公开(公告)号：CN119581698A

公开(公告)日：2025-03-07

申请号：CN202411863055.5

申请日：2024-12-17

Applicant: 中国海洋大学

Inventor： 吴敬一 ,  范文杰 ,  王兴杰 ,  李治开

IPC: H01M10/36 ,  H01M4/02 ,  H01M4/04 ,  H01M4/38

Abstract: 本发明属于海水基锌金属电池技术领域，并具体公开了一种具有电荷梯度结构的锌负极界面膜和一种海水基水系电解液用于构建海水锌离子电池。该海水基水系电解液是使用天然海水取代去离子水作为溶剂配制水系电解液。该具有电荷梯度结构的锌金属负极界面膜是使用多糖聚合物前驱体，基于扩散控制的界面静电络合反应来制备，所述的多糖聚合物前驱体包括聚阳离子多糖(壳聚糖)和聚阴离子多糖(海藻酸钠、黄原胶、k‑卡拉胶、羧甲基纤维素钠)中的一种或多种，所述的界面络合反应是通过在锌金属负极表面连续涂覆低浓度聚阴离子多糖溶液和高浓度聚阳离子多糖溶液来实现，依靠聚阳离子扩散来构建电荷梯度结构。该电荷梯度结构是沿着锌离子沉积方向逐渐增强的负电荷结构，所述的负电荷梯度结构可以有效地调节锌金属负极界面处的离子分布，通过静电作用排斥具有腐蚀效应的阴离子，同时加速锌离子的扩散，抑制锌金属表面的腐蚀问题，促进锌离子的均匀沉积，实现对锌金属负极的有效保护。

公开(公告)号：CN116799158A

公开(公告)日：2023-09-22

申请号：CN202310942250.6

申请日：2023-07-29

Applicant: 中国海洋大学

Inventor： 王焕磊 ,  程广增 ,  吴敬一

IPC: H01M4/1395 ,  H01M10/054 ,  H01M4/134 ,  H01M4/04

Abstract: 本发明提供了一种生物质衍生碳基纳米网络复合钾负极的制备方法、复合钾负极和电池。该复合钾负极通过将生物质衍生物、高分子聚合物依次加入有机溶剂中，搅拌混合得到均一的聚合物溶液。然后通过静电纺丝制备出互相交联的纤维网络结构，在空气预处理以及高温环境碳化得到柔性碳布，与熔融钾浸润即可得到生物质衍生物改性碳纤维复合钾电极。本发明得到的钾复合电极制备方法简单，成本低廉，可以进行大规模开发与应用。通过生物质衍生物掺杂的碳纤维，使纤维结构的亲钾性得到显著提高，从而使得钾沉积/剥离过程更加均匀，制备出的钾金属电极更加稳定。

公开(公告)号：CN118099556A

公开(公告)日：2024-05-28

申请号：CN202310942242.1

申请日：2023-07-29

Applicant: 中国海洋大学

Inventor： 吴敬一 ,  范文杰 ,  王焕磊 ,  李平

IPC: H01M10/38 ,  H01M10/36 ,  H01M10/42 ,  B82Y30/00

Abstract: 本发明属于金属电池电解液技术领域，并具体公开了一种含有金属单原子位点的纳米结构的电解液添加剂及其在稳定金属负极中的应用。该含有金属单原子位点的纳米碳材料添加剂为纳米结构的碳材料，所述的纳米碳材料添加剂中的金属单原子位点为Co，Zn，Cu，Mn，Ni，Bi，Fe，Sn中的一种或多种，其在纳米碳材料中呈现原子级别的均匀分散。该添加剂在金属沉积过程中可以优先选择性地吸附在金属表面，其中金属单原子具有良好的亲金属性和电子富集能力，可改善电解液和电极之间的界面环境，促进空间电场和离子浓度场的均匀分布，使沉积过程更加均匀，有效解决支晶生长和竞争性副反应的问题。本发明中金属沉积时吸附的纳米添加剂在剥离过程中可以再分散至电解液中，此动态调节过程可以实现电池的长效循环稳定性和安全性。

公开(公告)号：CN117352663A

公开(公告)日：2024-01-05

申请号：CN202311627964.4

申请日：2023-12-01

Applicant: 中国海洋大学

Inventor： 吴敬一 ,  程广增 ,  王焕磊

IPC: H01M4/139 ,  H01M4/04 ,  H01M4/13 ,  H01M10/052

Abstract: 本发明属于二次电池固态电池技术领域，具体为一种磁场诱导垂直取向离子通道的固态电池复合正极及制备与应用。本发明通过磁场诱导将复合正极中的纳米线、纳米片形成垂直取向，实现固态电池正极厚度方向上高效的离子传递。本发明通过配制正极浆料并涂布于集流体上，在磁场下使溶剂挥发得到复合正极。本发明在传统的锂固态正极中形成了垂直取向的离子通道，使高电流密度和厚电极离子传输过程中的均匀性得到提高。此设计采用少量的纳米线、纳米片实现了垂直离子通道的构建和复合正极的高能量和高密度化。

公开(公告)号：CN115632171A

公开(公告)日：2023-01-20

申请号：CN202211288314.7

申请日：2022-10-20

Applicant: 中国海洋大学

Inventor： 吴敬一 ,  程广增 ,  王焕磊

IPC: H01M10/0587 ,  H01M10/056 ,  H01M10/0525 ,  B82Y30/00 ,  B82Y40/00

Abstract: 本发明属于二次电池固态电解质技术领域，并具体公开了一种卷绕形成的垂直纳米阵列及其复合固态电解质的制备方法。该固态电解质以卷绕形成的垂直纳米阵列为基底，以聚合物和锂盐浇筑形成复合聚合物电解质。本发明首先通过静电纺丝制备出取向的有机‑无机复合纳米纤维膜，然后通过沿着取向方向卷绕。在纺丝卷中灌注聚合物电解质或其前驱体和锂盐，溶液挥发或聚合后切割成薄片，形成垂直排列纳米纤维阵列复合电解质相。在无机相与聚合物相界面形成了连续贯通的高速离子传输通道，大幅提升了锂离子的传输效率。