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公开(公告)号：CN111509225B
公开(公告)日：2022-06-07
申请号：CN202010322918.3
申请日：2020-04-22
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/62 , H01M4/48 , H01M4/02 , H01M4/04 , H01M4/131 , H01M4/1391 , H01M10/05 , H01M10/36 , B82Y30/00 , B82Y40/00
Abstract: 本发明公开了一种锌离子电池钒基正极材料的制备方法及其产品与应用，包括以下步骤：1)将钒基化合物溶解于水中，得到钒基化合物溶液，然后在搅拌条件下向溶液中滴加有机胺，得到混合溶液；2)在搅拌条件下向混合溶液中滴加无机酸，滴加完毕后，继续搅拌至混合均匀，得到反应液；3)将反应液转至高压水热釜中，放入油浴锅中，加热至设定温度，进行反应，反应完毕后，自然冷却至室温，然后将反应液进行抽滤，干燥后，得到钒基正极材料。本发明中的钒基正极材料是一种有机分子嵌入的纳米线结构，其综合了无机材料、有机材料以及独特纳米线结构的优良特性，弥补了钒氧化物的缺陷，具有良好的组装性能，具有电化学性能优异，长循环稳定的特点。
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公开(公告)号：CN113809302A
公开(公告)日：2021-12-17
申请号：CN202111092860.9
申请日：2021-09-17
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供一种镁钙改性层状P2相镍锰基正极材料，其化学通式为Na0.67‑2xCaxNi0.33‑yMgyMn0.67O2；其中，Mg对Ni进行取代，Ni、Mg、Mn与最近邻的六个氧原子形成八面体结构，所有的八面体结构共边排布，构成过渡金属层；Na为碱金属元素，Ca对Na进行取代，占据两层过渡金属层中由六个氧原子形成的三棱柱位置中央；且通式中x，y的范围为：0≤x≤0.05，0≤y≤0.025。本发明的镁钙改性层状P2相镍锰基正极材料，具有层状P2结构、容量高、工作电压高、成本低廉，且保持了较好的空气稳定性，可用于太阳能发电、风力发电、潮汐发电、智能电网调峰或分布电站的大规模储能设备。本发明还提供一种镁钙改性层状P2相镍锰基正极材料的制备方法，及其在钠离子二次电池中的应用。
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公开(公告)号：CN112349873B
公开(公告)日：2021-09-24
申请号：CN202011223110.6
申请日：2020-11-05
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种提高水系锌离子电池锌负极循环稳定性的方法及其应用，包括：轧制，将锌片经过多道次轧制得到厚度为0.03～1.0mm的锌板，其中道次不小于3次且最后三道次的轧制中每道次的变形量不小于35％；挤压，将铸态的圆柱锌锭经过挤压，得到厚度为1～40mm的锌板，其中挤压比不小于8.72；铸造，将锌熔液倒入纯铜水冷模具中，制得厚度不小于30mm的锌板，其中模具导热系数不小于400w/m·k。本发明通过锌负极加工过程中的严格的精细的工艺调控，增加锌负极反应界面中的(002)晶面的极密度，使其不低于14.44，从而提高水系锌离子电池锌负极的循环稳定性。
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公开(公告)号：CN110048174B
公开(公告)日：2020-09-22
申请号：CN201910353981.0
申请日：2019-04-29
Applicant: 中南大学
IPC: H01M10/10 , H01M10/12 , H01M10/0565 , H01M10/058
Abstract: 本发明公开了一种凝胶电池电解质膜及其制备方法和应用，利用电化学交联方式在金属表面原位生长均一的凝胶电解质膜，并与正极匹配后制备具有柔韧可编制性储能器件。该发明制备简单、快速、制备过程不产生任何化工废料、可控性强，具有高度的可集成性，不受金属负极尺寸、大小、形状限制，可适应于各种微观以及宏观储能器件制备，满足各种异性电池器件。同时，本身材料安全无毒，生物相容性良好，可满足高安全性植入式电子器件等特种领域需求。
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公开(公告)号：CN111509307A
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN202010322909.4
申请日：2020-04-22
Applicant: 中南大学
IPC: H01M10/38
Abstract: 本发明公开了一种水系锌离子电池无机胶体电解质的制备方法及其应用，包括以下步骤：1)将羟基磷酸钙浸入到锌盐溶液中，进行离子交换处理，处理完毕后，过滤、干燥后得到无机粉末；2)将无机粉末进行研磨后与常规液态电解质进行混合，混合均匀后压制成设定厚度的薄片，得到无机胶体电解质。本发明利用羟基磷酸钙中钙离子与锌离子发生离子交换后得到的羟基磷酸锌和羟基磷酸钙混合形式的无机物，只需要和少量常规液态电解质混合后压制即得到胶体电解质，不仅起到隔离正负极作用，而且活性水量减少，可以缓解水分解副反应，避免容量衰减，保证较高的比容量和循环稳定性，制备工艺简单且安全无毒，在发展高稳定性的胶体锌离子电池领域有应用前景。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110085925B
