公开(公告)号：CN115020707B

公开(公告)日：2024-07-16

申请号：CN202210651705.4

申请日：2022-06-09

Applicant: 中南大学

Inventor： 潘安强 ,  周双 ,  孟欣雨 ,  冯明阳

IPC: H01M4/62 ,  H01M10/052 ,  H01M4/525

Abstract: 本发明公开了一种柔性锂金属电池亲锂碳纳米纤维骨架材料及其制备方法与应用。该骨架材料为柔性四氧化三钴纳米晶修饰的亲锂碳纳米纤维骨架，四氧化三钴纳米晶均匀锚定在碳纳米纤维表面，纤维直径大约为200～800nm，骨架材料内部结构三维连通，在0～180°内弯折，具有良好的柔性和机械加工性能，可以缓解锂负极在循环过程中产生的体积膨胀，循环过程中基本保持原有尺寸，并有做柔性器件的潜力。当其匹配柔性正极，组装的软包器件表现出良好的机械性能。在负极面容量N/正极面容量P之比为2.3的严苛条件下，采用该骨架匹配14mg cm‑2的高面载量LiFePO4正极组成的锂金属电池，可稳定循环440圈后仍能保持88.6％的比容量。

公开(公告)号：CN114361400B

公开(公告)日：2024-01-30

申请号：CN202111598979.3

申请日：2021-12-24

Applicant: 中南大学

Inventor： 潘安强 ,  周双 ,  冯明阳 ,  孟欣雨

IPC: H01M4/1393 ,  H01M4/62 ,  H01M4/66 ,  H01M10/052

Abstract: 本发明公开了一种柔性锂金属电池负极骨架材料的制备方法及其产品与应用，包括以下步骤：a)多壁碳纳米管分散液的配置；b)梯度导电的原丝膜的制备；c)柔性梯度碳纤维层的制备；d)介电原丝膜的制备；e)介电原丝膜的修饰；f)复合得到柔性多功能梯度导电的锂金属负极骨架。本发明中的柔性多功能梯度导电的锂金属负极骨架能稳定在酯类电解质中运行，所得到的复合锂金属负极能实现最高面积容量(12mAhcm‑2)‑2在最高电流密度(3mAcm )下良好的循环稳定性，与高压三元正极材料(NCM811)与凝胶电解质匹配全电池，在高正极面载量，低负极锂金属面容量的条件下，柔性锂金属电池在1C下能发挥出‑1191.4mAh g 的初始容量循环100圈也有78.2％的容量保持率，装成软包电池的柔韧性也很好。

公开(公告)号：CN114284475B

公开(公告)日：2024-01-30

申请号：CN202111563091.6

申请日：2021-12-20

Applicant: 中南大学

Inventor： 潘安强 ,  冯明阳 ,  周双

IPC: H01M4/1395 ,  H01M4/38 ,  H01M4/62 ,  H01M4/66 ,  H01M4/134 ,  H01M10/0525 ,  B82Y30/00

Abstract: 本发明公开了一种三维结构的复合锂金属负极的制备方法及其产品，在本发明中以薄晶石墨片为孔壁的碳纤维布的固有孔隙结构不仅可以缓解锂沉积/溶解过程中的体积变化，并通过锂的插入/提取路径引入锂的存储机制，同时碳布具有轻质、良好的柔韧性机械性能，可以抑制锂枝晶的生长。电化学沉积锂的过程中，金属锂与氟化钴之间发生不可逆的还原反应，形成钴纳米颗粒和氟化锂；钴纳米颗粒由于与锂金属具有更小的结合能，可以增加形核位点，降低锂金属的形核过电势，促进锂离子的均匀扩散。原位形成的氟化锂与碳纤维布间具有很好的界面接触，

公开(公告)号：CN114284475A

公开(公告)日：2022-04-05

申请号：CN202111563091.6

申请日：2021-12-20

Applicant: 中南大学

Inventor： 潘安强 ,  冯明阳 ,  周双

IPC: H01M4/1395 ,  H01M4/38 ,  H01M4/62 ,  H01M4/66 ,  H01M4/134 ,  H01M10/0525 ,  B82Y30/00

Abstract: 本发明公开了一种三维结构的复合锂金属负极的制备方法及其产品，在本发明中以薄晶石墨片为孔壁的碳纤维布的固有孔隙结构不仅可以缓解锂沉积/溶解过程中的体积变化，并通过锂的插入/提取路径引入锂的存储机制，同时碳布具有轻质、良好的柔韧性机械性能，可以抑制锂枝晶的生长。电化学沉积锂的过程中，金属锂与氟化钴之间发生不可逆的还原反应，形成钴纳米颗粒和氟化锂；钴纳米颗粒由于与锂金属具有更小的结合能，可以增加形核位点，降低锂金属的形核过电势，促进锂离子的均匀扩散。原位形成的氟化锂与碳纤维布间具有很好的界面接触，同时具有高的机械模量、高的化学稳定性和与锂具有高的界面能，可以均匀锂离子通量，有效的抑制锂的枝晶生长。

公开(公告)号：CN115020707A

公开(公告)日：2022-09-06

申请号：CN202210651705.4

申请日：2022-06-09

Applicant: 中南大学

Inventor： 潘安强 ,  周双 ,  孟欣雨 ,  冯明阳

IPC: H01M4/62 ,  H01M10/052 ,  H01M4/525

Abstract: 本发明公开了一种柔性锂金属电池亲锂碳纳米纤维骨架材料及其制备方法与应用。该骨架材料为柔性四氧化三钴纳米晶修饰的亲锂碳纳米纤维骨架，四氧化三钴纳米晶均匀锚定在碳纳米纤维表面，纤维直径大约为200～800nm，骨架材料内部结构三维连通，在0～180°内弯折，具有良好的柔性和机械加工性能，可以缓解锂负极在循环过程中产生的体积膨胀，循环过程中基本保持原有尺寸，并有做柔性器件的潜力。当其匹配柔性正极，组装的软包器件表现出良好的机械性能。在负极面容量N/正极面容量P之比为2.3的严苛条件下，采用该骨架匹配14mg cm‑2的高面载量LiFePO4正极组成的锂金属电池，可稳定循环440圈后仍能保持88.6％的比容量。

公开(公告)号：CN114361400A

公开(公告)日：2022-04-15

申请号：CN202111598979.3

申请日：2021-12-24

Applicant: 中南大学

Inventor： 潘安强 ,  周双 ,  冯明阳 ,  孟欣雨

IPC: H01M4/1393 ,  H01M4/62 ,  H01M4/66 ,  H01M10/052

Abstract: 本发明公开了一种柔性锂金属电池负极骨架材料的制备方法及其产品与应用，包括以下步骤：a)多壁碳纳米管分散液的配置；b)梯度导电的原丝膜的制备；c)柔性梯度碳纤维层的制备；d)介电原丝膜的制备；e)介电原丝膜的修饰；f)复合得到柔性多功能梯度导电的锂金属负极骨架。本发明中的柔性多功能梯度导电的锂金属负极骨架能稳定在酯类电解质中运行，所得到的复合锂金属负极能实现最高面积容量(12mAhcm‑2)在最高电流密度(3mAcm‑2)下良好的循环稳定性，与高压三元正极材料(NCM811)与凝胶电解质匹配全电池，在高正极面载量，低负极锂金属面容量的条件下，柔性锂金属电池在1C下能发挥出191.4mAh g‑1的初始容量循环100圈也有78.2％的容量保持率，装成软包电池的柔韧性也很好。