公开(公告)号：CN113410464A

公开(公告)日：2021-09-17

申请号：CN202110664672.2

申请日：2021-06-15

Applicant: 南开大学 ,  天津巴莫科技有限责任公司

Inventor： 高学平 ,  王杨阳 ,  李国然 ,  刘胜 ,  吕菲 ,  徐宁 ,  吴孟涛

IPC: H01M4/62 ,  H01M4/525 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明公开了一种多元稀土掺杂的高镍氧化物锂电正极材料及其制备方法，通过对高镍氧化物正极材料进行表面钇元素和体相混合稀土元素掺杂，利用钇和混合稀土元素的固氧特性，从表面和体相协同改性来提升高镍氧化物正极材料的结构稳定性，从而有效提升正极材料的循环稳定性。钇和混合稀土掺杂高镍氧化物正极材料的制备过程中，高温烧结后采用液氮淬火和快速冷却的方式获得表面钇元素和体相混合稀土元素掺杂的氧化物正极材料，所得电极材料球形度好，振实密度高，放电容量高，容量保持率优异。

公开(公告)号：CN112290001A

公开(公告)日：2021-01-29

申请号：CN202011217028.2

申请日：2020-11-04

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  王璐 ,  李国然 ,  刘胜

IPC: H01M4/36 ,  H01M4/38 ,  H01M4/58 ,  H01M10/052

Abstract: 本发明涉及一种基于钼酸盐的硫基复合正极材料及其制备方法，该硫基复合正极材料，由单质硫和作为载体的钼酸盐复合而成，其中，硫在复合正极材料中的质量百分比含量为50%~95%。所述钼酸盐的理论密度>3.5 g cm‑3，振实密度>1.0 g cm‑3。钼酸盐为空心球结构，其制备方法是将乙酰丙酮金属盐M(AA)、乙酰丙酮钼按比例加入到甲醇中室温下搅拌，随后加入HNO3，将得到的溶液置于反应釜中保温处理，所得沉淀用清洗后干燥，干燥好的粉末300~500°C。本发明钼酸盐载体材料能够实现固硫和促进电化学反应进行的作用，继而获得高容量和高稳定性的锂‑硫电池。

公开(公告)号：CN112271404A

公开(公告)日：2021-01-26

申请号：CN202011312739.8

申请日：2020-11-20

Applicant: 南开大学

Inventor： 李国然 ,  王巍 ,  高学平 ,  刘胜

IPC: H01M50/446 ,  H01M50/443 ,  H01M50/403 ,  H01M10/052

Abstract: 本发明涉及一种电池隔膜修饰层材料、隔膜及锂硫电池，所述的电池隔膜修饰层材料是由硒掺杂的硫化聚丙烯腈Se0.06SPAN和蒙脱土MMT构成的插层复合材料，其中，硒掺杂的硫化聚丙烯腈和蒙脱土的质量比为（1‑5）:1；硒掺杂的硫化聚丙烯腈中，硫和硒的质量比为1:（10‑20）。上述电池隔膜修饰层材料具有电化学活性的、能有效限制多硫离子穿梭，且同时具有催化多硫离子转换能力。采用本发明设计的隔膜的锂硫电池具有优异的循环稳定性；且隔膜在高硫负载的条件下具有高的面容量，可重复循环使用，具有良好的应用效果。

公开(公告)号：CN108281633B

公开(公告)日：2020-11-27

申请号：CN201810075423.8

申请日：2018-01-26

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  刘亚涛 ,  李国然 ,  刘胜

IPC: H01M4/36 ,  H01M4/58 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明提供一种锂硫电池正极材料、其制备方法和锂硫电池。本发明提供的锂硫电池正极材料为钴酸锰微球和硫单质形成的复合材料，所述的硫单质的质量含量为50~90%。本发明提供的钴酸锰对多硫化物具有极强的吸附作用，可以有效抑制多硫化锂在醚类电解液中的溶解，减缓电池充放电过程中的穿梭效应，降低锂硫电池的容量衰减，提高电池寿命。本发明提供的锂硫电池在0.1 C电流下，初始放电容量为991 mAh/g(按复合材料计算)，100次循环后容量为750 mAh/g，容量保持率为75.7%。

公开(公告)号：CN108987725A

公开(公告)日：2018-12-11

申请号：CN201810956683.6

申请日：2018-08-21

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  王璐 ,  李国然 ,  刘胜

IPC: H01M4/36 ,  H01M4/38 ,  H01M4/62 ,  H01M10/052

Abstract: 本发明涉及一种锂硫电池正极复合材料及其制备方法，所述的锂硫电池正极复合材料，由单质硫和载体材料复合而成，所述的载体材料选自钴酸锂、锰酸锂或磷酸铁锂中的一种；其中，硫与钴酸锂、锰酸锂或磷酸铁锂的质量比为50:50～80:20。上述载体材料作为硫正极的极性载体，对极性多硫化锂的强化学吸附作用，能够减缓多硫化锂在醚类电解液中的溶解和穿梭，继而改善锂硫电池的循环性能。此外，上述载体材料对于硫和多硫离子之间的转化具有催化作用，有利于减小极化，促进反应发生，提高活性物质利用率，从而获得具有高容量和高循环寿命的锂硫电池。

