一种氮化镍@氮掺杂多孔碳球材料及其制备和在锂硫电池中的应用

    公开(公告)号:CN111224088B

    公开(公告)日:2021-06-25

    申请号:CN202010048828.X

    申请日:2020-01-16

    申请人: 中南大学

    摘要: 本发明属于锂硫电池技术领域,具体公开了一种氮化镍@氮掺杂多孔碳球材料,其为包含若干模板刻蚀孔的具有通孔结构的多孔碳球;所述的多孔碳球的碳骨架为氮掺杂的无序化碳;且所述的骨架中原位弥散分布有活性颗粒;所述的活性颗粒为表面原位石墨化碳包覆的氮化镍颗粒。本发明也提供了所述材料的制备方法和在锂硫电池中的应用。该碳材料粒度均匀,富含贯通的大孔结构能够高效地储存活性物质硫,并提供丰富的反应界面和锂离子传输通道,且局域石墨化能够提供高效的电子导电性,此外氮掺杂的多孔碳球能够提高碳基底的极性,协同高分散的氮化镍微粒,对多硫化物有着强烈的吸附转化能力。

    一种载锂复合骨架材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN114142013A

    公开(公告)日:2022-03-04

    申请号:CN202111442827.4

    申请日:2021-11-30

    申请人: 中南大学

    摘要: 本发明公开了一种载锂复合骨架材料及其制备方法和应用,所述载锂复合骨架材料为内封装有若干个中空薄壁纳米碳球的薄膜封装结构,所述中空薄壁纳米碳球内壁复合有低析锂过电位纳米粒子,所述薄膜为高析锂过电位膜层,所述膜层为单层或多层,膜层选自碳层、聚合物膜层、固态电解质膜层、氧化物膜层或离子/电子混合导体膜层;所述低析锂过电位纳米粒子定义为与锂反应电位大于0V的单质或化合物;所述高析锂过电位膜层定义为使锂在其表面的电沉积电位小于0V的膜层。本发明中的载锂复合骨架材料的内壁相较于薄膜更低的析锂电位,使得锂离子只能穿透碳壁优先在中空碳球内部形核并沉积,实现了锂金属的封装和持续均匀沉积/溶解。

    一种碳基双金属复合材料、制备及其应用

    公开(公告)号:CN107803207B

    公开(公告)日:2020-06-12

    申请号:CN201710973860.7

    申请日:2017-10-18

    申请人: 中南大学

    IPC分类号: B01J27/043 C25B1/04 C25B11/06

    摘要: 本发明公开了一种碳基双金属复合材料,包括炭基壳体,所述的炭基壳体的内表面复合有过渡金属A的硫化物,外表面复合有过渡金属B的氧化物;所述的过渡金属A和B选自不同金属。本发明还公开了所述的碳基双金属复合材料的制备方法,将包含过渡金属A的盐、过渡金属B的盐、有机配体、醇的混合液在60~180℃下进行水热反应,得双金属MOF;将获得的双金属MOF与升华硫混合后再在保护性气氛内、300~800℃下焙烧,得到所述的碳基双金属复合材料。此外,本发明还包括将所述的复合材料作为OER电催化剂的应用。本发明提供了一种全新结构的电催化剂;该材料具有优异的OER催化性能。在电流密度10mA/cm2下,氧气析出电位可接近0.55V;在过电位为320mV下,TOF可高达34.7s‑1。

    一种锂硫电池
    20.
    发明授权

    公开(公告)号:CN106558727B

    公开(公告)日:2020-03-13

    申请号:CN201510626485.X

    申请日:2015-09-28

    申请人: 中南大学

    摘要: 本发明提供一种锂硫电池,锂硫电池内加装有牺牲阳极;所述的牺牲阳极中含有金属锂、锂合金和含锂化合物中的至少一种;在电池装配时,牺牲阳极置于由正极、隔膜和负极所构成电芯的内部或外侧;电池注入电解质并封装后,牺牲阳极与正极和负极中的至少一个电极之间存在电压差,将与牺牲阳极存在电压差的电极对牺牲阳极进行充电或放电,从而使牺牲阳极发生阳极极化并向电解质中溶出活性锂离子。这种锂硫电池制备工艺简单,所采用的牺牲阳极能够为由贫锂或无锂的电池系统提供活性锂离子,同时能补充不可逆反应所消耗的活性锂离子,从而提高锂硫电池的循环寿命。