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高容量富鋰錳基正極材料的合成與性能研究
本發(fā)明公開了一種富鋰錳基正極材料及其制備方法。該方法采用共沉淀法制備前驅(qū)體[Ni(x-y/2)/x+(2-y)/3CoyMn((2-x)/3-y/2)/(x+(2-x)/3)](OH)2，然后采用高溫固相法得到富鋰錳基正極材料 Li[Li(1-2x)/3Nix-y/2CoyMn(2-x)/3-y/2]O2（0＜x＜0.5,0≤y≤0.15）。這些材料在 2.0-4.6V充放電比容量達(dá)到 200mAh/g 以上。本發(fā)明的制備方法工藝簡單，成本低，適用于工業(yè)化大生產(chǎn)，所得到的富鋰錳基正極材料在-20°C 下的放電容量可達(dá)到常溫放電容量的 70%以上，可以廣泛應(yīng)用于電動汽車、通訊領(lǐng)域等。目前已經(jīng)研究的體系有 Li[Li（1-x）/3Ni2x/3Mn （ 2-x ） /3]O2 ， Li[Li （ 1-x ） /3NixMn （ 2-2x ） /3]O2 ， Li[Li1/3-2x/3NixMn2/3-x/3]O2 ，Li1+x(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2+x/2 等。
江西理工大學(xué)
2021-05-04
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新機(jī)理引發(fā)高容量
發(fā)明了一種基于獨(dú)創(chuàng)制備技術(shù)的黑色二氧化錫納米材料，該材料作為鋰電負(fù)極具有1340 mA h/g的可逆容量，遠(yuǎn)優(yōu)于SnO 2 的理論容量極限（783 mA h/g）。該材料與石墨烯復(fù)合后更顯示出極其優(yōu)越的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能，在0.2 A/g電流密度下循環(huán)100圈之后容量不衰減，保持950 mA h/g的容量；在2 A/g的大電流下保持具有700 mA h/g的容量。獨(dú)特的黑色二氧化錫新材料不同于現(xiàn)有的二氧化錫，具有優(yōu)異電子導(dǎo)電性和豐富氧空位的特征，誘導(dǎo)出納米活性材料的還原反應(yīng)具有各向同性，從而形成了一個熱力學(xué)高度穩(wěn)定的Sn和Li 2 O均勻分散的微觀復(fù)合納米結(jié)構(gòu)，最終解決了循環(huán)過程中金屬Sn團(tuán)聚的科學(xué)難題。這個特殊的微觀復(fù)合納米結(jié)構(gòu)可以保證金屬錫在儲能電化學(xué)反應(yīng)中完全可逆氧化為二氧化錫。基于新的儲電機(jī)理，二氧化錫負(fù)極材料的理論容量從原來的783 mA h/g提高到新機(jī)理的1494 mA h/g。
北京大學(xué)
2021-04-11
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稀土改性制備高容量鋰離子電池正極材料
鋰離子二次電池是繼鎳氫（Ni-MH）電池后最新一代可充電電池，其質(zhì)量比能量是Ni-MH電池的1.5-2倍，具有工作電壓高（3.6V）、安全、循環(huán)壽命長和無記憶效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，工作溫度范圍可達(dá)-20-60℃。自1991年Sony公司用LiCoO2作為正極活性材料的鋰離子二次電池商品化以來，鋰離子電池目前是供不應(yīng)求。它廣泛地應(yīng)用于筆記本電腦、個人數(shù)據(jù)助理、手提終端
西安交通大學(xué)
2021-01-12
高容量、低成本鋰離子電池用硅-碳負(fù)極材料
新能源汽車的迅猛發(fā)展，為動力電池產(chǎn)業(yè)提供了萬億級的市場容量，到 2020 年底，城市公交、出租車及城市配送等領(lǐng)域新能源車保有量達(dá) 60 萬輛。目前使 用的石墨類伏擊材料容量低，無法滿足高能量密度的需求。該項目通過為動力電 池廠商提供高性能硅碳負(fù)極及其他負(fù)極材料，以提高純電動汽車的續(xù)航里程 2 倍以上。硅負(fù)極材料具有極高的理論容量(~4200 mAh/g)，其容量是現(xiàn)有商業(yè)化 的石墨負(fù)極的 10 多倍。但其充放電過程中產(chǎn)生的大體積膨脹(~400%)會嚴(yán)重影響 其循環(huán)壽命。我們團(tuán)隊經(jīng)過數(shù)年研究，提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉進(jìn)行包 覆“均勻+可控”功能層的工藝過程實現(xiàn)“性能+成本”的最優(yōu)產(chǎn)業(yè)升級。美國能 源部高度評價了該項研究成果（2015 年僅有 2 項研究成果受此殊榮）。
西安交通大學(xué)
2021-04-10
高容量軸對稱電池的設(shè)計與開發(fā)
通過設(shè)計動力電池的電芯構(gòu)造。使電池的正極片、隔膜、負(fù)極片，電芯的負(fù)極極耳關(guān)于正極極耳對稱布置，或者正極極耳關(guān)于負(fù)極極耳對稱布置；正極片與負(fù)極片交替疊加，且正極片與負(fù)極片間墊有隔膜，用鋁螺栓將正極片緊固在一起形成正極極耳，用銅螺栓將負(fù)極片緊固在一起形成負(fù)極極耳。本發(fā)明單體電池與常規(guī)疊片設(shè)計電池相比，溫度場分布更加均勻；當(dāng)放電倍率達(dá)到 10C 時，極耳附近電池表面的溫度降低了 7～8℃，電池中心溫度降低 6～7℃，電池表面整體溫度平均降低了 6～8℃。
江西理工大學(xué)
2021-05-04