公开(公告)日：2020-08-04
申请号：CN201910354216.0
申请日：2019-04-29
Applicant: 中南大学
IPC: H01M10/36
Abstract: 本发明公开了一种水系锌离子电池复合电解质膜及其制备和应用方法。本发明制备的海藻酸锌基高分子复合凝胶电解质膜，具有均一的三维层状交联网络结构、高的离子电导率。其制备方法利用多糖海藻酸钠基材料与锌离子，在弱酸或中性介质，经钠‑锌离子交换反应后堆积形成锌离子交联电解质膜。此方法制备的电解质膜兼具优良的物理特性和电化学性能，可有效抑制负极锌枝晶和锌腐蚀等问题，且简单快速、成本低廉、环境友好、条件可控，特别适宜于低成本大规模储能锌离子电池体系，同样适用于柔性器件中制备柔性水系锌离子电池等等。
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公开(公告)号：CN107863485B
公开(公告)日：2020-07-24
申请号：CN201711080427.7
申请日：2017-11-06
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种水系锌离子电池正极材料。该材料的制备方法为一步水热法，是将一定量的高锰酸钾加入去离子水中，在室温下搅拌得到深紫色溶液，之后将所得溶液转至高压釜中，并在溶液中加入三维基底材料，进行水热反应；水热反应冷却后，将三维基底材料多次洗涤，然后在烘箱中干燥，得到均匀的生长在三维基底材料上的纳米花球状四氧化三锰材料。所制备的材料是首次应用于制备水系锌离子电池正极材料，具有高比容量和良好的循环稳定性，且反应条件温和，工艺简单，适宜大规模生产。
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公开(公告)号：CN110994046A
公开(公告)日：2020-04-10
申请号：CN201911227517.3
申请日：2019-12-04
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种水系离子电池混合态电解质，包括固态物质和液态物质，所述固态物质为二水硫酸钙固体、氧化物离子导体固体和层状硅酸盐固体中的至少一种，液态物质为金属离子的可溶性盐溶液。本发明的混合态电解质中水含量少，为离子的快速传导提供了保障；同时，混合态电解质固态含量高，金属负极不会发生强烈的腐蚀、氧化问题，正极的溶解问题可以得到明显的抑制，而且可以有效抑制枝晶的生成；再者固体粉末是惰性的，也可以减少电解质与正负极的副反应。
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公开(公告)号：CN110444730A
公开(公告)日：2019-11-12
申请号：CN201910764154.0
申请日：2019-08-19
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/04 , H01M4/02 , H01M4/42 , H01M10/36 , B22F1/00 , B22F9/24 , C23C26/00 , B82Y30/00 , B82Y40/00
Abstract: 本发明公开了一种三维网状结构纳米层锌负极的制备方法和应用，包括以下步骤：(1)配置预定浓度的Zn(NO3)2溶液，记为溶液A；(2)配置设定浓度的强碱溶液，记为溶液B；(3)将溶液A加入到溶液B中得到含有羟基化Zn的胶体化合物沉淀，经离心去除大尺度沉淀后，得到纳米锌沉淀液；(4)将锌箔浸入到纳米锌沉淀液中，浸泡后取出清洗烘干，即得。本发明通过一种简单的化学沉积方法，在锌负极表面利用沉积和刻蚀相互作用原位制备具有纳米尺度的三维网状结构的金属锌负极，既保留整体锌箔高的体积能量密度，又保证高稳定性的三维网状界面反应层，这样既实现了传统三维泡沫锌的电场均匀分布，使得在放电时无法形成大的枝晶，保证电池的安全运作和使用寿命。
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公开(公告)号：CN110165309A
公开(公告)日：2019-08-23
申请号：CN201910531118.X
申请日：2019-06-19
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种锌离子电池中原位生成SEI膜的方法，属于水系锌离子电池技术领域，包括以下步骤：(1)制备Ca2MnO4纳米复合材料；(2)将步骤(1)所得纳米复合材料作为锌离子电池正极活性物，组装成锌离子电池；(3)对步骤(2)所得锌离子电池进行预充电处理，在正极材料表面生成一层原位SEI膜。本发明通过一种简单的电化学方法，在锰酸钙电极上面原位合成了一层二水硫酸钙的SEI保护膜，改善了电极材料的溶解问题，表现出较强的电化学稳定性；本发明提供的在锰酸钙表面原位生长二水硫酸钙的方法使电池具有更高的循环稳定性，在1A g-1的电流密度下，循环1000圈，电池变现出极佳的电化学稳定性。
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