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公开(公告)号：CN111653826B
公开(公告)日：2022-02-11
申请号：CN201910161327.X
申请日：2019-03-04
申请人： 中南大学
IPC分类号： H01M10/0567 , H01M10/0568 , H01M10/0569 , H01M10/052
摘要： 本发明属于锂硫电池电解液技术领域，具体公开了一种锂硫电池电解液，其包含导电锂盐、有机溶剂和添加剂A，所述添加剂A为巯基化合物、硼氢化钠、维生素C、三丁基磷化氢中的一种或两种及以上；所述添加剂在电解液中的质量百分含量为0.1％～5wt％。所述添加剂A可以有效还原锂硫电池充放电产物——多硫化锂的双硫键，促进长链多硫化物向短链的转化，有效缓解了多硫化物向电解液本体的扩散及由此引起的“穿梭效应”，提升了电池的放电比容量和循环稳定性。
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公开(公告)号：CN113782830A
公开(公告)日：2021-12-10
申请号：CN202110878819.8
申请日：2021-08-02
申请人： 中南大学
IPC分类号： H01M10/0567 , H01M10/0525
摘要： 本发明公开了一种多功能高电压电解液及其在锂离子电池中的应用。添加了同时包含硼基(‑B‑)和腈基(‑C≡N)功能基团的硼腈类化合物功能添加剂的锂离子电池电解液，利用硼腈类化合物中硼基和腈基的协同作用，在锂离子电池首次充放电过程中在正极表面形成一层致密稳定的CEI膜，以提高正极和电解液之间的界面稳定性，避免电解液与正极活性物质的直接接触，同时抑制了电解液在高电压下的氧化分解，使得电解液具有高氧化电位，进而能匹配高电压正极材料，因此，利用包含硼腈类化合物功能添加剂的电解液可以获得在高电压(≥4.5V)下具有优异循环性能和倍率性能的锂离子电池。
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公开(公告)号：CN111562155B
公开(公告)日：2021-10-26
申请号：CN202010548829.0
申请日：2020-06-16
申请人： 中南大学
摘要： 本发明涉及微量硫离子(S2‑)分析检测领域，具体公开了一种硫离子浓度的可视化、光电化学检测方法：将包覆有活性薄膜的传感材料置入含硫离子的待测溶液中进行预处理；随后采用可视化比色法或者光电化学法对预处理后的传感材料进行检测，获得待测溶液中的S2‑的离子浓度；活性薄膜的材料为金属氧化物，或者为所述金属氧化物与其他半导体金属形成的异质结；所述金属氧化物的化学式为MxOy‑z。本发明创新地利用所述金属氧化物及其异质结的活性薄膜作为传感材料，且创新地发现，所述的传感材料和溶液中的S2‑之间的相互表面作用在可视化比色以及光电化学方面意外地具有优异的线型相互关系，可实现溶液中的S2‑的可视化以及光电化学的快速、准确、低限量测定。
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公开(公告)号：CN113540454A
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202010891085.2
申请日：2020-08-30
申请人： 中南大学
IPC分类号： H01M4/62 , H01M4/134 , H01M10/052
摘要： 本发明一种3D锂金属负极的亲锂性多孔复合碳骨架及其制备方法和应用，为具有内部连通孔结构的薄壁多孔碳骨架，所述薄壁多孔碳骨架中原位内嵌有Ni2P纳米粒子，且表面掺杂有含磷官能团。本发明得益于该亲锂性多孔复合碳骨架中的连通孔形成的腔体结构、良好的导电性和优异的亲锂性，有效地降低了锂沉积的形核过电位和局部电流密度，极大地缓解体积效应并抑制锂枝晶生长，实现均匀的锂沉积/溶解，明显提高了锂金属电池的库伦效率和循环稳定性。
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公开(公告)号：CN113488657A
公开(公告)日：2021-10-08
申请号：CN202010901141.6
申请日：2020-08-31
申请人： 中南大学
IPC分类号： H01M4/66 , H01M4/134 , H01M10/052 , D06M11/68 , D06M101/40
摘要： 本发明属于锂金属电池负极材料领域，具体公开了一种3D亲锂复合碳纤维骨架，包括3D碳纤维骨架、复合在碳纤维上的Cu3P层以及掺杂在碳纤维上的含磷官能团。本发明提供的3D亲锂复合碳纤维骨架材料，具有丰富的比表面积和孔隙结构，能有效降低局部电流密度，促进锂离子的扩散，抑制体积效应；碳纤维骨架上的含磷官能团和Cu3P纳米薄层相互协同，显著降低锂形核过电位，诱导锂均匀地沉积/溶解，所构筑的锂金属负极具有优异的电化学性能，库伦效率和循环稳定性得到极大地提升。本发明还公开了所述的3D亲锂复合碳纤维骨架的制备方法及应用。
