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公开(公告)号：CN116314739A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310384516.X
申请日：2023-04-12
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明属于新能源材料与电化学技术领域，公开了一种锰基层状氧化物正极材料及其制备方法和应用。该锰基层状氧化物正极材料的分子式为NaxLiyM1‑y‑zMnzO2，其中0.5
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公开(公告)号：CN116314622A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310295597.6
申请日：2023-03-24
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/1391 , H01M4/525 , H01M10/0525 , H01M4/36 , H01M4/485 , H01M4/04
Abstract: 本发明属于电化学储能电池和动力电池领域，具体公开了一种具有自析出包覆层的单晶无钴铝掺杂镍酸锂正极材料及其制备方法和应用。本发明通过熔盐法合成单晶无钴铝掺杂镍酸锂正极材料，水洗除去熔盐后再通过二次锂化法，将正极材料与少量锂源混合快速中温热处理，通过化学作用诱发正极材料体相中部分铝元素的原位晶格析出，在材料表面形成β‑Li5AlO4包覆层，最终获得本发明的材料。该正极材料具有更好的循环稳定性、倍率性能和更高的机械强度，避免了充放电过程中晶间应力的损害，抑制了裂纹的形成，有望推进无钴铝掺杂镍酸锂正极材料的产业化应用。
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公开(公告)号：CN114715957A
公开(公告)日：2022-07-08
申请号：CN202210514181.4
申请日：2022-05-12
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明属于锂离子电池领域，提供了一种铌包覆镍钴锰三元前驱体及制备方法及应用。制备方法为：将过渡金属离子溶液、氢氧化钠溶液和氨水溶液注入共沉淀法反应釜内，通入氮气保护，调控反应条件，合成镍钴锰氢氧化物前驱体。过渡金属离子溶液进料结束后，向反应釜内注入铌源溶液。随后将溶液从反应釜内接出，洗涤过滤烘干后得到铌包覆镍钴锰三元前驱体，将干燥后的前驱体与锂盐混合煅烧，得到铌改性的镍钴锰三元正极材料。本发明将前驱体合成步骤与包覆步骤合并，在反应釜内实现了包覆，所制备的铌包覆镍钴锰三元前驱体粒径均匀、一致性好，锂化煅烧后的正极材料界面稳定性高，残碱量较少，常温及高温下的循环稳定性得到提升。
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公开(公告)号：CN110010887B
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN201910287113.7
申请日：2019-04-11
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/485 , H01M4/525 , H01M4/58 , H01M10/0525
Abstract: 本发明涉及一种锂离子电池高电压高能量长循环寿命钴酸锂正极材料及其制备方法，属于新能源技术领域。本发明方法从钴酸锂本征结构角度出发通过烧结工艺调控钴酸锂中过渡金属离子Co占位，使之一部分占据在R‑3m相中的3a位，一部分占据在3b位，从而显著改善钴酸锂正极材料在高电压条件下的长循环容量保持率、电极材料结构稳定性、固相锂离子传输能力、以及安全性能。本发明方法为固相烧结法，包括前驱体的制备，钴酸锂的预烧结和钴酸锂的烧结；具有合成工艺简单，生产效率高，产品均匀性好等优点，适宜规模化生产。
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公开(公告)号：CN113871589A
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202111084700.X
申请日：2021-09-16
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/505 , H01M4/525 , H01M4/58 , H01M10/0525
Abstract: 一种熔盐辅助钛酸锂包覆的富锂锰基正极材料及其制备方法，其化学式为Li2TiO3@Li1+xM1‑yO2，0＜x＜y＜1，M包含的组合有Mn与Ni，Mn与Co，或Mn、Co与Ni，钛酸锂质量分数为0.25％‑5％。制备方法是将富锂材料与二氧化钛和低熔点盐混合、研磨并加热到盐的熔点以上沸点以下温度，使体系熔融，二氧化钛溶解并与富锂材料发生反应，经水洗、过滤、干燥获得钛酸锂包覆的富锂锰基正极材料。本发明使用熔盐作为反应介质，在富锂锰基正极材料一次颗粒表面生成均匀的钛酸锂包覆层，抑制活性氧与电解液副反应，降低过渡金属元素溶解损失，提升富锂正极材料的循环寿命并减少电压衰减，具有较高的实用价值。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106920983B
公开(公告)日：2020-05-15
申请号：CN201710242757.5
申请日：2017-04-14
Applicant: 南开大学
IPC: H01M8/18
