公开(公告)号：CN109244541A

公开(公告)日：2019-01-18

申请号：CN201811406315.0

申请日：2018-11-23

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张锁江 ,  张兰 ,  吕玉苗 ,  张海涛

IPC: H01M10/0566 ,  H01M10/0567 ,  H01M10/0569 ,  H01M10/0525 ,  B60L50/50

Abstract: 本发明提供了一种电解液以及使用它的锂离子电池及其制备方法和应用，所述电解液包括离子液体膜、锂盐以及有机溶剂，所述离子液体为准液态相；电解液中加入准液态离子液体，使锂盐处于解离但部分溶剂化的状态，很大程度消除了锂离子去溶剂化过程中的过电位，从而降低产生枝晶的可能性；锂离子电池中正负极通过沉积离子液体膜，一方面减少负极产生枝晶的可能性，使电池具有较好的低温和倍率性能，另一方面可以促使电解液渗入极片的纳米孔道，因而正极可以采用更大的压实密度、同时减少电解液的使用量，从而获得更高的能量密度；同时离子液体本身具有不燃难挥发的特性，也改善了电池的安全性能。

公开(公告)号：CN109148820A

公开(公告)日：2019-01-04

申请号：CN201811113392.7

申请日：2018-09-25

Applicant: 中国科学院过程工程研究所 ,  中科廊坊过程工程研究院

Inventor： 张锁江 ,  陈占 ,  张兰 ,  巫湘坤 ,  宋开放

IPC: H01M4/04 ,  H01M4/1391 ,  H01M4/1393 ,  H01M10/0525 ,  H01M10/058

CPC classification number: H01M4/0404 ,  H01M4/0435 ,  H01M4/1391 ,  H01M4/1393 ,  H01M10/0525 ,  H01M10/058

Abstract: 本发明公开了一种厚极片的制备方法及使用该极片的高能量密度软包电池。其制备方法包括匀浆、涂布、辊压、模切、干燥、叠片、极耳焊接、封装、电芯干燥、注液、化成等步骤，其中电池正极双面面密度45‑70mg/cm2，负极双面面密度20‑35mg/cm2，并根据正极面密度需求，调整负极面密度，使得负极面容量/正极面容量大于等于1.0小于等于1.2；正极孔隙率控制在22.4％‑37.5％，负极孔隙率控制在27.6％‑32.2％；根据压实密度，电芯注液量为1.75‑2.5g/Ah；电池化成包括恒流充电‑恒压充电‑恒流放电等三个步骤，恒流充电倍率为0.04‑0.06C，充电至截止电压U1后恒压充电至截止电流为0.01‑0.02C；恒流0.04‑0.06C倍率放电至截止电压U2。本发明所公开的厚极片制作方法简洁、效果好、可批量生产，能够有效提高单体锂离子电池的能量密度。

公开(公告)号：CN105336939A

公开(公告)日：2016-02-17

申请号：CN201510642346.6

申请日：2015-09-30

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张兰 ,  张锁江 ,  汪志华 ,  陈仕谋 ,  蔡迎军

IPC: H01M4/485 ,  H01M4/36 ,  H01M4/62 ,  H01M10/0525

CPC classification number: H01M4/485 ,  H01M4/366 ,  H01M4/628 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明提供了一种防止尖晶石型钛酸锂基锂离子电池高温胀气的材料包覆改性方法及其锂离子电池。将一定比例的包覆材料(如LiF、Al2O3，ZrO2，Li2CO3等)与纯相或掺杂态Li4Ti5O12充分混合、分散于水、乙醇或其混合液中，并加热至沸点以上，伴以冷凝、回流，充分混合后将悬浊液过滤，再将滤饼在一定的温度下热处理，从而在Li4Ti5O12材料表面均匀包覆3～30nm的可导通锂离子的包覆层，阻止钛酸锂电极和有机电解液的直接接触，从而抑制钛酸锂对电解液的催化分解，减少气体产生。此包覆方法可有效改善钛酸锂电池的高温循环稳定性，减少全电池胀气。

