公开(公告)号：CN101260574A

公开(公告)日：2008-09-10

申请号：CN200810105436.1

申请日：2008-04-30

Applicant: 北京化工大学

Inventor： 宋怀河 ,  杨娟 ,  杨刚 ,  陈晓红

IPC: D01F9/12 ,  B01J27/128 ,  B01J27/25

Abstract: 本发明涉及一种制备纳米碳纤维的方法，以固态碳源为碳源，固态碳源为石墨、炭黑或活性炭，碳源的平均粒径≤100微米；将碳源经过混酸处理方法或研磨处理方法进行预处理，经过与金属催化剂前驱体复合以及在1000～1600℃氮气保护下炭化反应并保温0.5～5小时的炭化处理得到纳米碳纤维。制备的纳米碳纤维，直径可分布在20～200纳米之间，长度分布在300纳米～50微米，产品中纤维含量可达60％。该方法采用纯固体碳材料作为碳源，碳源来源十分丰富，具有安全、廉价、简单和碳源转化率高等特点，易实现大规模生产。

公开(公告)号：CN100363254C

公开(公告)日：2008-01-23

申请号：CN200610088816.X

申请日：2006-07-19

Applicant: 中国石油化工股份有限公司 ,  北京化工大学

Inventor： 宋怀河 ,  李丽霞 ,  陈晓红

IPC: C01B31/02

Abstract: 本发明涉及一种有序介孔炭材料的制备方法，该方法是将聚环氧乙烯-聚环氧丙烯-聚环氧乙烯三嵌段共聚物和糖类碳水化合物按质量比4∶1～3∶1，在35℃下加入酸溶液中，经搅拌、溶解后，再加入硅源，硅源与糖类碳水化合物的用量比为7～10ml/g，继续搅拌24h，将得到的溶液在密闭釜中，在80～130℃下晶化24～72h，再经过过滤、洗涤并在室温下干燥得到糖类碳水化合物、三嵌段共聚物与硅的三元复合物，将三元复合物经过预炭化、炭化和除硅最后得到有序介孔炭。本方法制备的有序介孔炭具有廉价、成碳率高、孔径分布均一等特点。

公开(公告)号：CN1281486C

公开(公告)日：2006-10-25

申请号：CN200510000055.3

申请日：2005-01-06

Applicant: 北京化工大学

Inventor： 宋怀河 ,  王景坤 ,  陈晓红

IPC: C01B31/02

Abstract: 本发明涉及一种聚合物基炭球的制备方法，以100nm～100μm的含卤素元素的聚合物微球树脂为原料、经碱处理、氧化处理，再经过炭化、石墨化处理得到粒径范围在100nm～100μm的聚合物基炭微球；对于以小于100nm的含卤素元素的聚合物微球树脂原料，经碱处理后再经过炭化、石墨化处理得到粒径小于100nm的聚合物基炭微球。碱处理是将聚合物微球与碱和溶剂在60～280℃下搅拌6～72小时，再经过洗涤干燥后得到前驱体；空气氧化处理的氧化温度在180～240℃，氧化时间1～3小时。本发明方法具有工艺简单、制备成本低、产物纯度高、原料可选择范围广等特点，易实现大规模制备。

公开(公告)号：CN119674021A

公开(公告)日：2025-03-21

申请号：CN202411893412.2

申请日：2024-12-20

Applicant: 北京化工大学

Inventor： 宋怀河 ,  苑仁鲁 ,  许骁宇 ,  仲崇睿 ,  刘学伟 ,  陈晓红

IPC: H01M4/36 ,  H01M4/587 ,  H01M4/62 ,  H01M10/054

Abstract: 本发明提供了一种硬炭表面有序碳层包覆结构的构筑方法及其应用，属于钠离子电池技术领域，包括：将有机物前驱体在惰性气氛下进行预碳化，得到低结晶度的硬炭；随后在固相和惰性气氛条件下对得到的硬炭进行机械球磨处理，随后进行纯化处理，得到表面结晶度高于内部的炭材料；最后对得到的炭材料进行高温热处理，得到具有表面有序碳层包覆结构的硬炭。本发明通过精确控制硬炭材料的表面微晶结构，显著提高了硬炭作为钠离子电池负极材料的电化学性能，包括首次库伦效率、储钠容量以及循环性能，同时构筑的硬炭材料具有更高的表面碳层结晶度和优化的微晶结构，增强了钠离子的存储能力，为钠离子电池的发展奠定了基础。

