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公开(公告)号：CN115747760A
公开(公告)日：2023-03-07
申请号：CN202211511022.5
申请日：2022-11-30
Applicant: 中国科学院兰州化学物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种复合涂层包覆的硅基负极材料其制备方法，属于复材料领域及电化学领域。该方法首先采用射频等离子体增强化学气相沉积的方法在电极材料表面沉积SiOx/SiC保护层，随后采用非平衡磁控溅射的方法沉积类石墨碳功能层。本发明提供的制备方法解决了传统硅基负极电极粉末本征电导率低，在充放电过程中的体积膨胀严重，稳定性差的问题，所制备的复合涂层包覆的硅基负极材料在制备成锂离子半电池后，在500 mA g‑1的电流密度下进行测试，体积膨胀明显较小，稳定性增加，倍率性能和循环性能有所提高。另外，本发明制备工艺简单、成本低、污染小，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN115663161B
公开(公告)日：2025-05-09
申请号：CN202211511005.1
申请日：2022-11-30
Applicant: 中国科学院兰州化学物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种抑制Jahn‑Teller效应的锰基钠离子电池正极材料，是先采用高功率磁控溅射技术在锰基钠离子电池正极材料表面沉积二氧化钛薄膜，然后采用中频磁控溅射技术沉积氮掺杂类石墨碳薄膜。二氧化钛包覆层提供框架结构，有效将材料和电解液隔离开，避免材料溶解在电解液中造成不可逆损失，有效抑制Jahn‑Teller效应，提高材料结构稳定性；氮掺杂类石墨碳包覆层可以有效提高正极材料的导电性能，从而综合提高了材料的电化学性能。本发明的制备工艺不涉及液相反应条件，可以有效的避免杂质的引入，所制备的薄膜结合力较好，实验过程可控性高、效率高、污染小，具有广阔的市场应用前景。
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公开(公告)号：CN115663162A
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202211511024.4
申请日：2022-11-30
Applicant: 中国科学院兰州化学物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种富缺陷核壳结构锰酸锂正极材料的制备方法，是先利用氢/氩等离子体进行刻蚀处理形成富缺陷结构，再使用中频磁控溅射的方法在锰酸锂表面形成稳固均匀的碳薄膜，然后再次经过射频诱导氩等离子体对薄膜进行表面处理形成分级多孔碳结构。将所制备的富缺陷核壳结构锰酸锂正极材料制备成锂离子半电池，具有导电性高、容量高、首次充放电效率高、循环性能好等优点。而且，本发明制备过程中不涉及液相、高温过程，有效的避免杂质的引入和晶粒长大，实验过程可控性高、效率高、污染小，具有广阔的市场应用前景。
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公开(公告)号：CN115663163A
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202211511036.7
申请日：2022-11-30
Applicant: 中国科学院兰州化学物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种双异质原子交替掺杂的碳包覆磷酸铁锂正极材料的制备方法，是先在氩气和硫化氢气氛下，通过非平衡磁控溅射石墨靶，在磷酸铁锂材料表面得到硫掺杂碳薄膜；在氩气和磷化氢气氛下在材料表面得到磷掺杂碳薄膜，并通过硫、磷交替掺杂碳薄膜，稳定了材料的结构，增强了材料的导电性，保证了高掺杂量，解决了磷酸铁锂正极材料本征电子、离子电导率低的问题，有效提高磷酸铁锂电极材料的电子电导率和离子扩散速率，且制备过程不涉及液相、高温过程，有效的避免杂质的引入和晶粒长大，实验过程可控性高、效率高、污染小。本发明制备的在碳包覆磷酸铁锂正极材料制备成锂离子半电池后，表现出较好的倍率性能和稳定性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117696887A
