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公开(公告)号：CN110317005A
公开(公告)日：2019-10-11
申请号：CN201810288588.3
申请日：2018-03-30
申请人： 中国电力科学研究院有限公司 , 国家电网公司 , 北京化工大学 , 国网山东省电力公司青岛供电公司
摘要： 本发明提供了一种三维分级孔结构石墨烯电极材料的制备方法，该法包括：1)配制金属氧化物/氧化石墨烯混合溶液；2)水热反应、干燥脱水制备混合干凝胶；3)高温热处理、洗涤、干燥制得三维分级孔石墨烯电极材料。本发明提供的三维分级孔结构石墨烯电极材料的制备方法，制备工艺简单，避免了模板剂和活化剂分散不均匀的弊端；制备的石墨烯凝胶还原程度高，物理、化学性质稳定，导电性能好，与现有的石墨烯电极材料比，具有能量密度高、功率密度高以及循环寿命和倍率性能好等优点。
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公开(公告)号：CN110317005B
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN201810288588.3
申请日：2018-03-30
申请人： 中国电力科学研究院有限公司 , 国家电网公司 , 北京化工大学 , 国网山东省电力公司青岛供电公司
摘要： 本发明提供了一种三维分级孔结构石墨烯电极材料的制备方法，该法包括：1)配制金属氧化物/氧化石墨烯混合溶液；2)水热反应、干燥脱水制备混合干凝胶；3)高温热处理、洗涤、干燥制得三维分级孔石墨烯电极材料。本发明提供的三维分级孔结构石墨烯电极材料的制备方法，制备工艺简单，避免了模板剂和活化剂分散不均匀的弊端；制备的石墨烯凝胶还原程度高，物理、化学性质稳定，导电性能好，与现有的石墨烯电极材料比，具有能量密度高、功率密度高以及循环寿命和倍率性能好等优点。
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公开(公告)号：CN108530073A
公开(公告)日：2018-09-14
申请号：CN201710926647.0
申请日：2017-10-08
申请人： 北京化工大学 , 中国电力科学研究院 , 国家电网公司 , 国网山东省电力公司青岛供电公司
IPC分类号： C04B35/52 , C04B35/622 , C04B38/06
摘要： 本发明提供了一种柔性自支撑三维多孔石墨烯膜的制备方法，选取热稳定性差的高分子聚合物为模板剂，与氧化石墨烯共混、抽滤成膜，然后在惰性气体保护下高温热处理。在高温热处理过程中，氧化石墨烯还原为石墨烯，而热稳定性差的高分子聚合物完全分解留下发达的孔隙，从而得到柔性自支撑三维多孔石墨烯膜，膜的厚度可控制在5-100 um范围内，孔径大小在5-100nm范围，比表面积为300-1600 m2/g。所制备的柔性自支撑三维多孔石墨烯膜的孔形状、大小和孔隙率可以通过高分聚合物模板的形貌（如线形、球形和柱状）、分子量和用量方便地调控。该材料可以应用在柔性超级电容器，柔性电池，微电子，离子吸附和膜分离等领域。
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公开(公告)号：CN108530073B
公开(公告)日：2020-06-19
申请号：CN201710926647.0
申请日：2017-10-08
申请人： 北京化工大学 , 中国电力科学研究院 , 国家电网公司 , 国网山东省电力公司青岛供电公司
IPC分类号： C04B35/52 , C04B35/622 , C04B38/06
摘要： 本发明提供了一种柔性自支撑三维多孔石墨烯膜的制备方法，选取热稳定性差的高分子聚合物为模板剂，与氧化石墨烯共混、抽滤成膜，然后在惰性气体保护下高温热处理。在高温热处理过程中，氧化石墨烯还原为石墨烯，而热稳定性差的高分子聚合物完全分解留下发达的孔隙，从而得到柔性自支撑三维多孔石墨烯膜，膜的厚度可控制在5‑100 um范围内，孔径大小在5‑100nm范围，比表面积为300‑1600 m2/g。所制备的柔性自支撑三维多孔石墨烯膜的孔形状、大小和孔隙率可以通过高分聚合物模板的形貌（如线形、球形和柱状）、分子量和用量方便地调控。该材料可以应用在柔性超级电容器，柔性电池，微电子，离子吸附和膜分离等领域。
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公开(公告)号：CN114057180B
公开(公告)日：2024-08-06
申请号：CN202111384609.X
申请日：2021-11-22
申请人： 北京化工大学
摘要： 本发明提供了一种碳量子点改性PTCDA基炭材料及其制备方法和应用，属于复合材料技术领域。本发明将通过羟醛缩合反应制备得到的碳量子点与苝四甲酸二酐(PTCDA)充分交联聚合，进一步经高温碳化得到异质微晶结构炭材料。PTCDA碳化产物的石墨化程度较高，碳层间距较小，碳量子点的加入可抑制炭材料石墨化畴的形成和生长，提高碳化产物的结构无序度和层间距，有利于钠离子的嵌入/脱出。因此，本发明制备的碳量子点改性PTCDA异质结构炭基材料作为钠离子电池的负极材料时，不仅具有高的比容量，还表现出优异的循环和倍率性能。
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公开(公告)号：CN117125694A
