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公开(公告)号：CN118763205A
公开(公告)日：2024-10-11
申请号：CN202411039060.4
申请日：2024-07-31
Applicant: 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)
Abstract: 本发明公开了一种聚合物基质复合硅基锂离子电池负极材料及其制备方法，本发明属于锂电池负极材料的技术领域，本发明以聚氧化乙烯为聚合物导电层，与硅基材料进行混合后热高温处理得到聚合物基质复合的硅基锂离子电池负极材料。该材料的特点是在硅/石墨或氧化亚硅/石墨表面建立一个均匀的涂层以防止直接接触电解液，以最大限度地提高导电途径，并通过其高结构稳定性保持负极活性材料的完整性，电子导电性提高，有效控制了SEI膜的形成，延长了电池寿命。本发明的被聚合物基质包覆的硅碳材料具有较高的储锂容量和良好的循环稳定性，且合成原材料成本低廉、制备过程简单可控。
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公开(公告)号：CN114927682A
公开(公告)日：2022-08-19
申请号：CN202210542496.X
申请日：2022-05-18
Applicant: 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)
IPC: H01M4/525 , H01M4/505 , H01M4/62 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种提升高镍三元LiNixCoyMn1‑x‑yO2正极材料循环稳定性和安全性的方法。以有机酸为改性剂，通过有机酸分子中富含的大量H+与高镍三元LiNixCoyMn1‑x‑yO2正极材料表面残碱中的Li+进行离子交换，同时使有机酸溶剂均匀的粘附到材料表面，然后在惰性气氛下进行高温焙烧得到碳包覆高镍三元LiNixCoyMn1‑x‑yO2正极材料。本发明的方法，有效降低了高镍三元LiNixCoyMn1‑x‑yO2正极材料的表面残碱量、防止了材料与电解液界面的副反应和缓解了材料在循环过程中的晶格氧析出，使材料展现出优异的循环稳定性和安全性。
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公开(公告)号：CN118835319A
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202411028953.9
申请日：2024-07-30
Applicant: 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)
IPC: C30B29/22 , C30B7/14 , H01M4/505 , H01M4/525 , H01M10/0525
Abstract: 本发明提供了一种高熵富镍单晶正极材料及其制备方法和应用。本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，所述高熵单晶正极材料化学式为LiNixCoyMnzN1‑x‑y‑zO2，其中N为不同比例的Y、Gd、W、Mo，其中，0.9≤x≤0.95，0＜y≤0.05，0＜z≤0.05，x+y+z=1。本发明提供一种高熵掺杂结合单晶化设计的制备方法，在保证其主体结构的前提下，在前驱体生长过程中引入多种不具有电化学活性的离子，例如Y、Gd、W、Mo；再结合多段高温烧结完成单晶化过程，有效合成这种零应变、高稳定性、高安全性的锂离子电池正极材料。同时在富镍正极材料中建立高熵单晶与晶体结构之间的联系，从而改善富镍正极材料的电化学性能。
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公开(公告)号：CN118738350A
公开(公告)日：2024-10-01
申请号：CN202411056227.8
申请日：2024-08-02
Applicant: 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)
Abstract: 本发明公开了一种复合异质结构单晶富镍正极材料及其制备方法和应用，本发明属于锂离子电池技术领域，所述复合材料由单晶富镍LiNixCoyM1‑x‑yO2材料和Li1+ɑAɑB2‑ɑP4O12包覆层及A、B界面梯度掺杂组合而成。利用单晶化消除晶间界面，抑制微裂纹的形成；利用Li1+ɑAɑB2‑ɑP4O12包覆层抑制界面副反应、提升离子电导率；利用A、B界面梯度掺杂缓解表层相变、提升电子电导率；利用三者协同作用消除空气敏感效应、提升结构稳定性。所述间歇式高温煅烧方法，在合成材料的基础上，能有效降低颗粒团聚，减小Li/Ni混排，提高机械强度和振实密度。将复合材料作为锂离子电池正极，能大幅度提升循环寿命、倍率性能和安全性。
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公开(公告)号：CN115275184A
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202210885503.6
申请日：2022-07-26
Applicant: 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)
IPC: H01M4/525 , H01M4/505 , H01M4/485 , H01M10/0525 , C01G53/00
Abstract: 本发明提供了一种锂离子电池高镍无钴正极材料及其制备方法。其步骤如下：首先采用共沉淀法制备高镍无钴正极材料前驱体NixM1‑x(OH)2，其中M为Mn、Al、Mg中的至少一种，1＞x≥0.8；随后将制得的前驱体与锂盐和含+5价过渡金属阳离子的原料充分研磨均匀，其中+5价过渡金属阳离子为V5+、Nb5+和Ta5+中的至少一种；最后将研磨后的粉末在高温下进行焙烧，得到+5价过渡金属阳离子复合的锂离子电池高镍无钴正极材料。本发明通过利用离子半径大的+5价过渡金属阳离子扩充高镍无钴正极材料的层间距，有效促进了充放电过程中锂离子的传输动力学；此外，电化学惰性的+5价过渡金属阳离子充当层间柱，也进一步提高了材料结构的稳定性。通过该方法处理后的高镍无钴正极材料具有优异的放电比容量、容量保持率和倍率性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114105221A
