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公开(公告)号：CN114291806A
公开(公告)日：2022-04-08
申请号：CN202210027150.6
申请日：2022-01-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/05 , C01B32/205 , C01B32/318 , C01B32/348 , H01G11/24 , H01G11/32
Abstract: 本发明公开了一种低阶煤基多孔碳石墨化度的多尺度调控方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、低阶煤前处理；步骤二、前驱体原料与活化剂、催化剂的固相机械化学处理；步骤三、混合物的低温熔融；步骤四、混合物的高温活化；步骤五、活化产物的后处理。该方法以低阶弱粘或不粘煤作为碳源，采用机械化学与低温熔融的组合步骤，得到深度交联与均匀混合的碳源‑钾基活化剂‑硼基石墨化度催化剂固相混合物；在钾基活化剂刻蚀造孔的同时，实现低阶煤碳骨架热转化过程中，钾、硼两种元素低温催化石墨化机制的协同。本发明制备的碳材料不仅具有发达的孔隙，同时呈现出长程石墨化结构的均匀发展，作为超级电容电极材料展现出优异的导电性能及倍率性能。
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公开(公告)号：CN109796003B
公开(公告)日：2022-03-25
申请号：CN201910218447.9
申请日：2019-03-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/05 , H01M4/587 , H01M10/054
Abstract: 一种用于储钠负极的煤基硬碳表面氧官能团定向调控方法，涉及一种煤基硬碳表面氧官能团定向调控方法。本发明目的是解决碳材料担载含氧基团时采用气相氧化存在氧官能团担载效率低和采用液相氧化容易引起废液污染的问题。方法：将煤原料依次进行破碎、研磨和筛分得到细化煤粉，然后高温碳化，并在空气、氮气或二氧化碳气氛中球磨处理，最后清洗干燥。本发明通过改变球磨气氛可以调控所得煤基硬碳材料修饰的氧官能团含量与类型，实现含氧基团的高效负载，不产生废液污染。本发明适用于煤基硬碳表面氧官能团定向调控。
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公开(公告)号：CN119976792A
公开(公告)日：2025-05-13
申请号：CN202510123412.2
申请日：2025-01-26
Applicant: 哈尔滨工业大学 , 哈尔滨电气科学技术有限公司
IPC: C01B32/05 , H01M4/133 , H01M4/1393 , H01M4/587 , H01M10/054
Abstract: 一种氧辅助低温刻蚀煤前驱体中无定形组分制备煤基硬碳材料的方法，属于电极材料制备技术领域。所述方法创新点为在常规高温碳化处理前引入温和预刻蚀工艺：在携带有少量氧气的惰性气氛保护下，通过10min～1h的氧气参与预刻蚀反应，即可实现煤基硬碳负极材料钠离子储存性能的综合提升，包括高可逆容量、高平台容量、高首圈库伦效率和优异倍率性能。本发明获得的煤基硬碳相比于上述工艺获得的碳材料，无需额外添加蔗糖、生物质等前驱体，仅借助温和预刻蚀处理即可有效破解煤基结构复杂性给高性能硬碳负极调控带来的技术困境，且这一制备方法能够与现有硬碳批量生产线快速匹配，具有重要的实际应用潜力。
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公开(公告)号：CN114291806B
公开(公告)日：2023-01-06
申请号：CN202210027150.6
申请日：2022-01-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/05 , C01B32/205 , C01B32/318 , C01B32/348 , H01G11/24 , H01G11/32
Abstract: 本发明公开了一种低阶煤基多孔碳石墨化度的多尺度调控方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、低阶煤前处理；步骤二、前驱体原料与活化剂、催化剂的固相机械化学处理；步骤三、混合物的低温熔融；步骤四、混合物的高温活化；步骤五、活化产物的后处理。该方法以低阶弱粘或不粘煤作为碳源，采用机械化学与低温熔融的组合步骤，得到深度交联与均匀混合的碳源‑钾基活化剂‑硼基石墨化度催化剂固相混合物；在钾基活化剂刻蚀造孔的同时，实现低阶煤碳骨架热转化过程中，钾、硼两种元素低温催化石墨化机制的协同。本发明制备的碳材料不仅具有发达的孔隙，同时呈现出长程石墨化结构的均匀发展，作为超级电容电极材料展现出优异的导电性能及倍率性能。
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公开(公告)号：CN114275764A
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN202111620766.6
申请日：2021-12-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于多孔碳与热塑性碳源共碳化的碳材料制备方法及其应用，所述制备方法包括如下步骤：步骤一、将多孔碳与热塑性碳源均匀混合；步骤二、将混合样品干燥后转移至惰性气氛保护的高温炉中，先进行低温熔融处理，再进行高温碳化处理；步骤三、冷却至室温，得到二次离子电池负极碳材料。本发明基于已经广泛应用且制备工艺成熟的多孔碳材料，通过构筑具有同素异质复合结构的新型碳材料，实现了碳材料孔隙结构和微晶结构的协同优化，将其应用于二次离子电池负极，具有离子吸附和嵌入行为的协同提升效应，以提高二次离子电池负极的首圈库伦效率、容量、倍率及循环稳定性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109796003A