公开(公告)号：CN119284894A

公开(公告)日：2025-01-10

申请号：CN202411379104.8

申请日：2024-09-30

Applicant: 北京化工大学常州先进材料研究院

Inventor： 宋怀河 ,  刘学伟 ,  曹瑞雄

IPC: C01B32/21 ,  H01M4/36 ,  H01M4/587 ,  H01M4/62 ,  C01B32/198

Abstract: 一种氧化石墨烯包覆天然石墨负极材料的制备方法，属于锂离子电池技术领域。该方法是以氧化石墨烯为包覆剂，以天然石墨为原料使用喷雾干燥法来制备高性能锂离子电池负极材料。首先将石墨烯粉体与溶剂按一定比例配成分散液，然后与天然石墨按一定比例混合均匀，最后通过控制喷雾干燥参数，获得石墨烯包覆天然石墨负极材料。本发明采用石墨烯为包覆剂，将天然石墨负极材料包覆起来形成“核壳”结构，与电解液相容性好，避免了溶剂化锂离子的共嵌而导致的石墨层的剥离，同时缓冲了天然石墨极颗粒在充放电过程中的体积膨胀，极大提高了天然石墨的循环性能和大电流充放电性能。本发明具有工艺简单，成本低，产品包覆效果好。

公开(公告)号：CN119191291A

公开(公告)日：2024-12-27

申请号：CN202310774283.4

申请日：2023-06-27

Applicant: 北京车和家信息技术有限公司 ,  北京化工大学

Inventor： 宋怀河 ,  李昂 ,  张家鹏 ,  张鹏 ,  李叶晶

IPC: C01B32/348 ,  C01B32/318 ,  B60L50/60 ,  H01M4/36 ,  H01M4/38 ,  H01M4/62 ,  H01M4/134 ,  H01M10/052 ,  H01M10/0525

Abstract: 本公开涉及一种多孔炭材料及其制备方法、硅炭复合负极材料和应用。所述制备方法包括如下步骤：(1)将有机物前驱体分散在溶剂中，然后与碱源和交联剂混合、干燥，得到预处理产物；(2)预处理产物进行活化和炭化，得到所述多孔炭材料。在本公开提供的制备方法中，通过预处理以及后续的活化和炭化，一方面能够调控产物中的氧的含量，另一方面还可以调整产物具有的表面官能团中氧的状态，进而能够使单质硅在多孔炭材料表面沉积的过程中，能够形成大量的均匀的沉积层；并且能够有效控制硅氧化物和碳化硅的产生，进而能够提升所形成的硅炭复合负极材料具有首次库伦效率、容量、循环性能稳定性。

公开(公告)号：CN117361490A

公开(公告)日：2024-01-09

申请号：CN202311296586.6

申请日：2023-10-08

Applicant: 北京化工大学

Inventor： 宋怀河 ,  蒋志杰 ,  陈晓红 ,  李昂

IPC: C01B32/05 ,  H01M4/587 ,  H01M10/054

Abstract: 本发明涉及钠离子电池技术领域，提供了一种孔结构可调的稠环芳烃基硬炭负极材料、制备方法及储能应用。该材料以稠环芳烃为原料，溶解于1，2‑二氯乙烷溶液中，后加入造孔剂等反应，得到产物经洗涤，初次惰性气氛下700‑900℃高温炭化1‑4h，酸洗，二次1200～1600℃高温2‑4h炭化后，得到最终产物。制备的硬炭材料闭孔体积在0.05‑0.5cm3/g之间，并且在20mA/g的电流密度下测试时，硬炭负极材料具有391.7mAh/g的平台容量。本发明丰富的闭孔结构使得该材料用作钠离子电池负极材料时，表现出高库伦效率、高循环稳定性、高储钠容量和高能量密度。