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202111394118.3
申请日：2021-11-23
Applicant: 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)
Abstract: 本发明公开了一种模板法制备锂离子电池菱形高电压LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的方法。首先将高锰酸钾溶解于无水甲醇和N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶液中，通过水热反应合成菱形MnCO3，再在氧气气氛下通过高温烧结得到菱形Mn2O3；然后以菱形Mn2O3作为模板，采用液相法将其与锂盐、镍盐按一定的摩尔比充分混匀后，经高温处理得到菱形高电压LiNi0.5Mn1.5O4正极材料。本发明的步骤简单、原料易得、便于产业化；所制备高电压LiNi0.5Mn1.5O4正极材料具有粒径分布均匀、疏松多孔的菱形结构特点，有效增大了材料与电解液的接触面积，促进了颗粒界面间的紧密接触和提升了颗粒间的电导率、锂离子扩散速率；使得材料展现出较高的振实密度和优异的电化学性能。
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公开(公告)号：CN116632338A
公开(公告)日：2023-08-22
申请号：CN202310774434.6
申请日：2023-06-28
Applicant: 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)
IPC: H01M10/0565 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种锂离子电池聚苯砜基聚合物固态电解质及其制备方法，所述聚合物固态电解质由聚苯砜、锂盐和塑化剂组成，通过一步浇筑涂布，且在烘干后经塑化处理获得。聚苯砜中醚基和磺酰基作为锂离子相互跳跃的紧密配位位点可有效促进锂离子传导，而对环芳烃的刚性链结构能够充当电解质膜内物理屏障以抑制锂枝晶生长，同时，聚苯砜的高表面能也有益于电解质/锂负极界面的更强黏附，进而协同实现优异的电极/电解质界面稳定性。与传统聚合物电解质相比，所述聚苯砜基聚合物固态电解质具有全面占优的电化学性能，表现出广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN116365067A
公开(公告)日：2023-06-30
申请号：CN202310570668.9
申请日：2023-05-19
Applicant: 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)
Abstract: 本发明公开一种含小分子二元醇添加剂的水系锌离子电池电解液及其应用，优化水系锌离子电池电化学性能。其中，所述电解液添加剂为螯合剂1，3‑丙二醇；所述电解液添加剂的摩尔浓度为0.8M～3.2M。1，3‑丙二醇是一种螯合剂，通过1，3‑丙二醇与锌离子的螯合作用可调控Zn2+二维扩散和成核过电位，细化锌成核尺寸，抑制枝晶生长，降低锌配合物中的含水量，抑制副反应的发生。因此，使用1，3‑丙二醇作为水系锌离子电池电解液添加剂，能够显著提高锌负极的循环寿命。本发明所述的1，3‑丙二醇添加剂具有制备工艺简单、制造成本低廉、安全性高、环境友好等诸多优点，在水系锌离子电池电解液改性领域具有重要价值。
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公开(公告)号：CN114914534A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202210582739.2
申请日：2022-05-26
Applicant: 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) , 合肥工业大学
IPC: H01M10/0565 , H01M10/0525
Abstract: 本发明提供了一种聚合物电解质、其制备方法及在锂离子电池中应用。首先利用点击反应(Click Reaction)合成所设计的烷基丙磺酸锂单体，然后使用不同化学溶剂和步骤纯化单体，再将纯化单体与聚合物基体、锂盐共混加热，经过在多孔纤维隔膜上刮涂并完全浸润、干燥，制得聚合物电解质膜。本发明所制备的聚合物电解质膜具有高的离子电导率和锂离子迁移数，并具有良好的电化学与机械稳定性，该方法对于提升锂离子电池安全性能和使用寿命具有显著效果。
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公开(公告)号：CN114122552A
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202111393302.6
申请日：2021-11-23
Applicant: 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)
IPC: H01M10/54
Abstract: 本发明公开了一种回收退役锂离子电池制备LiAlO2包覆单晶正极材料的方法。首先将退役锂离子电池进行拆解后，对正极片进行预处理，分离铝箔和废旧正极材料；然后以含有残余铝箔的废旧正极材料作为原料，通过NaOH碱浸的方法将其中残余铝箔去除，并获得含铝碱浸液；紧接着对废旧正极材料颗粒进行破碎、混锂和高温焙烧得到单晶正极材料；最后将所制备单晶正极材料加入到上述含铝碱浸液中进行Al(OH)3包覆，反应结束后通过混锂、焙烧得到LiAlO2包覆的单晶正极材料。本发明的方法，不仅可以将回收的废旧正极材料再生为单晶正极材料，而且能有效解决含铝碱浸液的处理问题，从而实现退役锂离子电池中镍钴锰铝元素的循环利用。
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