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公开(公告)号：CN113479931A
公开(公告)日：2021-10-08
申请号：CN202010874801.6
申请日：2020-08-26
申请人： 中南大学
IPC分类号： C01G23/053 , C01B32/15 , H01M4/134 , H01M4/66 , H01M10/052 , H01M10/42 , B82Y30/00 , B82Y40/00
摘要： 本发明属于锂金属电池负极材料领域，具体公开了一种氧化钛@C中空复合骨架及其制备方法和应用。氧化钛@C中空复合骨架包括具有独立密闭腔室的氧化钛中空球、复合在氧化钛表面的碳层和含氮官能团。通过利用模板法制备中空氧化钛前驱体，随后进行原位聚合获得碳包覆的中空复合骨架前驱体，最后一定温度下焙烧得到氧化钛@C中空复合骨架。得益于该复合中空集流体密闭的腔体结构、良好的导电性和优异的亲锂性，有效地降低了锂沉积的形核过电位和局部电流密度，极大地避免了界面副反应和体积效应，有效地抑制锂枝晶生长，为均匀的锂沉积/溶解创造了有利条件，明显改善了锂金属电池的库伦效率和循环稳定性。
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公开(公告)号：CN112322076B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202011215551.1
申请日：2020-11-04
申请人： 中南大学
摘要： 本发明涉及一种炭黑制备方法，具体地说是一种用炭素固废为原料制备轮胎用炭黑的方法，属于工业固废资源综合利用技术领域。本发明制备炭黑的方法，包括下述步骤：S1、将炭素固废破碎，在酸和过氧化氢的混合溶液中浸出，后过滤、洗涤、烘干得到炭粉；S2、将S1得到的炭粉浸泡在碱溶液中，蒸发水分后热裂解，然后活化扩孔、改性得到炭黑；所述炭素固废中碳含量大于60 wt%。本发明所得到的炭黑，各方面性质都优与市面上N330炭黑，填充入轮胎橡胶后，其物理性能也得到了大幅提升。
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公开(公告)号：CN111755668B
公开(公告)日：2021-09-21
申请号：CN201910233628.9
申请日：2019-03-26
申请人： 中南大学
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M4/13 , H01M10/0525
摘要： 本发明属于锂金属电池领域，具体公开了一种氮氧共掺杂碳包覆金属锂阳极活性材料，其特征在于，包括碳空心球以及装填在碳空心球内部腔室的金属锂单质；所述的碳空心球的球壁材料为氮氧共掺杂的石墨化碳，且该球壁具有介孔结构。本发明还公开了包含所述氮氧共掺杂碳包覆金属锂阳极活性材料的锂金属阳极以及锂金属电池。本发明所述的氮氧共掺杂碳空心球可以有效的降低金属锂成核和沉积过程中过电位，提供均匀的成核和沉积位点，使金属锂在集流体中稳定均匀的生长，实现锂金属阳极在长循环过程中均匀的沉积和溶解。此外，稳定有序的碳骨架可以极大的减小循环过程中的体积膨胀，大幅度提高锂金属电池的循环寿命和安全性能。
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公开(公告)号：CN110492074B
公开(公告)日：2021-09-21
申请号：CN201910780520.1
申请日：2019-08-22
申请人： 中南大学
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/58 , H01M4/62 , H01M10/0525 , B82Y40/00
摘要： 本发明公开一种制备锂离子电池碳纤维/硫化锑复合负极的方法，其可以直接利用天然辉锑矿为电极活性物质、碳纤维作为导电基体，并通过熔融合成纳米级硫化锑包覆碳纤维基底的新型负极材料，该结构有效释放了嵌锂过程中硫化锑晶粒内部的应力变化，同时缩短了Li+和电子在材料内部传输的路径，碳纤维基体为复合材料提供了优良的导电网络，而且由于可以以天然辉锑矿为电极活性物质的直接原料，去除了高能耗、高污染的冶金提纯过程；采用固相混合熔融法制备纳米复合材料，去除了废弃物处理工艺。
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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
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/58 , H01M4/583 , H01M10/052
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。
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