公开(公告)号：CN111952537A

公开(公告)日：2020-11-17

申请号：CN201910412951.2

申请日：2019-05-17

Applicant: 华中农业大学

Inventor： 叶欢 ,  王操宇 ,  曹菲菲

IPC: H01M4/13 ,  H01M4/66 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明提供了一种纤维素与过渡金属碳/氮化物复合的三维集流体及其制备方法和应用，通过集流体表面和层间的极性官能团，使其成为亲锂的活性位点，在金属沉积过程中提供成核位点，调控并诱导金属锂的均匀沉积，避免金属锂枝晶的形成。同时，利用集流体层间微球支撑的孔隙，形成类三明治结构，具有合适的层间距和孔容，可以提供更多的容纳金属的空间，实现高的金属沉积量。采用上述结构的集流体的金属二次电池，具有无粘结剂，柔性自支撑的特点。还提供了与之匹配的柔性正极材料，由纤维素与正极活性材料自组装而成，该复合正极材料具有柔性自支撑的优势，无需金属集流体，具有更高的整体比容量，为在柔性储能器件中的应用提供可能。

公开(公告)号：CN111952537B

公开(公告)日：2021-09-28

申请号：CN201910412951.2

申请日：2019-05-17

Applicant: 华中农业大学

Inventor： 叶欢 ,  王操宇 ,  曹菲菲

IPC: H01M4/13 ,  H01M4/66 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明提供了一种纤维素与过渡金属碳/氮化物复合的三维集流体及其制备方法和应用，通过集流体表面和层间的极性官能团，使其成为亲锂的活性位点，在金属沉积过程中提供成核位点，调控并诱导金属锂的均匀沉积，避免金属锂枝晶的形成。同时，利用集流体层间微球支撑的孔隙，形成类三明治结构，具有合适的层间距和孔容，可以提供更多的容纳金属的空间，实现高的金属沉积量。采用上述结构的集流体的金属二次电池，具有无粘结剂，柔性自支撑的特点。还提供了与之匹配的柔性正极材料，由纤维素与正极活性材料自组装而成，该复合正极材料具有柔性自支撑的优势，无需金属集流体，具有更高的整体比容量，为在柔性储能器件中的应用提供可能。

公开(公告)号：CN116364937A

公开(公告)日：2023-06-30

申请号：CN202111619334.3

申请日：2021-12-27

Applicant: 华中农业大学

Inventor： 叶欢 ,  王操宇

IPC: H01M4/66 ,  H01M10/04

Abstract: 本发明公开了一种纳米粒子修饰的超薄空心球薄膜及其制备方法和应用。本发明的空心球薄膜包括过渡金属碳/氮化物构成的空心球，所述空心球堆积形成三维多孔结构；所述空心球的球壳表面还包括纳米粒子。本发明中的超薄空心球薄膜制备方法，能够方便地调控薄膜的各个参数，如薄膜厚度，孔隙率，孔容，纳米粒子直径等。同一般抽滤和干燥方式相比，该制备方法能极大提高超薄空心球薄膜制备的成膜率，材料制备耗时更短，这种自支撑的超薄薄膜避免了使用金属集流体，降低了电池成本，使其在超薄储能器件中的应用成为可能。工艺简单，绿色环保，可以大规模化生产，具备很高的实用性。

公开(公告)号：CN111952596A

公开(公告)日：2020-11-17

申请号：CN201910414891.8

申请日：2019-05-17

Applicant: 华中农业大学

Inventor： 叶欢 ,  王操宇 ,  曹菲菲

IPC: H01M4/66 ,  H01M4/13 ,  H01M4/139 ,  H01M10/052 ,  H01M10/054

Abstract: 本发明提供了一种金属二次电池负极用过渡金属碳/氮化物基集流体及其制备方法和应用，所述方法可以较好地实现集流体表面和层间极性官能团含量的控制，且制备得到柔性、可弯曲的集流体。当所述集流体表面和层间的极性官能团原子百分比含量在43-55％范围内时，能够诱导金属离子在充放电循环过程中均匀沉积，从而解决金属负极易产生枝晶的问题，提高金属二次电池的安全性与循环寿命。并且，所述集流体不含有金属，从而具有质轻的特点，这可以进一步提高金属负极的整体能量密度，采用上述集流体制备的二次金属负极与现有技术相比，具有长循环寿命，高安全性，高能量密度，可应用于柔性可穿戴设备中等优势。