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公开(公告)号：CN109786670B
公开(公告)日：2021-08-06
申请号：CN201910065912.X
申请日：2019-01-24
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/134 , H01M4/1395 , H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/587 , H01M10/0525 , C22C24/00
Abstract: 本发明涉及一种高首效的锂离子二次电池负极活性材料的制备方法。利用高能球磨法制备出锂硅合金Li4.4Si、Li3.25Si、Li1.71Si，制备方法简单，无污染，安全性高，同时在高能球磨中添加合适的溶剂作为润滑剂，大大提升了合金化反应的效率。将锂硅合金同预球磨的硅粉、石墨、碳制成复合材料，其独特的结构抑制了材料在充放电过程中的体积膨胀，并且其中LixSi的容量高，导电性能优于纯硅，且本身含锂，可以抑制首周SEI膜的生成，提高材料的首周库伦效率，其次，本发明实验结果表明，合成的LixSi脱锂后转化成无定型的硅，有效缓解了充放电过程中的体积变化，故展现出远远超过结晶硅的循环性能。本发明对环境友好，制备方法和仪器设备简单易行，安全性高，适合工业化生产。
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公开(公告)号：CN110277559A
公开(公告)日：2019-09-24
申请号：CN201910520570.6
申请日：2019-06-17
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/62 , H01M10/0525 , H01M10/058 , C08G12/08
Abstract: 本发明涉及一种用于锂离子二次电池硅基负极的聚亚胺导电粘结剂。以单体A和单体B为原料进行共聚而成的导电聚合物，其中单体A为1,5-萘二胺、4,4'-二氨基联苯或3,3-二羟基联苯胺中的一种及其混合；单体B为萘-2,3二甲醛、4,4-联苯二甲醛或6-羟基-2-萘甲醛中的一种及其混合；红外光谱测试，在1645（±5）cm-1左右处有亚胺基的特征吸收峰。本发明可以完全摒弃传统导电剂的使用，大幅度提升电极中活性物质的负载量；通过分子链中含有的丰富氢键、物理交联形成丰富的交联网络，抑制硅基材料的体积膨胀，稳定电极结构。特别适用于锂离子二次电池的硅基负极。本发明电极具有倍率性能好、循环稳定性高、循环寿命长、制备工艺简单，适合工业化生产等特点。
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公开(公告)号：CN109786670A
公开(公告)日：2019-05-21
申请号：CN201910065912.X
申请日：2019-01-24
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/134 , H01M4/1395 , H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/587 , H01M10/0525 , C22C24/00
Abstract: 本发明涉及一种高首效的锂离子二次电池负极活性材料的制备方法。利用高能球磨法制备出锂硅合金Li4.4Si、Li3.25Si、Li1.71Si，制备方法简单，无污染，安全性高，同时在高能球磨中添加合适的溶剂作为润滑剂，大大提升了合金化反应的效率。将锂硅合金同预球磨的硅粉、石墨、碳制成复合材料，其独特的结构抑制了材料在充放电过程中的体积膨胀，并且其中LixSi的容量高，导电性能优于纯硅，且本身含锂，可以抑制首周SEI膜的生成，提高材料的首周库伦效率，其次，本发明实验结果表明，合成的LixSi脱锂后转化成无定型的硅，有效缓解了充放电过程中的体积变化，故展现出远远超过结晶硅的循环性能。本发明对环境友好，制备方法和仪器设备简单易行，安全性高，适合工业化生产。
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公开(公告)号：CN104617276B
公开(公告)日：2018-03-30
申请号：CN201510079972.9
申请日：2015-02-10
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及一种锂离子二次电池多孔硅/碳复合负极材料及其制备方法。该复合材料是由多孔硅、石墨类碳材料和无定形碳材料组成。本发明先以热解碳为还原剂，将含有碱(土)金属氯化物的二氧化硅粉末与氧化铝粉末混合物一步制备硅铝合金，再将其经酸腐蚀、真空干燥后，再与石墨混合于有机聚合物溶液中，蒸干溶剂，最后惰性气氛下高温焙烧后即得多孔硅/碳复合材料。通过硅铝合金制备过程中调节硅铝比和颗粒大小，可以控制最终多孔硅/碳材料中的孔大小和孔分布。本发明所述的多孔硅/碳材料具有首次库伦效率高、循环寿命长、容量高特点。另外，本发明所用原料成本低，环境友好，制备方法所用仪器设备简单，工艺流程短，适合工业化生产。
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公开(公告)号：CN104577066A
公开(公告)日：2015-04-29
申请号：CN201410853426.1
申请日：2014-12-29
Applicant: 南开大学
CPC classification number: H01M4/36 , H01M4/139 , H01M4/1391 , H01M4/48
