: 本发明公开了一种纳米结构锂电池电解液添加剂、其制备方法和电解液。所述纳米结构锂电池电解液添加剂是一种纳米结构锂盐，包括无机刚性核和有机柔性绒毛状侧链，可稳定均匀地分散在电解液中。本发明所述的纳米结构锂电池电解液添加剂可有效提高电解液的锂离子迁移数，改善电解液高低温性能及安全性，尤其在低温快充时，对抑制锂离子电池及金属锂电池的枝晶有显著效果。

公开(公告)号：CN110190331A

公开(公告)日：2019-08-30

申请号：CN201910524241.9

申请日：2019-06-18

Applicant: 郑州中科新兴产业技术研究院 ,  中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张锁江 ,  王恩阳 ,  刘艳侠 ,  张兰 ,  李蒙 ,  张若涛

IPC: H01M10/0567 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明提供了一种稳固锂离子电池硅碳表面的电解液、制备及其应用，电解液包括溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括成膜添加剂和饰膜添加剂，成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯，饰膜添加剂为二甲基二甲氧基硅烷和烯丙氧基三甲基硅烷中的至少一种。本发明可提高锂离子电池硅碳电极稳定性，减少电解液在电极表面持续分解，从而减少电池内阻、极化现象，增加电池循环稳定性。

公开(公告)号：CN109244541A

公开(公告)日：2019-01-18

申请号：CN201811406315.0

申请日：2018-11-23

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张锁江 ,  张兰 ,  吕玉苗 ,  张海涛

IPC: H01M10/0566 ,  H01M10/0567 ,  H01M10/0569 ,  H01M10/0525 ,  B60L50/50

Abstract: 本发明提供了一种电解液以及使用它的锂离子电池及其制备方法和应用，所述电解液包括离子液体膜、锂盐以及有机溶剂，所述离子液体为准液态相；电解液中加入准液态离子液体，使锂盐处于解离但部分溶剂化的状态，很大程度消除了锂离子去溶剂化过程中的过电位，从而降低产生枝晶的可能性；锂离子电池中正负极通过沉积离子液体膜，一方面减少负极产生枝晶的可能性，使电池具有较好的低温和倍率性能，另一方面可以促使电解液渗入极片的纳米孔道，因而正极可以采用更大的压实密度、同时减少电解液的使用量，从而获得更高的能量密度；同时离子液体本身具有不燃难挥发的特性，也改善了电池的安全性能。

公开(公告)号：CN105336939A

公开(公告)日：2016-02-17

申请号：CN201510642346.6

申请日：2015-09-30

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张兰 ,  张锁江 ,  汪志华 ,  陈仕谋 ,  蔡迎军

IPC: H01M4/485 ,  H01M4/36 ,  H01M4/62 ,  H01M10/0525

CPC classification number: H01M4/485 ,  H01M4/366 ,  H01M4/628 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明提供了一种防止尖晶石型钛酸锂基锂离子电池高温胀气的材料包覆改性方法及其锂离子电池。将一定比例的包覆材料(如LiF、Al2O3，ZrO2，Li2CO3等)与纯相或掺杂态Li4Ti5O12充分混合、分散于水、乙醇或其混合液中，并加热至沸点以上，伴以冷凝、回流，充分混合后将悬浊液过滤，再将滤饼在一定的温度下热处理，从而在Li4Ti5O12材料表面均匀包覆3～30nm的可导通锂离子的包覆层，阻止钛酸锂电极和有机电解液的直接接触，从而抑制钛酸锂对电解液的催化分解，减少气体产生。此包覆方法可有效改善钛酸锂电池的高温循环稳定性，减少全电池胀气。

公开(公告)号：CN104124468A

公开(公告)日：2014-10-29

申请号：CN201410353908.0

申请日：2014-07-24

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张亮 ,  张兰 ,  董陶 ,  蔡迎军 ,  张锁江

IPC: H01M10/0566 ,  H01M10/0569 ,  H01M10/0568 ,  H01M10/0525

CPC classification number: H01M10/0567 ,  H01M10/0525 ,  H01M10/0569

Abstract: 本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种适用于以硅或硅碳复合材料为负极的高电压锂离子电池的电解液，所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，还包括氟代酯类及双腈类有机化合物，所述双腈类有机物占所述电解液总质量的质量百分比为0.01％～10％。相对于现有技术，本发明通过在电解液中添加LiDFOB和双腈类有机物，能够更有效的在高压正极表面形成SEI膜，氟代溶剂可以在硅或硅碳负极表面有效形成SEI膜，同时该SEI膜在低温条件下阻抗较低，降低了锂离子穿越阻力，从而显著提高含有该电解液的电池的高电压和低温循环性能。此外，本发明还公开了一种包含该电解液的高能量锂离子电池。

公开(公告)号：CN103474255A

公开(公告)日：2013-12-25

申请号：CN201310430367.2

申请日：2013-09-18

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张兰 ,  陈辉 ,  蔡迎军 ,  张锁江

IPC: H01G11/58

CPC classification number: Y02E60/13

Abstract: 本发明公开了一种超级电容器高压电解液及其的制备方法，该电解液由离子液体、腈类溶剂和高压稳定剂组成，可以在3.0V的电压下保证电容器的稳定循环，并表现了较优的功率性质。本发明有效提高了超级电容器的可用电压，比常见乙腈类电解液有更宽的温度使用范围，可以满足超级电容器对有机电解液的要求。