公开(公告)号：CN108281633A

公开(公告)日：2018-07-13

申请号：CN201810075423.8

申请日：2018-01-26

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  刘亚涛 ,  李国然 ,  刘胜

IPC: H01M4/36 ,  H01M4/58 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明提供一种锂硫电池正极材料、其制备方法和锂硫电池。本发明提供的锂硫电池正极材料为钴酸锰微球和硫单质形成的复合材料，所述的硫单质的质量含量为50~90%。本发明提供的钴酸锰对多硫化物具有极强的吸附作用，可以有效抑制多硫化锂在醚类电解液中的溶解，减缓电池充放电过程中的穿梭效应，降低锂硫电池的容量衰减，提高电池寿命。本发明提供的锂硫电池在0.1 C电流下，初始放电容量为991 mAh/g(按复合材料计算)，100次循环后容量为750 mAh/g，容量保持率为75.7%。

公开(公告)号：CN107959053A

公开(公告)日：2018-04-24

申请号：CN201711214064.1

申请日：2017-11-28

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  孙艳云 ,  李国然 ,  刘胜

IPC: H01M10/0567 ,  H01M10/0525

CPC classification number: H01M10/0567 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明涉及一种可以改善高镍正极材料循环稳定性的功能性电解液及其制备方法。首先采用水热法制备氧化铝纤维，然后加入到液态电解液中，并通过超声搅拌等方式使其分散均匀，最终制得所需功能性电解液。该电解液可以利用氧化铝良好的电化学稳定性，以及纤维良好的柔性、分散性、吸附性以及易交织成膜等特性在高镍正极表面形成一种完整且厚度适中的保护膜，此膜可以有效防止氢氟酸对电极表面的腐蚀，以及高价镍离子对电解液的氧化分解，并可以缓解充放电过程中的体积变化，防止导电网络的破坏，从而改善材料的循环性能。同时，该方法简单易行，且成本低廉，适合大规模生产与应用。

公开(公告)号：CN116574196B

公开(公告)日：2024-04-16

申请号：CN202310541906.3

申请日：2023-05-15

Applicant: 南开大学

Inventor： 李国然 ,  崔柏川 ,  肖振雪 ,  刘胜 ,  高学平

IPC: C08B15/05 ,  H01M10/052 ,  H01M10/054 ,  B82Y30/00 ,  B82Y40/00

Abstract: 本发明涉及一种磷酰化纤维素锂纳米晶的合成方法及复合凝胶电解质，在磷酸水溶液中加入微晶纤维素后恒温搅拌，获得的溶液倒入足量的去离子水中并充分搅拌至均匀，离心后获得第一沉淀物；再加入到NaOH水溶液中，加热并充分搅拌后离心获得第二沉淀物，过滤收集后加入到LiOH水溶液中，室温下充分搅拌，获得的溶液置于过量去离子水中，在室温下透析直到水呈酸碱中性，超声处理后获得磷酰化纤维素锂纳米晶胶体。将磷酰化纤维素锂纳米晶的胶体溶液中加入聚氧化乙烯，室温下搅拌至全部溶解；将聚偏二氟乙烯膜在上述溶液中浸泡，然后加热烘干，制得复合凝胶电解质。本发明提高了电池在长循环测试中的容量保持率以及在高温下的稳定性。

公开(公告)号：CN112928361B

公开(公告)日：2023-03-17

申请号：CN202110146207.X

申请日：2021-02-03

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  陈鹏 ,  李国然 ,  刘胜

IPC: H01M14/00

Abstract: 本发明涉及一种光储能锌离子电池及其制备方法，所述的光储能锌离子电池包括光电转换阳极、共享电极、隔膜、和锌负极；光电转换阳极、共享电极、隔膜和锌负极按顺序组装并固定；接通所述的光电转换阳极和锌负极用于在光照下进行充电；接通所述的共享电极和锌负极用于放电至终止电压。光电转换阳极为负载了钙钛矿吸光材料的光阳极，以导电玻璃作为基底；共享电极是改性碳纸电极和负载活性物质的碳纸电极粘合的复合电极；电解质为碱性水溶液或其对应的水凝胶；负极是锌或锌的合金。本发明兼具太阳能电池和二次储能电池的特点，可以实现太阳能的原位转换与储存。

公开(公告)号：CN108232115B

公开(公告)日：2020-12-15

申请号：CN201810075422.3

申请日：2018-01-26

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  刘亚涛 ,  李国然 ,  刘胜

IPC: H01M4/131 ,  H01M4/36 ,  H01M4/525 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明提供一种锂硫电池正极材料及其制备方法和锂硫电池。本发明提供的锂硫电池正极材料为钴酸盐（钴酸镁、钴酸镍、钴酸铜和钴酸锌）和硫单质形成的复合材料，所述的硫单质的含量为60~90 wt%。本发明提供的钴酸盐对多硫化物具有极强的吸附作用，可以有效抑制多硫化锂在醚类电解液中的溶解，减缓电池充放电过程中的穿梭效应，降低锂硫电池的容量衰减，提高电池寿命。本发明提供的锂硫电池在0.1 C电流下，初始放电容量为955 mAh/g(按复合材料计算)，100次循环后容量为722 mAh/g，容量保持率为75.6%。