Abstract: 本发明涉及一种锂离子二次电池的硅氧化物复合负极材料及其制备方法。该复合材料是由硅氧化物、石墨类碳材料和无定形碳材料组成。以碱(土)金属氯化物为吸热剂，将二氧化硅镁热还原成硅氧化物，经酸腐蚀、抽滤洗涤、真空干燥后将硅氧化物和石墨进行预球磨，再补充有机碳源二次球磨，高温热处理后即得硅氧化物复合负极材料。通过调节二氧化硅和镁的比例来控制硅氧化物中的氧含量，然后再与石墨类碳材料和有机碳源均匀混合。本发明具有较高的首次库伦效率、高比容量和较好的循环性能等特点。本发明采用的制备方法易于操作、工艺简单、成本低，适合于工业化大规模生产。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103594689A
公开(公告)日：2014-02-19
申请号：CN201310495254.0
申请日：2013-10-18
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/36
CPC classification number: H01M4/36 , H01M4/483 , H01M4/625 , H01M10/0525
Abstract: 本发明涉及一种锂离子二次电池的氧化硅/碳复合负极材料及其制备方法。它是以含有碳源的硅氧化物为原料，采用溶胶凝胶法制备出SiO2、SiO与热解碳组成的干凝胶前驱体，再经过补充加入碳源进行高能球磨混合、高温固相热解碳化并部分还原硅氧化物与球磨粉碎得到最终复合材料产物；其中，氧化硅/碳复合材料中SiO2与SiO的质量比为2-6∶1；热解碳占复合材料总重量的40％-70％。本发明制得的SiO2、SiO与热解碳复合材料容量高、循环寿命长、倍率性能好，应用于锂离子二次电池中，可显著提高其比能量。本发明制作方法设备简单、易于操作、工艺条件易控，适合于规模化生产。
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公开(公告)号：CN102306798A
公开(公告)日：2012-01-04
申请号：CN201110294189.6
申请日：2011-09-30
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种锂离子二次电池负极材料，是由Si与Li2TiO3组成的复合材料，其制备方法是：1）采用溶胶凝胶法制备前驱体：将硅、醋酸锂与钛酸四丁酯分别溶解在有机溶剂中，加入葡萄糖水溶液，水解后干燥；2）采用高温固相法焙烧：将前驱体粉末在常压氩气气氛中高温焙烧；3）高能球磨法制备最终产物：将焙烧物进行高能球磨，即得到Si/Li2TiO3复合材料。本发明的优点是：设备简单、易于操作、工艺条件易控，适合于规模化生产；制得的Si/Li2TiO3复合材料粒度均一、容量高，且循环寿命长，同时由于Li2TiO3的引入，可有效改善电极活性材料硅的循环稳定性，该复合材料应用于锂离子二次电池中，可显著提高其比能量。
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公开(公告)号：CN1903423A
公开(公告)日：2007-01-31
申请号：CN200610014757.1
申请日：2006-07-11
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及镁－过渡金属氧化物复合储氢材料及其制备方法和应用。它是金属镁粉或氢化镁粉与过渡金属氧化物粉按摩尔比95－99.95％∶0.05－5％均匀混合后，在0.1－2MPa的氢气或氩气气氛中，在150～500转/分钟和球料比为10～50∶1的条件下，经过10～50小时的高能球磨后生成。在本发明中过渡金属氧化物的加入，在复合材料表面上产生了大量的缺陷，可以有效改善镁储氢材料储氢动力学性能，而且也降低了储氢的温度。尤其是同时加入两种催化作用互补的过渡金属氧化物后，储氢动力学性能显著改善。本发明适合用于氢的安全、高效储运，特别是在氢燃料电池上的应用。
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公开(公告)号：CN1870325A
公开(公告)日：2006-11-29
申请号：CN200610013871.2
申请日：2006-05-26
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及具有三层单元结构的锂离子二次电池负极(阳极)材料及制备方法。这种材料的特征在于具有硅/金属/硅(Si/M/Si)的三层单元结构，即活性物质层可以由一个该单元结构构成，也可以由多个该单元构成，并采用镀膜的方法(如磁控溅射法等)在铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔基体上覆盖Si/M/Si材料制成电极，其中M是与锂反应和不与锂反应的金属元素。在本发明中，导电性良好的金属M的引入，可以有效改善电极活性材料硅的导电性，从而抑制了电极的电压滞后现象，并缓冲了活性物质硅的品格膨胀，达到可制备较厚的活性物质硅的目的。本发明应用于锂离子二次电池中，可显著提高其比能量。
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公开(公告)号：CN1397498A
公开(公告)日：2003-02-19
申请号：CN02129083.0
申请日：2002-09-03
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及锌镍二次电池负极材料锌酸钙的制备方法。按Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O的化学式计量，利用球磨机的机械作用和热效应，在氩气氛的保护下，使Ca(OH)2、ZnO和水经过8～15hr的球磨生成锌酸钙，合成样品中不含难于分离的碳酸钙。固相法合成锌酸钙的粒度远比化学合成的小，电化学活性也高。用固相法合成的样品作成的多孔锌电极在相同条件下的放电容量要比化学合成的高15～20％。固相合成法不用KOH或NaOH，能降低原料成本，且不污染环境。
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