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公开(公告)号：CN115172647B
公开(公告)日：2022-12-13
申请号：CN202211068560.1
申请日：2022-09-02
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种脂肪酸锌改性锌金属负极及其制备方法和应用，脂肪酸锌改性锌金属负极的制备方法包括以下步骤：步骤1：将脂肪酸粉末颗粒溶于有机试剂，于常温下搅拌至完全溶解，获得脂肪酸溶液；步骤2：将锌片置于脂肪酸溶液，浸泡反应后取出，获得改性锌金属负极，在烘箱中将改性锌负极烘干即可获得脂肪酸锌改性锌金属负极。本发明将脂肪酸溶于无水乙醇后，加入金属锌发生化学反应，在锌金属负极表面原位生成脂肪酸锌改性层，利用脂肪酸锌的高离子导通率、较强的疏水性能和快速锌离子迁移速率，诱导锌离子均匀平整沉积的同时，一定程度上实现去溶剂化，实现抑制析氢腐蚀和发生副反应的优异效果。
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公开(公告)号：CN114975847B
公开(公告)日：2024-02-27
申请号：CN202210804205.X
申请日：2022-07-07
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种具有三明治结构的复合金属负极及其制备方法和应用，该复合金属负极由集流体、电沉积金属层、氟掺杂无定形碳层构成的三明治结构。制备方法包括：将导电集流体的一面于含氟高分子溶胶中浸渍成膜后，高温碳化待用；通过电沉积的方法使金属进入集流体和碳化膜中间形成具有三明治结构的金属负极。本发明通过引入氟掺杂无定形碳膜作为保护层具有以下作用：有效隔离电解液和金属；实现离子均匀化分布；可将传输的金属离子限域在膜下的有限空间内沉积，抑制金属枝晶生成。本发明复合金属负极可与常规的正极、隔膜、电解液共同装配成二次电池，可有效改善电池的循环寿命，并且可适用于锌、锂、钠、钾、铝、镁等二次离子电池。
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公开(公告)号：CN115117287A
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202210837503.9
申请日：2022-07-15
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种超薄的复合锌负极及其制备方法和应用，涉及水系锌离子电池技术领域；制备方法具体为：通过高温热解聚四氟乙烯(PTFE)粉末，在保温及冷却过程中发生气相沉积，在10μm铜箔粗糙面引入一层1μm厚度左右的疏水保护层，之后通过均匀电沉积5mAh/cm2的锌(理论上约8.5μm)到铜箔基底和疏水保护层之间，得到厚度约为20μm的超薄复合锌负极。该疏水保护膜层可以实现锌离子的有效导通，从而诱导锌的自下而上选择性沉积。本发明的复合锌负极应用于水系锌离子电池中可以有效抑制锌枝晶生长，防止锌金属受到电解液的腐蚀，从而实现长循环寿命的锌离子电池，同时提高锌金属的利用率，减少锌金属材料的浪费。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116565347B
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202310836966.8
申请日：2023-07-10
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于水系锌离子电池技术领域，公开了一种含有氨基和羟基的有机小分子添加剂的水系锌离子电池电解液、制备方法及其应用，所述水系锌离子电池电解液添加有水系锌离子电池电解液添加剂，所述电解液添加剂的作用是稳定水系锌离子电池锌负极。所述电解液添加剂为带有氨基和羟基的有机小分子；添加剂的浓度为2mmol/L~25 mmol/L。本发明所提供的电解液添加剂可以在负极电解液界面形成金属‑有机分子层诱导锌离子沉积，同时将水分子阻隔在这个金属‑有机分子层外。有效解决了锌枝晶、锌金属腐蚀等问题，从而极大程度提高了锌负极的循环性能，并与适合的正极匹配应用到全电池中，有效延缓了容量衰减。
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公开(公告)号：CN116683048A
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202310805001.2
申请日：2023-07-03
Applicant: 中南大学
IPC: H01M10/36
Abstract: 本发明提供了电解液添加剂、电解液、含有该电解液的水系锌离子电池及制备方法，涉及二次电池水系锌离子技术领域。该方法为在水系锌离子电池所用电解液中添加同分异构有机小分子添加剂，同向三羟基结构较异向三羟基结构更能稳定地锚定在锌负极表面，排除锌负极表面自由水，并且能诱导锌的择优取向沉积，有效抑制副反应的发生和锌枝晶的生成，提高界面稳定性，从而实现了长循环优异性能的锌电池。对锌二次电池的研究有重要意义。本发明电解液添加剂山梨糖醇组装的锌对称电池在5mA·cm‑2的电流密度以及5mAh·cm‑2的容量下能够保持稳定的极化电压循环900h以上。
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公开(公告)号：CN115172647A
公开(公告)日：2022-10-11
申请号：CN202211068560.1
申请日：2022-09-02
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种脂肪酸锌改性锌金属负极及其制备方法和应用，脂肪酸锌改性锌金属负极的制备方法包括以下步骤：步骤1：将脂肪酸粉末颗粒溶于有机试剂，于常温下搅拌至完全溶解，获得脂肪酸溶液；步骤2：将锌片置于脂肪酸溶液，浸泡反应后取出，获得改性锌金属负极，在烘箱中将改性锌负极烘干即可获得脂肪酸锌改性锌金属负极。本发明将脂肪酸溶于无水乙醇后，加入金属锌发生化学反应，在锌金属负极表面原位生成脂肪酸锌改性层，利用脂肪酸锌的高离子导通率、较强的疏水性能和快速锌离子迁移速率，诱导锌离子均匀平整沉积的同时，一定程度上实现去溶剂化，实现抑制析氢腐蚀和发生副反应的优异效果。
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公开(公告)号：CN116565347A
公开(公告)日：2023-08-08
申请号：CN202310836966.8
申请日：2023-07-10
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于水系锌离子电池技术领域，公开了一种含有氨基和羟基的有机小分子添加剂的水系锌离子电池电解液、制备方法及其应用，所述水系锌离子电池电解液添加有水系锌离子电池电解液添加剂，所述电解液添加剂的作用是稳定水系锌离子电池锌负极。所述电解液添加剂为带有氨基和羟基的有机小分子；添加剂的浓度为2mmol/L~25 mmol/L。本发明所提供的电解液添加剂可以在负极电解液界面形成金属‑有机分子层诱导锌离子沉积，同时将水分子阻隔在这个金属‑有机分子层外。有效解决了锌枝晶、锌金属腐蚀等问题，从而极大程度提高了锌负极的循环性能，并与适合的正极匹配应用到全电池中，有效延缓了容量衰减。
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公开(公告)号：CN114975847A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210804205.X
申请日：2022-07-07
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种具有三明治结构的复合金属负极及其制备方法和应用，该复合金属负极由集流体、电沉积金属层、氟掺杂无定形碳层构成的三明治结构。制备方法包括：将导电集流体的一面于含氟高分子溶胶中浸渍成膜后，高温碳化待用；通过电沉积的方法使金属进入集流体和碳化膜中间形成具有三明治结构的金属负极。本发明通过引入氟掺杂无定形碳膜作为保护层具有以下作用：有效隔离电解液和金属；实现离子均匀化分布；可将传输的金属离子限域在膜下的有限空间内沉积，抑制金属枝晶生成。本发明复合金属负极可与常规的正极、隔膜、电解液共同装配成二次电池，可有效改善电池的循环寿命，并且可适用于锌、锂、钠、钾、铝、镁等二次离子电池。
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