公开(公告)日：2023-11-28
申请号：CN202311107086.3
申请日：2023-08-30
申请人： 北京化工大学
IPC分类号： C01B32/05 , H01M10/054 , H01M4/587
摘要： 本发明属于二次电池技术领域，具体涉及一种面向高功率应用的沥青基钠离子电池碳负极材料及其制备方法。具体包括以下步骤：将沥青在含氧气氛中低温氧化，接着与活化剂混合，在惰性气氛中高温碳化，得到所述沥青基碳材料。在本发明中，预氧化处理向沥青表面引入大量含氧官能团，进而抑制沥青在后续碳化过程中的结构重排，同时热处理过程中氧原子的逸出会使石墨体相变的疏松，使活化剂能进入石墨微区进行活化刻蚀反应，得到超微孔碳。所述沥青基碳材料中的超微孔、缺陷和无序微晶结构提供了吸附和嵌入储钠的活性位点，使其用作钠离子电池负极时表现出了高的储钠容量和优异的倍率性能。本发明为制备高功率型钠离子电池碳负极材料提供了新思路。
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公开(公告)号：CN115744874A
公开(公告)日：2023-03-07
申请号：CN202211706329.0
申请日：2022-12-29
申请人： 北京化工大学
IPC分类号： C01B32/05 , H01M4/587 , H01M10/054
摘要： 本发明提供了一种硬碳材料及其制备方法和应用，属于钠离子电池材料技术领域。本发明提供的硬碳材料的制备方法包括以下步骤：将煤基材料依次进行球磨和除杂处理，得到煤粉末；以惰性气体为载气，采用可挥发碳源对所述煤粉末进行气相杂化包覆处理，得到硬碳材料前驱体；将得到的硬碳材料前驱体进行高温碳化，得到硬碳材料。本发明提供的硬碳材料用于制备钠离子电池，可以使钠离子电池兼有高的储钠容量和首次库伦效率，倍率性能优异，长循环性能稳定，远高于现有技术公开的以煤基材料制备的钠离子电池的可逆储钠容量，具有更好的应用前景。
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公开(公告)号：CN112397715A
公开(公告)日：2021-02-23
申请号：CN202011078447.2
申请日：2020-10-10
申请人： 北京化工大学
IPC分类号： H01M4/587 , H01M10/054
摘要： 本发明涉及钠离子电池技术领域，提供了一种硬碳材料的制备方法，包括以下步骤：首先将煤基材料与硬碳前驱体混合后进行压制，得到硬片；所述硬碳前驱体为碳水化合物和/或明胶；然后将得到的硬片进行高温碳化，得到硬碳材料。本发明通过压片的手段使所述硬碳前驱体与煤基材料紧密接触，极大地提高了两者反应活性，使两者在高温碳化处理过程中充分发生交联反应，有效地提高碳化产率，同时减少了碳化过程中形成的缺陷，降低了比表面积，增加了碳化过程中碳层的无序性以及碳层间距。将本发明提供的制备方法得到的硬碳材料作为钠离子电池的负极材料得到的钠离子电池，兼有高的储钠容量和首次库伦效率。
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公开(公告)号：CN117105198A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202310868577.3
申请日：2023-07-17
申请人： 北京化工大学
IPC分类号： C01B32/05 , H01M4/587 , H01M4/04 , H01M10/054
摘要： 本发明属于钠离子电池技术领域，具体涉及一种煤基碳材料及其制备方法和应用。本发明提供了一种煤基碳材料的制备方法，包括以下步骤：将煤和无机盐混合，在含氧气氛中球磨后，去除混合物中的无机盐，得到煤基前驱体；将所述煤基前驱体进行碳化，得到所述煤基碳材料。本发明通过在球磨的过程中添加无机盐，能够有效防止煤在球磨过程中发生团聚，进一步提高煤和氧气的接触效率，破坏煤的大分子结构；进而在除去无机盐后通过后续的碳化，能够得到高碳化产率、层间距大、无定型度高的煤基碳材料。将本发明提供的煤基碳材料应用于钠离子电池负极材料，所得到的电池具有较高的储钠容量和首次库伦效率。
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公开(公告)号：CN112125295B
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202011029115.5
申请日：2020-09-27
申请人： 北京化工大学
IPC分类号： C01B32/05 , H01M4/587 , H01M10/054
摘要： 本发明涉及钠离子电池技术领域，提供了一种酚醛树脂/蔗糖基硬炭微球材料的制备方法。本发明将酚醛树脂、蔗糖和溶剂混合进行溶剂热反应，利用蔗糖和酚醛树脂自身丰富的官能团，在溶剂热反应过程中，酚醛树脂的长链结构发生重排，蔗糖中的羟基和酚醛树脂中的不饱和基团发生交联反应，产物缓慢结晶，得到表面光滑的球形颗粒，后经高温碳化处理得到具有球形结构的硬炭材料，具有离子扩散路径较短的优势，同时具有较大的层间距，有利于离子的嵌入/脱出和快速迁移，从而获得优异的电化学储钠性能。实验结果表明，本发明提供的硬炭材料作为钠离子电池负极保持了较高的首次库伦效率和循环稳定性，同时可逆容量也较高。
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