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公开(公告)号：CN116282198B
公开(公告)日：2024-07-19
申请号：CN202310286198.3
申请日：2023-03-23
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/525 , C01G51/00 , H01M10/054
Abstract: 本发明属于锂离子电池材料技术领域，公开了一种高压钴酸锂的制备方法，主要包括以下步骤：首先将钴源、铵盐、镍盐同时加入反应釜中，进行共沉淀反应。反应至一定程度后，再改加铝源，继续反应至一定尺寸后，继续同时加入铝源、镍源、钴源，反应后即可得内部碳酸钴镍，中部碳酸钴铝，最外层碳酸钴铝镍的核壳型前驱体材料。将前驱体和锂源按一定比例混合，在空气或氧气中煅烧，得到掺杂型钴酸锂。本发明制备的掺杂型钴酸锂材料颗粒尺寸一致，元素分布均匀，充分证明了合成工艺的可行性。本工艺方法流程简单、原料易得，改性效果较好，具有一定的参考和实用价值。
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公开(公告)号：CN112863890B
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN201911182083.X
申请日：2019-11-27
Applicant: 中南大学
Abstract: 一种伏安循环电化学活化商用碳布的方法：本发提供一种伏安循环电化学活化商用碳布的方法，包括以下步骤：S1：以商用碳布为原料,将其依次用去离子水和乙醇反复洗涤，并进行充分干燥处理后置于马弗炉中,在300–400℃的空气气氛中热处理一定时间后制得分级多孔碳布；S2：最后将S1干燥处理后的分级多孔碳布作为工作电极在三电极电解池中进行伏安循环，再依次用去离子水和乙醇反复洗涤，并进行干燥处理得到活性碳布。其由表面丰富的分级多孔结构和含氧官能团，能分别提供较大的双电层电容和赝电容。本发明提供的方法制备得到的活性碳布，面积比容量高达1500mF/cm2以上，在1.0M Na2SO4溶液中电压窗口高达2V。
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公开(公告)号：CN118290758A
公开(公告)日：2024-07-05
申请号：CN202410410834.3
申请日：2024-04-08
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于锂离子正极材料前驱体技术领域，公开了一种具有金属梯度分布的MOF锂电高熵正极前驱体及其制备方法，首先配置一定浓度的金属溶液并升温保持，再配置一定浓度的配体溶液并在冰浴中充分冷却。待温度稳定后将金属溶液缓慢加入配体溶液中并充分搅拌，最终通过离心洗涤干燥后得到具有金属梯度分布的MOF锂电高熵正极前驱体。由于络合温度不断变化。利用不同金属络合物不同温度下络合速度差异使得所制备前驱体中各元素具有不同的梯度分布。这样的金属分布有助于正极材料内部建立内建电场和内外应力稳定系统，提升高熵正极材料的循环稳定性和比容量。本发明的工艺简单，易操作；制备的前驱体形貌均一、元素分布成规律，改善正极材料的不可逆副反应问题。
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公开(公告)号：CN116377249B
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202310530154.0
申请日：2023-05-12
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于锂离子电池回收领域，具体涉及一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备。一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备，具体包括以下步骤：将一定浓度的氨水、铵盐以及待回收的废旧三元正极粉末物料和辅料还原剂加入至高压碱浸槽内；在第一反应槽内，通过结合升温和惰性气体的加入，实现对腔体内部压力的控制，反应一定时间；待反应结束后，打开浸出液排出口使其进入第二反应槽腔体，浸出渣则沉至底部并周期性放出清理；往第二反应槽内补充适量的金属硫酸盐，并采用合适的碱液调节pH值，完成共沉淀过程，制备三元正极前驱体材料。本发明利用高压反应环境，极大地减少碱性原料的使用，并增加反应速率和单批处理量，有效提高碱法工艺的处理效率；利用浸出液组分与前驱体制备液的相似性，结合改进后的高压碱浸槽，实现碱浸回收和共沉淀的一体化过程。
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公开(公告)号：CN115050955B
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202210279202.9
申请日：2022-03-15
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种液晶包覆的高镍正极材料NMW@LCP的制备方法，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：LCP为液晶聚合物(Liquid crystal polymer)，0.8＜x＜1.0,0＜y＜0.01,z为以LiNixMn1‑x‑yWyO2的质量为基准计算的包覆质量分数；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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114639822B
