公开(公告)号：CN116639735A

公开(公告)日：2023-08-25

申请号：CN202310530224.2

申请日：2023-05-12

Applicant: 中南大学

Inventor： 明磊 ,  王星元 ,  欧星

IPC: C01G53/00 ,  C01G51/04 ,  H01M4/505 ,  H01M4/525 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明公开了一种具有结构紧密度差异、镍钨浓度梯度与钴原位包覆的四元前驱体制备方法和应用，其中，镍、钨含量由内至外呈逐渐升高的趋势，钴采用共沉淀工艺包覆于材料表面，材料由内至外呈“低镍、钨低紧密度内层‑高镍、钨高紧密度外层‑覆钴表面”的结构，通过控制浓度与流速使结构紧密度产生一定差异。使外层结构相对紧密并且镍富集于外层更易参与反应，释放容量，并利用湿法掺钨改性手段加强结构稳定性；同时，内层结构紧密度相对外层低，内层低镍与表层覆钴的稳定结构将高镍外层紧密保护，在合成正极材料后，为充放电过程较大的体积变化提供了缓冲空间，有效减少微裂纹的产生和有害副反应。本发明提供了一种低成本、流程短、高性能的前驱体的制备方案，适用于工业化生产。

公开(公告)号：CN114436235B

公开(公告)日：2023-07-14

申请号：CN202210256183.8

申请日：2022-03-15

Applicant: 中南大学

Inventor： 明磊 ,  王星元 ,  欧星 ,  张宝

IPC: H01M4/58

Abstract: 本发明公开了一种钛白粉副产品回收提纯硫酸亚铁溶液制取磷酸铁锰钠原料，进而合成磷酸铁锰钠正极材料的工艺，属于钛白粉废液处理与钠离子电池领域，钛白粉主要成分为七水硫酸亚铁，另外混有Ti、Mg、Zn和Cr等元素。对钛白粉进行沉淀分离除杂处理，除去大量杂质元素，利用含锰源的氧化剂高锰酸盐，将提纯的硫酸亚铁溶液氧化为硫酸铁，硫酸锰混合液，经调控溶液酸碱度后获得合成磷酸铁锰钠材料的锰源与铁源原料，与磷酸二氢钠混合后烧制成正极材料。

公开(公告)号：CN114436235A

公开(公告)日：2022-05-06

申请号：CN202210256183.8

申请日：2022-03-15

Applicant: 中南大学

Inventor： 明磊 ,  王星元 ,  欧星 ,  张宝

IPC: C01B25/45 ,  H01M4/58 ,  H01M10/054

Abstract: 本发明公开了一种钛白粉副产品回收提纯硫酸亚铁溶液制取磷酸铁锰钠原料，进而合成磷酸铁锰钠正极材料的工艺，属于钛白粉废液处理与钠离子电池领域，钛白粉主要成分为七水硫酸亚铁，另外混有Ti、Mg、Zn和Cr等元素。对钛白粉进行沉淀分离除杂处理，除去大量杂质元素，利用含锰源的氧化剂高锰酸盐，将提纯的硫酸亚铁溶液氧化为硫酸铁，硫酸锰混合液，经调控溶液酸碱度后获得合成磷酸铁锰钠材料的锰源与铁源原料，与磷酸二氢钠混合后烧制成正极材料。

公开(公告)号：CN116332248A

公开(公告)日：2023-06-27

申请号：CN202310330548.1

申请日：2023-03-31

Applicant: 中南大学

Inventor： 明磊 ,  王星元 ,  欧星

IPC: C01G53/00 ,  H01M10/054 ,  H01M4/525 ,  H01M4/505

Abstract: 本发明公开了一种具有简谐式浓度梯度结构的钠离子电池前驱体与正极的制备方法，属于钠离子电池正极材料领域。为解决当前钠离子电池正极多重复杂相变和长循环性能较差的问题，本发明提出一种新型浓度梯度结构前驱体的制备方法，该前驱体中金属离子浓度遵循类简谐变化规律。该方法制备的前驱体相当于将传统线性浓度梯度前驱体沿半径方向微分后重新排列，将原本稳定性良好的表面层成功分布到体相，并且也保证了原本核的高容量特性。前驱体烧成的正极材料使得钠离子电池稳定性极大提高。该工艺流程简单可控，成本低廉，适宜大规模生产。

公开(公告)号：CN115050955A

公开(公告)日：2022-09-13

申请号：CN202210279202.9

申请日：2022-03-15

Applicant: 中南大学

Inventor： 明磊 ,  王星元 ,  欧星 ,  张宝

IPC: H01M4/505 ,  H01M4/525

Abstract: 本发明公开了一种高镍单晶三元正极材料的制备及改性方法，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：0.8＜x＜1.0,0＜y＜0.01,z为包覆的质量分数；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。

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

Inventor： 明磊 ,  王星元 ,  欧星 ,  张宝

IPC: H01M4/505 ,  H01M4/525

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。