公开(公告)号：CN112225223B

公开(公告)日：2023-07-25

申请号：CN202011112161.1

申请日：2020-10-16

Applicant: 北京化工大学

Inventor： 宋怀河 ,  林谢吉 ,  李昂 ,  陈晓红

IPC: C01B33/18 ,  C01B32/05 ,  H01M4/48 ,  H01M4/62 ,  H01M10/0525 ,  B82Y30/00 ,  B82Y40/00

Abstract: 本发明涉及一种Si‑O‑C三维交联纳米环材料、制备方法及其应用。所得到的纳米环直径在100‑500纳米，壁厚为20‑100纳米，比表面积在300‑800m2/g，环之间相互交联形成三维网络结构。首先将原料在无水氯化盐的熔盐体系中一定温度下进行还原反应，得到预产物。然后将预产物进行酸洗处理，在500℃～900℃惰性气氛中进行碳化处理，得到Si‑O‑C三维交联纳米环复合材料，将该材料作为锂离子电池负极材料，在0.2A/g的电流密度下，循环50圈稳定的储锂比容量达到了1003mAh/g，具有较高的放电比容量和良好的循环稳定性；同时，将其作为吸附材料在亚甲基蓝溶液中表现出了优异的吸附性能，10h达到吸附平衡，最大吸附量为235mg/g。

公开(公告)号：CN113247878B

公开(公告)日：2022-09-09

申请号：CN202110734657.0

申请日：2021-06-30

Applicant: 北京化工大学

Inventor： 宋怀河 ,  王政 ,  陈晓红

IPC: C01B32/05 ,  H01M4/583 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明利用不同于传统的热缩聚法、乳化法、悬浮法制备中间相炭微球，而是通过将温度升至中间相沥青的软化点以上使其产生一定的流动性，使中间相沥青在添加剂的作用下取向成球，一方面是使反应温度相对于普通热缩聚法大大降低，增加了实验的安全性；其次制备的中间相沥青炭微球粒径均匀，基本保持在10～20μm之间，形貌粒径十分规整，在高温炭化后应用在锂电池中表现出更高的可逆容量和倍率性能：在100mA g‑1的电流密度下表现出250‑350mA h g‑1‑1的放电比容量，2A g 的电流密度下循环100圈仍具有150‑250mA h g‑1的容量。

公开(公告)号：CN114873579A

公开(公告)日：2022-08-09

申请号：CN202210503003.1

申请日：2022-05-10

Applicant: 山东能源集团有限公司 ,  北京化工大学常州先进材料研究院 ,  兖矿化工有限公司兖矿新能源研发创新中心

Inventor： 刘海燕 ,  宋怀河 ,  刘学伟 ,  张志伟 ,  刘涛 ,  邢涛 ,  王长宇 ,  张奎同 ,  潘玉峰 ,  王雯雯 ,  苗阳

IPC: C01B32/05 ,  C01B32/184 ,  C01B32/194 ,  H01M4/36 ,  H01M4/62

Abstract: 本发明涉及钠离子电池技术领域，尤其涉及一种复合炭微球、其制备方法及应用。本发明采用氧化石墨烯为包覆材料，利用石墨烯的柔性结构，将石墨烯包覆在淀粉表面，再经过稳定化、炭化工艺处理，制备了淀粉基炭微球。与现有工艺制备的淀粉炭微球相比，本发明中石墨烯可以紧密包覆在淀粉颗粒表面，使淀粉颗粒之间相互隔开，避免了高温炭化中的融并和发泡问题，同时增加了低温稳定化过程，将淀粉中的大部分水分除去，解决了大规模炭化过程中的安全问题和高能耗问题，制备的淀粉炭微球可以保持完整的球形形貌。与传统制备淀粉炭微球工艺相比，经过石墨烯包覆后的稳定化过程时间大大缩短。同时，制备的复合碳微球电化学性能较优。