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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充放電比容量達到 200mAh/g 以上。本發明的制備方法工藝簡單，成本低，適用于工業化大生產，所得到的富鋰錳基正極材料在-20°C 下的放電容量可達到常溫放電容量的 70%以上，可以廣泛應用于電動汽車、通訊領域等。目前已經研究的體系有 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
2021-05-04
新機理引發高容量
發明了一種基于獨創制備技術的黑色二氧化錫納米材料，該材料作為鋰電負極具有1340 mA h/g的可逆容量，遠優于SnO 2 的理論容量極限（783 mA h/g）。該材料與石墨烯復合后更顯示出極其優越的循環穩定性和倍率性能，在0.2 A/g電流密度下循環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。獨特的黑色二氧化錫新材料不同于現有的二氧化錫，具有優異電子導電性和豐富氧空位的特征，誘導出納米活性材料的還原反應具有各向同性，從而形成了一個熱力學高度穩定的Sn和Li 2 O均勻分散的微觀復合納米結構，最終解決了循環過程中金屬Sn團聚的科學難題。這個特殊的微觀復合納米結構可以保證金屬錫在儲能電化學反應中完全可逆氧化為二氧化錫。基于新的儲電機理，二氧化錫負極材料的理論容量從原來的783 mA h/g提高到新機理的1494 mA h/g。
北京大學
2021-04-11
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、循環壽命長和無記憶效應的優點，工作溫度范圍可達-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求。它廣泛地應用于筆記本電腦、個人數據助理、手提終端
西安交通大學
2021-01-12
高容量、低成本鋰離子電池用硅-碳負極材料
新能源汽車的迅猛發展，為動力電池產業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域新能源車保有量達 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極及其他負極材料，以提高純電動汽車的續航里程 2 倍以上。硅負極材料具有極高的理論容量(~4200 mAh/g)，其容量是現有商業化 的石墨負極的 10 多倍。但其充放電過程中產生的大體積膨脹(~400%)會嚴重影響 其循環壽命。我們團隊經過數年研究，提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉進行包 覆“均勻+可控”功能層的工藝過程實現“性能+成本”的最優產業升級。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
2021-04-10
高容量軸對稱電池的設計與開發
通過設計動力電池的電芯構造。使電池的正極片、隔膜、負極片，電芯的負極極耳關于正極極耳對稱布置，或者正極極耳關于負極極耳對稱布置；正極片與負極片交替疊加，且正極片與負極片間墊有隔膜，用鋁螺栓將正極片緊固在一起形成正極極耳，用銅螺栓將負極片緊固在一起形成負極極耳。本發明單體電池與常規疊片設計電池相比，溫度場分布更加均勻；當放電倍率達到 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
2021-05-04
高容量柔性鋅—空氣燃料電池技術
節能和環保是綠色社會的主要議題，發展取代化石燃料的新能源技術迫在眉睫。鋅-空氣電池是一種化學能轉換為電能的裝置，由于其理論能量密度高、安全性高、價格低廉以及環保等優勢有望彌補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時代先進制造業的重點研究方向，尤其是便攜式電子產品正朝著超薄、集成、靈活的可穿戴設備方向發展。作為一個新興領域，柔性鋅-空氣電池符合可穿戴電子設備的要求，發展潛力巨大。
柔性電池是一個復雜的系統，柔性鋅空氣電池的容量和能量密度等關鍵參數很大程度上取決于催化劑和正極材料。團隊瞄準電池正極材料這一難題，積極自主研發，致力于發展具有完全自主知識產權的下一代新型高容量柔性鋅空氣電池。目前，團隊制備的高容量/耐低溫柔性鋅空氣電池可用于穿戴的智能電子產品，病人植入式監測、追蹤和定位的醫療器械、物聯網智能標簽、環境傳感器、助聽器等等。
中南大學
2023-07-18
微納復合結構富鋰錳基正極材料
"近年來，鋰離子電池在智能電網、航空航天和軍事儲能等高能耗新能源領域的應用不斷擴展，現有商用正極材料體系（包括層狀結構的鎳鈷錳酸鋰、尖晶石結構的錳酸鋰和橄欖石結構的磷酸鐵鋰）的實際比容量已經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。 本項目主要通過構筑缺陷來增強富鋰錳基正極材料的電化學性能，實現高的首圈庫倫效率、倍率性能和循環穩定性，提升富鋰錳基正極材料整體性能，為其商業化應用打下基礎。 "
廈門大學
2021-04-10
微納復合結構富鋰錳基正極材料
近年來，鋰離子電池在智能電網、航空航天和軍事儲能等高能耗新能源領域的應用不斷擴展，現有商用正極材料體系（包括層狀結構的鎳鈷錳酸鋰、尖晶石結構的錳酸鋰和橄欖石結構的磷酸鐵鋰）的實際比容量已經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。本項目主要通過構筑缺陷來增強富鋰錳基正極材料的電化學性能，實現高的首圈庫倫效率、倍率性
廈門大學
2021-01-12
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備存在著巨大的市場。當前電化學電容的儲能密度為15-30J/cm3，放電較慢；商業化BOPP薄膜電容放電快，電能密度僅1-2J/cm3。我校開發的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、柔性貯能設備，為便攜式電子設備供能；智能電網遠距離大容量輸電工程現有BOPP直流電容器重量大、閥廳占地超限，國內電網研究院對高能量密度PVDF電容器表現了濃
南京大學
2021-04-14
鐵電高分子柔性存儲器：高容量電子數據存儲
鐵電高分子利用兩個穩定的偶極取向狀態，以二進制代碼“0”或“1”的形式存貯信息，該方式具有掉電不丟數據、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，適用于便攜式電子產品。我校用集成電路常用的光刻技術制備了鐵電高分子的光柵或點陣結構，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用該項技術。
南京大學
2021-04-14