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公开(公告)号：CN117558894A
公开(公告)日：2024-02-13
申请号：CN202311564914.6
申请日：2023-11-22
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 龙子湖新能源实验室
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M10/0525
摘要： 本发明公开了一种简单预锂化纳微结构硅氧碳复合材料的制备方法及其应用，将SiOx材料与锂源放入有机溶剂中混合搅拌均匀之后将有机溶剂蒸干。将混合物放入CVD回转炉中，开启一定的转速，在氩气气氛下加热保温进行预锂化反应；将所述预锂化的Pre‑Li‑SiOx材料继续在CVD回转炉中升温后进行碳沉积包覆，经过洗涤、抽滤、干燥得到预锂化纳微结构硅氧碳复合材料。本发明采用一锅法制备的材料均匀性和一致性较好；将动态预锂化和碳沉积包覆有效结合；增强了材料的导电性，减少材料的表面极化，使其形成稳定的SEI膜，提高了电池的首次库伦效率，改善了材料的循环稳定性能，在锂离子电池负极材料中具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN117525366A
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202311748625.1
申请日：2023-12-19
申请人： 龙子湖新能源实验室 , 郑州中科新兴产业技术研究院
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M10/0525
摘要： 本发明提供了一种新型硅基负极材料及其制备方法。所述硅基负极材料为多层复合包覆结构，本发明得到的新型硅基负极材料以氟化锂掺杂的多孔碳为基体骨架，将高容量纳米硅颗粒沉积在氟化锂改性多孔碳内部，多孔碳在构建了强大导电网络的同时给硅颗粒提供了足够的膨胀空间，在材料中引入氟化锂，形成更加致密的SEI膜，以保证材料的稳定性；最外层的纤维素热解产物再次形成一个碳包覆层，使得所制备的硅碳负极材料具有较高容量，并且循环性能较好，且纤维素表面有大量的羟基可以与氟形成氢键，使包覆更加均匀致密，进一步增强材料的稳定性。
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公开(公告)号：CN117525546A
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202311702421.4
申请日：2023-12-12
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 龙子湖新能源实验室
IPC分类号： H01M10/0525 , H01M4/36 , H01M4/48 , H01M4/583 , H01M4/38 , H01M4/04 , H01M10/42 , H01M4/13 , H01M4/139
摘要： 本发明提出了一种基于碳包覆硅氧材料的预锂化电极片及其制备方法和应用，属于锂离子电池的技术领域，用以解决锂离子电池硅基材料负极预锂化不均匀和结构形貌易破坏的技术问题。本发明制备方法包括以下步骤：将硅氧化物和碳源混合，然后在惰性气体氛围煅烧，制得碳包覆硅氧材料；将碳包覆硅氧材料、导电剂和粘结剂混合后涂覆在集流体上，制备电极片；将碳纳米管加入到熔融的锂金属中，制备改性锂片；将电极片和改性锂片组装成电解池，通过充放电对电极片进行预锂化处理，制得预锂化电极片。本发明锂离子电池中实现库伦效率的提升，形成更加稳定的界面SEI，提高了电池的容量保持率，以及电池的循环稳定性，该技术制备成本低，可被电池制造行业采用。
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公开(公告)号：CN117525365A
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202311702419.7
申请日：2023-12-12
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 龙子湖新能源实验室
摘要： 本发明提出了一种双碳包覆硅氧可控预锂化材料及其制备方法和应用，属于锂离子电池的技术领域，用以解决硅基材料负极锂离子电池的容量保持率低的技术问题。双碳包覆硅氧可控预锂化材料的制备包括以下步骤：(1)将硅氧化物与锂源混合制备混合料；(2)将碳纳米管、有机碳源分散溶解在溶剂中配制成浆料；(3)将混合料与浆料混合后喷雾干燥，得到粉体，将粉体在惰性气体氛围中进行煅烧，制得双碳包覆硅氧可控预锂化材料。本发明通过双碳共同作用进一步增强粒子之间和表面电子的导电率，并且抑制材料的体积膨胀，提高电池循环稳定性。通过控制预锂化程度，将该材料应用在锂离子电池中实现库伦效率的提升，提高了电池的容量保持率。
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公开(公告)号：CN115676804B
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202211662760.X
申请日：2022-12-23
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院
IPC分类号： C01B32/05 , H01M4/587 , H01M10/054
摘要： 本发明属于电化学领域，具体涉及基于沥青的多孔硬碳负极材料及其制备方法和应用。首先用交联剂或改性剂对沥青粉末进行修饰，提升在碳化过程的无序化程度，然后通过喷雾干燥二次造粒实现纳米沥青颗粒与改性剂的均匀分布、改善烧结过程沥青的无序状态，同时成球过程内部均匀的造孔剂在酸化洗涤过程形成多级孔道结构；最后在高温预氧化后碳化配合强酸氧化微晶界面，增强微晶间斥力，从而实现增加硬碳微晶层间距目的。所述多孔硬碳负极材料具有大微晶层间距和多级孔道结构，包含介孔和大孔，有效提升硬碳材料的储钠性能，结构稳定、价格低廉，具有很好的应用前景，有利于推动钠离子电池产业化进程。
