一种钠离子电池单晶正极活性材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN117936770A

    公开(公告)日:2024-04-26

    申请号:CN202410100305.3

    申请日:2024-01-24

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明涉及一种钠离子电池单晶正极活性材料及其制备方法和应用,属于电池领域。一种钠离子电池单晶正极活性材料,所述钠离子电池单晶正极活性材料为具有NaxNiaMnbA1‑a‑bO2‑cBc化学结构式的单晶化合物,其中,0.6≤x≤1.1,0.2≤a≤0.8,0.2≤b≤0.8,0≤c≤0.3;A选自Li、K、B、Mg、Al、Ca、Ti、Cu、Zn、Nb、Zr、Co、V、Cr、Mo、W、Ta、Ru、Sn中的至少一种;B选自N、F、P、S、Cl中的一种。本发明提供了一种NaxNiaMnbA1‑a‑bO2‑cBc单晶活性材料,是兼顾优秀电化学性能的全新活性正极材料。本发明同时提供所述NaxNiaMnbA1‑a‑bO2‑cBc单晶活性材料的制备方法,解决目前存在的单晶材料难于制备且易生成杂相的问题。

    一种掺杂BaSO4的钠离子电池负极材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN113036113A

    公开(公告)日:2021-06-25

    申请号:CN202110267775.5

    申请日:2021-03-11

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明涉及一种掺杂BaSO4钠离子电池负极材料及其制备方法,包括以下步骤:(1)一步水热法制备SnO2材料;(2)将SnO2材料溶于去离子水中,加入稀硫酸溶液和Ba(OH)2溶液,实现BaSO4掺杂的SnO2复合材料;(3)碳热还原法制备ZnS/C复合材料:以锌盐、硫源为原料溶于去离子水,反应后得ZnS材料前驱体,再将前驱体溶于去离子水中,加入有机碳源,搅拌至水分全部蒸发后,置于惰性气氛中焙烧;(4)将BaSO4掺杂的SnO2复合材料和ZnS/C复合材料按比例混合。本发明方法制得的掺杂BaSO4制备的电极材料可以满足对钠离子电池负极材料的性能要求,具有较高的初始容量、较好的比容量、较高的首次库伦效率和理想的循环稳定性,使得钠离子电池在储能系统中的地位有所提升。

    一种钠离子电池正极材料及其制备方法与应用

    公开(公告)号:CN110474039B

    公开(公告)日:2021-05-25

    申请号:CN201910887829.0

    申请日:2019-09-19

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明公开了一种钠离子电池正极材料及其制备方法与应用。通过在溶胶凝胶法制备O3‑NaNi0.4Mn0.4Fe0.2O2的基础上掺入有机钛盐中的钛元素,改善O3‑NaNi0.4Mn0.4Fe0.2O2电化学性能,利用有机钛盐在有机溶剂中稀释后的溶液易与柠檬酸水溶液中的柠檬酸发生络合形成溶液的特点得到掺杂后的O3‑Na[Ni0.4Mn0.4Fe0.2]1‑xTixO2黑色粉末。这种方法的主要优势在于克服了Ti4+易与水生成TiO2沉淀导致Ti4+无法正常形成水溶液的缺点,使得钛元素能够均匀地引入到NaNi0.4Mn0.4Fe0.2O2材料中。与NaNi0.4Mn0.4Fe0.2O2相比,Ti掺杂能有效抑制材料中NiO杂相的产生,起到纯化晶格的作用,有效地提高材料的循环稳定性,从而表现出更加优异的电化学性能。

    一种退役锂离子电池正极材料回收再生的方法

    公开(公告)号:CN112374553A

    公开(公告)日:2021-02-19

    申请号:CN202011269869.8

    申请日:2020-11-13

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明提供一种退役锂离子电池正极材料回收再生的方法,对退役锂离子电池正极材料进行资源化利用。首先,将退役锂离子电池正极材料进行还原性酸浸,通过无机酸与还原剂的螯合作用直接提取目标元素(即Li+、Ni2+、Co2+、Mn2+);然后加入沉淀剂经共沉淀后分别获得Li2CO3和NixCoyMn1‑x‑y(OH)2;通过补加锂源、镍源、钴源、锰源调节锂与镍、钴、锰配比,最后借助高能球磨机并控制关键球磨工艺参数和氧分压实现正极材料的再生;组装电池并进行相应电化学性能测试。本发明可以将锂离子电池正极材料实现“产品—原料—产品”的闭式循环,通过引入共沉淀技术和高能球磨技术确保退役锂离子电池正极材料全组分、短流程、低成本以及价态精准控制,在无害化处理的同时兼顾资源化利用。