Abstract: 本发明涉及一种低温非水系对称有机液流电池，克服了液流电池在寒冷地区应用的局限性，以及非水系有机液流电池存在活性材料溶解度低、电解液易交叉污染、操作电流密度低的问题。所述液流电池以低凝固点宽电化学窗口有机溶剂配制电解液，使液流电池可以在低温环境中工作；卟啉类活性材料@导电剂的悬浮电解质溶液，提高了卟啉类活性材料在电解质溶液中的浓度及电解质溶液的导电性，进而提高了液流电池的操作电流密度；根据孔径筛分原理制备高离子电导率的离子选择膜，克服了电解液的交叉污染，提高了液流电池的操作电流密度。本发明所述的低温非水系对称有机液流电池具有高开路电压，高能量密度，高库伦效率，高循环稳定性的特点。
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公开(公告)号：CN109802119A
公开(公告)日：2019-05-24
申请号：CN201910065922.3
申请日：2019-01-24
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/505 , H01M4/525 , H01M10/0525
Abstract: 一种一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料及其制备方法。正极材料的化学分子式为aLi2MnO3·bLiNixMnyO2·cLiNizMn2-zO4，1≥a,b,c≥0,a+b+c＝1,x,y＞0,2＞z≥0。制备方法是将锂、镍与锰可溶性盐溶解于二甲基甲酰胺中，得到锂镍锰溶液，将聚丙烯腈溶解于二甲基甲酰胺中，得到聚合物溶液，随后将锂镍锰溶液注入聚合物溶液中，通过高压静电纺丝技术，得到复合正极材料前驱体。前驱体经煅烧，得到一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料。本发明通过较为简单的方式实现了一维尖晶石层状富锂锰基异质复合正极材料的合成，制备操作简单，原料来源丰富，显著改善了富锂锰基正极材料的首圈库伦效率、循环性能和倍率性能。
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公开(公告)号：CN109626447A
公开(公告)日：2019-04-16
申请号：CN201811522310.4
申请日：2018-12-13
Applicant: 南开大学
IPC: C01G53/00 , H01M4/525 , H01M10/0525
CPC classification number: C01G53/006 , C01P2002/72 , C01P2004/03 , H01M4/525 , H01M10/0525 , H01M2004/021 , H01M2004/028
Abstract: 一种浓度梯度镁掺杂高镍锂离子电池正极材料Li(Ni1‑x‑yCoxMgy)O2(0.05≤x≤0.10，0＜y≤0.05，0.85≤1‑x‑y＜0.95)及其制备方法。该制备方法首先将镍与钴盐按比例溶解于去离子水中得到镍钴溶液，将镁盐溶解于去离子水中得到富镁溶液，随后将富镁溶液注入去离子水中形成贫镁溶液，贫镁溶液与镍钴溶液、络合剂溶液、沉淀剂溶液并流加入共沉淀反应釜中进行反应，得到浓度梯度镁掺杂的镍钴氢氧化物前驱体。将前驱体与锂盐以一定比例混合，在管式炉中煅烧，得到浓度梯度的镍钴镁高镍正极材料。本发明实现了浓度梯度镁掺杂的镍钴镁高镍正极材料的可控制备，且操作简便，成本低廉，与现有工艺设备相容，具有大规模生产应用的良好前景。
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公开(公告)号：CN109148856A
公开(公告)日：2019-01-04
申请号：CN201810970038.X
申请日：2018-08-24
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及一种锂离子电池高循环容量抗电压衰退富锂层状正极材料的制备方法，属于新能源技术领域。本发明方法在仅利用地球高丰度元素的前提下，从其本征结构角度出发通过煅烧手段调控富锂层状正极材料中过渡金属离子Ni占位，使之一部分占据在富锂层状正极材料C2/m相中的2c位和4h位，一部分占据在富锂层状正极材料R‑3m相中的3b位，从而达到显著改善富锂层状正极材料在充放电过程中电压衰退、容量衰减、提高富锂材料本身固相锂离子传输能力的效果。本发明方法为共沉淀固相烧结法，具有合成工艺简单，生产效率高等优点，适宜规模化生产。
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公开(公告)号：CN107142488A
公开(公告)日：2017-09-08
申请号：CN201710291941.9
申请日：2017-04-28
Applicant: 南开大学
IPC: C25B1/04 , C25B11/06 , C01B25/08 , B01J27/185
CPC classification number: Y02E60/366 , C25B1/04 , B01J27/1853 , C01B25/08 , C25B11/0478
Abstract: 一种多孔多壳式磷化镍空心微球化合物，具有多孔二级纳米结构，化学式为Ni2P，其Ni:P元素比为2:1，微米球直径为1.5‑2.5μm，多孔的壳由12‑17nm的二次纳米颗粒组装而成；采用固相磷化多壳式NiO前驱体的方法制备，其前驱体NiO由自模板法制备而成；该材料可以构成三电极体系用于其电催化析氢性能的测试。本发明的优点是：该制备方法操作简单，原料廉价、来源丰富，产物纯度高，结晶性好，形貌可控，由纳米颗粒组装而成的多孔多壳式空性结构有利于电极气液固三相界面接触，能提供更好的物质传输通道，纳米颗粒的结构单元可以提供更多的催化活性位点，从而有效地提高其电催化活性，产物同时具有良好的电化学稳定性，可作为新型催化剂应用于电解水等。
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