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高容量柔性鋅—空氣燃料電池技術(shù)
節(jié)能和環(huán)保是綠色社會的主要議題，發(fā)展取代化石燃料的新能源技術(shù)迫在眉睫。鋅-空氣電池是一種化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，由于其理論能量密度高、安全性高、價格低廉以及環(huán)保等優(yōu)勢有望彌補(bǔ)鋰離子電池的缺陷而成為下一代新能源電池。柔性可穿戴電子器件是5G時代先進(jìn)制造業(yè)的重點(diǎn)研究方向，尤其是便攜式電子產(chǎn)品正朝著超薄、集成、靈活的可穿戴設(shè)備方向發(fā)展。作為一個新興領(lǐng)域，柔性鋅-空氣電池符合可穿戴電子設(shè)備的要求，發(fā)展?jié)摿薮蟆?柔性電池是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，柔性鋅空氣電池的容量和能量密度等關(guān)鍵參數(shù)很大程度上取決于催化劑和正極材料。團(tuán)隊瞄準(zhǔn)電池正極材料這一難題，積極自主研發(fā)，致力于發(fā)展具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的下一代新型高容量柔性鋅空氣電池。目前，團(tuán)隊制備的高容量/耐低溫柔性鋅空氣電池可用于穿戴的智能電子產(chǎn)品，病人植入式監(jiān)測、追蹤和定位的醫(yī)療器械、物聯(lián)網(wǎng)智能標(biāo)簽、環(huán)境傳感器、助聽器等等。
中南大學(xué)
2023-07-18
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微納復(fù)合結(jié)構(gòu)富鋰錳基正極材料
"近年來，鋰離子電池在智能電網(wǎng)、航空航天和軍事儲能等高能耗新能源領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展，現(xiàn)有商用正極材料體系（包括層狀結(jié)構(gòu)的鎳鈷錳酸鋰、尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰和橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰）的實際比容量已經(jīng)接近各自的理論極限值，無法滿足日益增長的能量密度需求。富鋰錳基正極材料不僅具有高的比容量（250 mA h/g）和能量密度（1000 Wh/kg），而且其較低的鈷和鎳含量能夠有效降低電池的成本。 本項目主要通過構(gòu)筑缺陷來增強(qiáng)富鋰錳基正極材料的電化學(xué)性能，實現(xiàn)高的首圈庫倫效率、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，提升富鋰錳基正極材料整體性能，為其商業(yè)化應(yīng)用打下基礎(chǔ)。 "
廈門大學(xué)
2021-04-10
微納復(fù)合結(jié)構(gòu)富鋰錳基正極材料
近年來，鋰離子電池在智能電網(wǎng)、航空航天和軍事儲能等高能耗新能源領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展，現(xiàn)有商用正極材料體系（包括層狀結(jié)構(gòu)的鎳鈷錳酸鋰、尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰和橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰）的實際比容量已經(jīng)接近各自的理論極限值，無法滿足日益增長的能量密度需求。富鋰錳基正極材料不僅具有高的比容量（250 mA h/g）和能量密度（1000 Wh/kg），而且其較低的鈷和鎳含量能夠有效降低電池的成本。本項目主要通過構(gòu)筑缺陷來增強(qiáng)富鋰錳基正極材料的電化學(xué)性能，實現(xiàn)高的首圈庫倫效率、倍率性
廈門大學(xué)
2021-01-12
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鐵電高分子電容器：高容量電能貯存
具有高電能密度和快速充放電特性的貯能設(shè)備存在著巨大的市場。當(dāng)前電化學(xué)電容的儲能密度為15-30J/cm3，放電較慢；商業(yè)化BOPP薄膜電容放電快，電能密度僅1-2J/cm3。我校開發(fā)的PVDF共聚物電能貯存容量高（10- 30J/cm3），可制造新一代高容量、輕質(zhì)、柔性貯能設(shè)備，為便攜式電子設(shè)備供能；智能電網(wǎng)遠(yuǎn)距離大容量輸電工程現(xiàn)有BOPP直流電容器重量大、閥廳占地超限，國內(nèi)電網(wǎng)研究院對高能量密度PVDF電容器表現(xiàn)了濃
南京大學(xué)
2021-04-14
鐵電高分子柔性存儲器：高容量電子數(shù)據(jù)存儲
鐵電高分子利用兩個穩(wěn)定的偶極取向狀態(tài)，以二進(jìn)制代碼“0”或“1”的形式存貯信息，該方式具有掉電不丟數(shù)據(jù)、超快擦寫速度（微/納秒）、極低的工作電壓（1～5V）、高耐久性的特點(diǎn)，適用于便攜式電子產(chǎn)品。我校用集成電路常用的光刻技術(shù)制備了鐵電高分子的光柵或點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，采用干涉光可將特征尺寸縮小到300納米以下，一家法國公司正在嘗試運(yùn)用該項技術(shù)。
南京大學(xué)
2021-04-14