公开(公告)号：CN104124468A

公开(公告)日：2014-10-29

申请号：CN201410353908.0

申请日：2014-07-24

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张亮 ,  张兰 ,  董陶 ,  蔡迎军 ,  张锁江

IPC: H01M10/0566 ,  H01M10/0569 ,  H01M10/0568 ,  H01M10/0525

CPC classification number: H01M10/0567 ,  H01M10/0525 ,  H01M10/0569

Abstract: 本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种适用于以硅或硅碳复合材料为负极的高电压锂离子电池的电解液，所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，还包括氟代酯类及双腈类有机化合物，所述双腈类有机物占所述电解液总质量的质量百分比为0.01％～10％。相对于现有技术，本发明通过在电解液中添加LiDFOB和双腈类有机物，能够更有效的在高压正极表面形成SEI膜，氟代溶剂可以在硅或硅碳负极表面有效形成SEI膜，同时该SEI膜在低温条件下阻抗较低，降低了锂离子穿越阻力，从而显著提高含有该电解液的电池的高电压和低温循环性能。此外，本发明还公开了一种包含该电解液的高能量锂离子电池。

公开(公告)号：CN103474255A

公开(公告)日：2013-12-25

申请号：CN201310430367.2

申请日：2013-09-18

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张兰 ,  陈辉 ,  蔡迎军 ,  张锁江

IPC: H01G11/58

CPC classification number: Y02E60/13

Abstract: 本发明公开了一种超级电容器高压电解液及其的制备方法，该电解液由离子液体、腈类溶剂和高压稳定剂组成，可以在3.0V的电压下保证电容器的稳定循环，并表现了较优的功率性质。本发明有效提高了超级电容器的可用电压，比常见乙腈类电解液有更宽的温度使用范围，可以满足超级电容器对有机电解液的要求。

公开(公告)号：CN118782800A

公开(公告)日：2024-10-15

申请号：CN202410890191.7

申请日：2024-07-04

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 巫湘坤 ,  张丰洁 ,  张兰 ,  吕兴梅 ,  张锁江

IPC: H01M4/62 ,  H01M4/131 ,  H01M4/36 ,  H01M4/48 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明提供了一种适用导电剂复合活性材料改性方法及高稳定浆料的制备方法。所述制备方法包括：(1)在传统的溶剂热反应过程中加入导电剂以制备前驱体；(2)将步骤(1)所述前驱体在惰性气氛下退火，获得活性复合材料；(3)将步骤(2)的活性复合材料与导电添加剂通过机械分散在电解液中，获得了可在大电流密度下运行的复合浆料。本发明通过将高导电性的导电剂与活性材料进行复合，提高了材料的导电性，改善了固体颗粒在浆料中的分散状态，确保了浆料电极内部形成稳健、高效的渗滤导电网络，增强了浆料的稳定性和电化学性能。本制备方法简单易行，有利于实现浆料电池在大电流密度下的规模化应用。

公开(公告)号：CN118782727A

公开(公告)日：2024-10-15

申请号：CN202410890190.2

申请日：2024-07-04

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 巫湘坤 ,  薛兵 ,  张兰 ,  张锁江

IPC: H01M4/13 ,  H01M4/62 ,  H01M4/36 ,  H01M4/38 ,  H01M4/60 ,  H01M4/583 ,  H01M4/04 ,  H01M10/052

Abstract: 本发明公开了一种高面载量硫基电极及其制备方法，其特点在于通过粘结剂纤维化的干法电极工艺制备双层结构的硫基电池极片，所述硫基电池极片包含集流体、附在其上的第一涂层和第二涂层。涂层由硫基活性材料、导电剂和粘结剂组成，其中位于底层的第一涂层具有较高的导电剂含量，采用纳米或亚微米、硫含量较低的活性材料，提供了充足的涂层与集流体之间的电子传导路径，同时缩短了颗粒内部的锂传输距离；而位于顶部的第二涂层具有较低的导电剂含量、采用粒径大的微米级二次颗粒、硫含量较高的活性材料，降低了固体颗粒与电解液的比表面积，可减少副反应，同时提供高容量；该电池极片能够同时提高电极能量密度、功率密度和循环稳定性。