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202210292018.8
申请日：2022-03-24
Applicant: 中南大学
Abstract: 本专利公开了一种具有元素梯度分布的镍钴锰三元MOF正极材料前驱体及其制备方法。本发明通过加入络合剂实现MOF材料制备，在后续处理中成功制备原位导电碳阵列，提升内部电子电导率。另外利用不同温度溶液定速混合的方法，成功实现三元MOF正极材料中金属元素的梯度分布，一方面在材料内部构建内建电场，提升电子电导率，另一方面结构缺陷的产生有利于改+善Na的传输路径，进一步提高离子电导率，减小极化。因此综合提升三元正极材料的倍率性能和循环稳定性。本发明的前驱体制备方法成本低，易实现、简单有效，且能制备所需结构、组成和性能的改性前驱体。
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公开(公告)号：CN114678501B
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202210291902.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，公开了一种锰酸钠复合改性层状过渡金属氧化物正极材料及其制备方法。该发明采用固相法合成层状过渡金属氧化物，再通过原位复合MOF材料，再结合钠化烧结处理，最终合成锰酸钠复合改性层状过渡金属氧化物正极材料。具体包括以下步骤：首先通过将不同金属氧化物进行固相球磨混合，混合后进行固相高温煅烧处理，即得层状过渡金属氧化物；再进一步通过水热法在氧化物表面原位包覆一层MOF材料；最后将包覆后的材料与钠源一起煅烧处理，即得最终产物。本发明制备的材料包覆层均匀，颗粒大小一致。同时，材料在储钠过程中表现出优异的电化学性能。
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公开(公告)号：CN113871611B
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202110965375.1
申请日：2021-08-23
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于锂离子电池材料技术领域，公开了一种高熵氧化物材料复合三元材料的制备方法，将Co、Fe、Cu、Mg、Ni、Zn、Al中的五种元素的硝酸盐按一定的摩尔比溶于水中并搅干，后再经高温(>1000℃)煅烧，得到高熵氧化物。将三元材料均匀分散在乙醇溶液中，后将高熵氧化物加入到上述溶液，搅干后，低温煅烧，得到高熵氧化物包覆的三元材料。本发明通过制备高熵氧化物对三元材料进行包覆改性，既提高了材料的离子导电率和结构稳定性，同时也提高了材料的储存性能，具有良好的应用前景。
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公开(公告)号：CN117069160A
公开(公告)日：2023-11-17
申请号：CN202311139389.3
申请日：2023-09-06
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种强化电化学界面稳定性处理的高熵层状氧化物复合材料及其制备方法。所述高熵层状氧化物正极材料的化学分子式为Nax(Ni0.2Mn0.7Mg0.1)1‑2yTiyMeyO2，其中0.6≤x≤1，0.05≤y≤0.2，Me为金属熵增掺杂元素Cu、Zn、Ca、Al、Fe中的一种，C6H7BO2为表面预处理剂；金属元素Ni、Mn、Mg通过共沉淀原位合成，Ti与Me通过高温固相掺入体相。苯硼酸与合成的材料充分混合后二次烧结，去除表面残碱构筑功能性有机包覆层。Ti和Me的引入，激活并促进高压下阴离子的氧化还原，抑制过渡金属层的滑移。多元素功能性有机包覆层沿晶格均匀构建在合成材料表面，缓解电解液与正极材料的副反应，强化电化学界面稳定性。该高熵层状氧化物复合材料具有较高的比容量，优异的循环稳定性，高韧性的电化学界面。
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公开(公告)号：CN117019818A
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202311034515.9
申请日：2023-08-17
Applicant: 中南大学
IPC: B09B3/00 , C22B7/00 , C22B1/00 , C22B1/16 , C22B26/12 , C22B47/00 , C22B23/00 , C22B23/02 , C22B5/12 , H01M10/54 , B09B3/35 , B09B3/40 , B09B3/70 , B09B101/16
Abstract: 本发明涉及锂离子电池回收领域，具体而言，涉及一种废旧锂离子电池黑粉火法湿法联合处理方法及系统。回收方法包括：将所述黑粉浮选后得到的去碳黑粉进行干燥、破碎得到粉状物料；将浮选后的石墨用于制备CO；再将所述粉状物料与预热气体混合并喷入炽热的炉膛内，进行反应，得到粉状还原产物；将所述粉状还原产物稍冷却喷入浸出装置，利用硫酸喷淋进行溶解浸出，过滤得到含镍钴锰锂的浸出液和滤渣。解决了废旧锂离子电池黑粉浸出过程中，浸出时间长、使用大量酸和还原剂以及大量废水需要处理的问题。本发明还提供一种废旧锂离子电池黑粉高效火法湿法联合处理系统。
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