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公开(公告)号：CN115513445A
公开(公告)日：2022-12-23
申请号：CN202211465313.5
申请日：2022-11-22
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/48 , H01M4/04 , H01M4/62 , H01M10/0525
摘要： 本发明提供了一种双层包覆氧化亚硅复合负极材料及其制备方法。所属氧化亚硅为多层复合包覆网络交联结构，最内层为氧化亚硅SiOx，中间层为硅掺杂二氧化钛包覆层，外层为有机单体聚合煅烧形成的无定形碳。在整个复合材料中，中间层通过形成的Si‑O‑Ti键化学骨架与微米级的氧化亚硅内层表面紧密连接，有效降低了界面电阻，增加了包覆层与氧化亚硅的结合力。中间层通过硅掺杂，不仅提升了材料的整体容量，与外层有机单体形成氢键，指导聚合物定向规整生长，使聚合物包覆层更加均匀致密，改善电解液与电极表面的接触，抑制体积膨胀。本发明提供的氧化亚硅复合负极材料具有导电性高，循环性能好，界面稳定的优点，工艺简单、适合产业化。
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公开(公告)号：CN115440982A
公开(公告)日：2022-12-06
申请号：CN202211138789.8
申请日：2022-09-19
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
IPC分类号： H01M4/62 , H01M4/38 , H01M10/0525
摘要： 本发明提供了一种锂电池用高性能硅碳负极材料及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：（1）将工业产生的硅渣粉碎、干燥得到废硅粉，将废硅粉置于惰性气体中高温煅烧除杂，得到纯度更高的硅粉；（2）硅粉经过酸洗、水洗后干燥得到高纯硅粉；（3）将高纯硅粉、有机化合物单体和过硫酸铵按一定的比例加入到溶剂中，再经高速真空湿法球磨和冰浴搅拌反应，得到聚合物包覆的纳米硅复合材料；（5）将纳米硅复合材料、全氟丁基磺酰胺、石墨进行搅拌反应，得到混合浆液，然后喷雾干燥并煅烧，最后获得硅碳负极材料。该方法所制备的硅碳负极材料首效高、稳定性好，且制备工艺成本低、操作简单、适合产业化生产。
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公开(公告)号：CN110474032B
公开(公告)日：2021-06-25
申请号：CN201910775618.8
申请日：2019-08-21
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
摘要： 本发明提供了一种基于光伏废硅的硅碳负极材料及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：（1）将收集的废硅料粉碎、干燥得到废硅粉；（2）将废硅粉置于惰性气氛中进行高温除杂，经过酸洗纯化和干燥后得到高纯硅粉；（3）将高纯硅粉加入到分散介质中，经高速球磨获得纳米硅溶液；（4）将该纳米硅溶液收集并调整固含，按照一定比例加入有机碳源、导电剂和分散剂后砂磨混合均匀；（5）将混合溶液喷雾干燥并煅烧，最后获得硅碳负极材料。该方法所制备的硅碳负极材料首效高、循环稳定性好，制备方法具有成本优势、操作简单、适合产业化生产。
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公开(公告)号：CN112456498A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202011262377.6
申请日：2020-11-12
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
IPC分类号： C01B33/037 , C01B33/02 , B82Y40/00 , B82Y30/00 , H01M4/134 , H01M4/1395 , H01M4/38 , H01M4/02
摘要： 本发明提供了一种具有疏水包覆层的纳米硅材料、制备方法及应用，所述纳米硅表面具有疏水包覆层，疏水包覆层为成膜性疏水物质或表面活性剂。本发明以光伏废硅为原料进行纯化、细化制备纳米硅负极材料，工艺简单，成本低廉，实现了光伏废硅的资源化利用；本发明纳米材料中形成的疏水包覆层可以避免与水和氧气的进一步接触，合成的材料可以在空气中稳定存在；本发明采用的疏水包覆层简单有效，相比无包覆层的抗氧化性效果要好得多，同时本发明的包覆层制备方法工艺简单，只需要在细化过程中添加含疏水性物质或表面活性剂的溶剂分散均匀即可达到较好效果。
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公开(公告)号：CN109360962B
公开(公告)日：2021-02-12
申请号：CN201811242706.3
申请日：2018-10-24
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M4/583 , H01M10/0525 , C01B32/158 , B82Y30/00
摘要： 本发明属于电化学领域，涉及一种锂电池用高稳定性硅碳负极材料及其制备方法。所述方法包括以下步骤：（1）将纳米硅与基底碳材料在常温下进行充分混合，得到原料A；（2）以颗粒状石油沥青或煤沥青机械粉碎得到的沥青粉末为原料B；（3）将原料A、原料B、碳纳米管与硬碳前驱体进行充分混合，得到原料C；（4）将原料C在气体保护下进行低温软化预包覆，降温后得到的块状物粉碎，筛分得到原料D；（5）将原料D与原料B在常温下混合均匀，在气体保护下高温烧结，得到的块状物粉碎、筛分，最终得到高稳定性硅碳负极材料。本发明工艺简单、安全性高，制备的硅碳负极材料具有首效高、稳定性和倍率性能优异等优势，适于工业化生产。
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