公开(公告)号：CN115207358A

公开(公告)日：2022-10-18

申请号：CN202211051183.0

申请日：2022-08-30

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张锁江 ,  张兰 ,  郭亚伟 ,  巫湘坤

IPC: H01M4/62 ,  H01M4/13 ,  H01M4/139 ,  H01M4/38 ,  H01M10/052

Abstract: 本发明公开了一种锂硫电池硫基正极粘结剂、硫基正极及其制备方法，所述粘结剂是由瓜尔豆胶、黄原胶与PEDOT:PSS高温下热交联得到的，该粘结剂可形成三维交联网络，能够缓冲硫基正极材料在充放电过程中体积变化；丰富的含氧基团不仅能够吸附并减少反应过程中多硫化物的溶解和穿梭，而且有利于充放电过程中的锂离子和电子的传输，加快锂离子在硫颗粒周围的转化速率；由该粘结剂制备的硫基正极具有较大的负载及良好的循环稳定性。利用该粘结剂材料能够解决现有技术硫基正极材料导电性差、易从极片上脱落的问题，同时提高极片导电性和极片材料粘结力，从而达到提升高载量硫基正极极片倍率性能与循环稳定性的目的。

公开(公告)号：CN112786968B

公开(公告)日：2022-06-03

申请号：CN202110144417.5

申请日：2021-02-02

Applicant: 中国科学院过程工程研究所

Inventor： 张锁江 ,  贾梦敏 ,  张兰 ,  郭亚伟

IPC: H01M10/0569 ,  H01M10/052 ,  H01M10/0525

Abstract: 本专利公开了一种高压阻燃电解液配方，应用于锂离子二次电池。本发明的主要特征在于使用磷酸酯作为溶剂组分，与锂盐以一定配比形成溶剂化结构，分散于氟代醚类溶剂中。磷酸酯与锂离子配位成一定的溶剂化结构，有效防止了与锂离子共嵌入石墨。通过引入氟代醚，降低了电解液的粘度，增加了电解液的润湿性，同时不影响电解液的热稳定性和电化学稳定性，且氟代醚也是不可燃的，不影响电解液的阻燃效果。本发明提供的电解液在正极和负极表面均可形成致密而稳定的保护膜，NCM 811||Li半电池循环200圈容量保持率达到90％以上，同时，其与石墨相容性良好。使用这种电解液可显著提高电解液的高压循环稳定性和电池安全性。

公开(公告)号：CN111313023B

公开(公告)日：2021-05-04

申请号：CN202010101562.0

申请日：2020-02-19

Applicant: 中国科学院过程工程研究所 ,  中科廊坊过程工程研究院

Inventor： 张兰 ,  巫湘坤 ,  钱伟伟 ,  彭琳珊 ,  张海涛 ,  张锁江

IPC: H01M4/62 ,  H01M4/13 ,  H01M4/139 ,  H01M10/052 ,  H01M10/058 ,  B82Y30/00 ,  B82Y40/00

Abstract: 本发明涉及一种高固含量半固态电极的组成、制备方法及其锂浆料液流电池。所述电极由活性材料、导电剂、表面接枝有极性烷基链的纳米结构分散剂、电解液组成和集流体构成，其特点在于，该半固态电极中活性物质颗粒的质量占比可达浆料体系的90％，且分散剂与导电剂共同吸附在活性物质颗粒表面，一方面减小了活性物质与电解液的直接接触、降低了副反应的可能性，提高了电池库伦效率；另一方面，纳米结构的分散剂有效降低了半固态电极的粘度及剪切强度，因而同一固含量下电极具有更好的流动性，有利于降低浆料液流电池电极流动过程中的功耗。该电极用于锂浆料液流电池，可提升电池首次库伦效率和能量密度，有利于电池的长期、稳定循环。