公开(公告)日：2019-05-24
申请号：CN201910218447.9
申请日：2019-03-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/05 , H01M4/587 , H01M10/054
Abstract: 一种用于储钠负极的煤基硬碳表面氧官能团定向调控方法，涉及一种煤基硬碳表面氧官能团定向调控方法。本发明目的是解决碳材料担载含氧基团时采用气相氧化存在氧官能团担载效率低和采用液相氧化容易引起废液污染的问题。方法：将煤原料依次进行破碎、研磨和筛分得到细化煤粉，然后高温碳化，并在空气、氮气或二氧化碳气氛中球磨处理，最后清洗干燥。本发明通过改变球磨气氛可以调控所得煤基硬碳材料修饰的氧官能团含量与类型，实现含氧基团的高效负载，不产生废液污染。本发明适用于煤基硬碳表面氧官能团定向调控。
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公开(公告)号：CN108439396A
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201810476412.0
申请日：2018-05-17
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/318 , C01B32/342 , C01B32/348
Abstract: 本发明公开了一种基于化学活化及催化活化耦合的煤基分级多孔炭制备方法。所述方法以煤为原料，通过化学活化剂与煤的混合，使化学活化剂均匀分布在煤的骨架结构中，经过高温催化活化过程，化学活化剂通过刻蚀、交联、插层作用形成微孔，CO2与煤中灰分通过催化气化过程形成中大孔，最终洗去杂质后形成高比表面积分级多孔碳。本发明充分利用了原料煤结构中原有的灰分，在化学活化过程中耦合催化气化过程，实现多孔碳材料孔隙的分级形式。由于其孔隙结构合理，可以促进多孔碳内部的传质过程，在电化学储能如双电层超级电容电极材料、气体吸附、液相吸附等领域具有应用潜力。
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公开(公告)号：CN116705999A
公开(公告)日：2023-09-05
申请号：CN202310474989.9
申请日：2023-04-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: H01M4/1393 , H01M4/583 , H01M4/62 , H01M10/054
Abstract: 本发明公开了一种基于废弃织物再资源化的钠离子电池硬碳基负极材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤1、回收废弃织物制备硬碳：(1)废弃织物预处理；(2)废弃织物预热解；(3)废弃织物的热解；步骤2、钠离子电池负极材料制备：(1)将硬碳与粘结剂、导电剂混合；(2)将硬碳产物、粘结剂、导电剂的混合物放入研钵中研磨；(3)移取有机溶剂至研钵中，研磨后涂覆于负极集流体上，得到钠离子电池负极材料。该方法能够回收废弃织物，实现再资源化利用，减少环境污染与经济损失，依据废弃织物热解得到的硬碳，制备出适用于钠离子电池的新型负极材料。
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公开(公告)号：CN116435468A
公开(公告)日：2023-07-14
申请号：CN202310474986.5
申请日：2023-04-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: H01M4/139 , H01M10/058 , H01M10/054 , H01M10/0562
Abstract: 本发明公开了一种叉指型柔性全固态钠离子电池的制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤1、利用裁剪方法，将集流体平整放置在玻璃板上，根据设计的叉指电极结构，精准刻出叉指电极的平面设计图案；将正负极电极材料涂敷在叉指电极正负极的接触面；步骤2、将涂敷完毕的叉指电极放置在冻融循环一轮的固态凝胶电解质上，再向上浇注密封保存的固态凝胶电解质将其完全覆盖，之后将整体送去冻融循环；冻融循环三轮完毕后，采用铝塑膜封装成电池，得到叉指型柔性全固态钠离子电池。本发明通过引入叉指式电极结构优化现有全固态钠离子电池的结构与性能，在保证柔性钠离子电池储能活性同时，大幅度提升了器件稳定性和抗弯折性能。
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公开(公告)号：CN114853003A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210650351.1
申请日：2022-06-09
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/205 , H01M4/587
Abstract: 本发明公开了一种废弃塑料掺混共热转化的低阶煤基硬碳材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、原料预处理：对原煤进行破碎筛分，得到目标粒径的原煤粉体；步骤二、酸洗脱灰：先将原煤粉体依次使用盐酸、水、氢氟酸、水进行酸洗脱灰处理，然后充分干燥；步骤三、废塑料掺混碳化：将酸洗干燥后的原煤粉体与废塑料掺混均匀，在惰性气体中预碳化，得到预碳化产物；步骤四、高温碳化：将预碳化产物研磨均匀后，在惰性气体中进行二次碳化，得到低阶煤基硬碳材料。发明仅在传统直接碳化流程中增加了塑料掺杂和预碳化过程，制备方法简单、处理方便、成本低廉，且可有效提高低阶煤基硬碳材料的储钠/容量，利于商业化应用。
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