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202311850182.7
申请日：2023-12-29
Applicant: 中国科学院兰州化学物理研究所
Abstract: 本发明提供了一种改性La‑Mg‑Ni系A2B7型储氢合金粉末及其制备方法和应用，涉及镍氢电池负极材料技术领域。本发明提供的改性La‑Mg‑Ni系A2B7型储氢合金粉末，包括La‑Mg‑Ni系A2B7型储氢合金粉末和包覆在所述储氢合金粉末表面的氮掺杂非晶态类石墨碳层。本发明通过对La‑Mg‑Ni系A2B7型储氢合金粉末表面进行非晶态类石墨碳层包覆，能有效抑制储氢合金在碱性电解质溶液的溶解，减少不必要副反应发生；本发明通过氮掺杂能有效提高合金的活性位点和电导率，提高合金的倍率性能。将所述改性La‑Mg‑Ni系A2B7型储氢合金粉末作为镍氢电池负极材料，倍率性能、容量性能及循环稳定性均得到明显提高。
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公开(公告)号：CN115663161A
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202211511005.1
申请日：2022-11-30
Applicant: 中国科学院兰州化学物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种抑制Jahn‑Teller效应的锰基钠离子电池正极材料，是先采用高功率磁控溅射技术在锰基钠离子电池正极材料表面沉积二氧化钛薄膜，然后采用中频磁控溅射技术沉积氮掺杂类石墨碳薄膜。二氧化钛包覆层提供框架结构，有效将材料和电解液隔离开，避免材料溶解在电解液中造成不可逆损失，有效抑制Jahn‑Teller效应，提高材料结构稳定性；氮掺杂类石墨碳包覆层可以有效提高正极材料的导电性能，从而综合提高了材料的电化学性能。本发明的制备工艺不涉及液相反应条件，可以有效的避免杂质的引入，所制备的薄膜结合力较好，实验过程可控性高、效率高、污染小，具有广阔的市场应用前景。
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公开(公告)号：CN115642243A
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN202211511023.X
申请日：2022-11-30
Applicant: 中国科学院兰州化学物理研究所
IPC: H01M4/36 , H01M4/58 , H01M4/62 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种氮磷共掺杂碳包覆的钛酸锂负极材料的制备方法，是以氮气、磷化氢气体分别作为氮源、磷源，利用非平衡磁控溅射技术溅射石墨靶材，在钛酸锂负极材料表面包覆一层氮磷共掺杂碳薄膜，该氮磷共掺杂碳薄膜中，氮掺杂量不低于5.0 wt%，磷掺杂量不低于2.0 wt%，Sp2结构的碳含量至少为70 at%。磷氮共掺杂可以有效提高钛酸锂电极材料的电导率和Li+扩散系数，在制备成锂离子半电池后，表现出较好的倍率性能。另外，本发明利用非平衡磁控溅射技术，不涉及高温过程，有效的避免晶粒长大和不必要的能源损耗，同时保证了高掺杂量，降低了制备成本，且制备过程可控性高、效率高、污染小，具有广阔的市场应用前景。
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公开(公告)号：CN115621456A
公开(公告)日：2023-01-17
申请号：CN202211511004.7
申请日：2022-11-30
Applicant: 中国科学院兰州化学物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种具有高稳定性和导电性的锂离子电池硅基负极材料，是利用非平衡磁控溅射技术，通过调控负、正偏压交替工作，在锂离子电池硅基负极材料表面沉积多层复合碳涂层而得。其中多层复合碳涂层结构包括由基材负极材料向外依次形成的类金刚石过渡层、高导电的类石墨功能层......且类金刚石过渡层Sp3结构的碳含量至少为65 at%，类石墨功能层Sp2结构的碳含量至少为65 at%。本发明通在锂离子电池硅基负极材料表面沉积多层复合碳涂层，有效抑制了充放电过程中的体积膨胀，提升了硅基负极材料的稳定性，同时类石墨碳薄膜有效提高了负极材料的导电性。以其制备成锂离子半电池后，倍率性能和循环性能有所提高。
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