    一种钠离子电池正极材料及其制备方法与应用

    公开(公告)号:CN110474039A

    公开(公告)日:2019-11-19

    申请号:CN201910887829.0

    申请日:2019-09-19

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明公开了一种钠离子电池正极材料及其制备方法与应用。通过在溶胶凝胶法制备O3-NaNi0.4Mn0.4Fe0.2O2的基础上掺入有机钛盐中的钛元素,改善O3-NaNi0.4Mn0.4Fe0.2O2电化学性能,利用有机钛盐在有机溶剂中稀释后的溶液易与柠檬酸水溶液中的柠檬酸发生络合形成溶液的特点得到掺杂后的O3-Na[Ni0.4Mn0.4Fe0.2]1-xTixO2黑色粉末。这种方法的主要优势在于克服了Ti4+易与水生成TiO2沉淀导致Ti4+无法正常形成水溶液的缺点,使得钛元素能够均匀地引入到NaNi0.4Mn0.4Fe0.2O2材料中。与NaNi0.4Mn0.4Fe0.2O2相比,Ti掺杂能有效抑制材料中NiO杂相的产生,起到纯化晶格的作用,有效地提高材料的循环稳定性,从而表现出更加优异的电化学性能。

    一种钠离子负极补钠材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN116454246A

    公开(公告)日:2023-07-18

    申请号:CN202310523008.5

    申请日:2023-05-10

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明涉及一种钠离子负极补钠材料及其制备方法和应用,属于电池领域。一种钠离子负极补钠材料,所述材料由具有孔隙的自支撑负极材料和填充于孔隙中的钠锡合金组成,制备方法如下:惰性气氛中,将锡粉和金属钠研磨混合均匀,然后加热至第一温度形成均匀的合金材料,冷却后涂抹在自支撑负极材料上,最后加热至第二温度使合金材料均匀的分布在自支撑负极材料内。本发明的钠离子负极补钠材料,自支撑材料在钠离子电池的充放电过程中可以促进离子导电,使负极材料成为三维导电网络,加快钠离子的生成传导,使电池的充放电中嵌入与嵌出效率提高,减少电池的充放电时间。

    一种催化驱动补偿正极材料碱金属循环离子的方法

    公开(公告)号:CN116417700A

    公开(公告)日:2023-07-11

    申请号:CN202310606142.1

    申请日:2023-05-26

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明涉及一种催化驱动补偿正极材料碱金属循环离子的方法,属于碱金属电池领域。一种催化驱动补偿正极材料碱金属循环离子的方法,将常规正极A与含有提供补偿循环离子的化合物M和催化驱动的催化剂N的正极B耦合形成复合正极片;将复合正极和负极组装成电池,并在的低电流密度下激活,然后对组合完成的电池进行初始充电;充电过程结束后,在装配操作中将正极B从全电池系统中移除;在放电的过程中,将在活性物质W的表面形成固态电解质层;将电池真空密封。本发明所提供的方法中,阴极电催化驱动不仅可以提供大量的可循环离子,而且对电极材料、电解质和整个电池系统的稳定性没有不利影响。

    一种掺杂BaSO4的钠离子电池负极材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN113036113B

    公开(公告)日:2022-06-03

    申请号:CN202110267775.5

    申请日:2021-03-11

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明涉及一种掺杂BaSO4钠离子电池负极材料及其制备方法,包括以下步骤:(1)一步水热法制备SnO2材料;(2)将SnO2材料溶于去离子水中,加入稀硫酸溶液和Ba(OH)2溶液,实现BaSO4掺杂的SnO2复合材料;(3)碳热还原法制备ZnS/C复合材料:以锌盐、硫源为原料溶于去离子水,反应后得ZnS材料前驱体,再将前驱体溶于去离子水中,加入有机碳源,搅拌至水分全部蒸发后,置于惰性气氛中焙烧;(4)将BaSO4掺杂的SnO2复合材料和ZnS/C复合材料按比例混合。本发明方法制得的掺杂BaSO4制备的电极材料可以满足对钠离子电池负极材料的性能要求,具有较高的初始容量、较好的比容量、较高的首次库伦效率和理想的循环稳定性,使得钠离子电池在储能系统中的地位有所提升。

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