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公开(公告)号：CN117059801A
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202311120487.2
申请日：2023-08-31
申请人： 河北科技大学
IPC分类号： H01M4/587 , H01M10/054 , C01B32/05 , C01B32/205
摘要： 本发明涉及电池电极极片技术领域，具体公开一种表面石墨化的富氧硬碳及其制备方法和应用。本发明提供的表面石墨化的富氧硬碳的制备方法，通过对碳源进行预处理，去除碳源表面以及内部的杂质，提高碳源的纯度；利用CO2气体辅助的热解碳化过程，在硬碳基体中引入丰富的C＝O基团，以提升其斜坡容量；湿法球磨过程中引入酒精，有助于后续压制过程中形成薄片；基于石墨板的形核作用及微波烧结的快速升温在硬碳材料的表面发生了sp3组分重排，从而在表面形成了石墨化结构，同时保留了硬碳材料内部的C＝O基团。将其应用于钠离子电池电极片中，可以同时获得较高的容量和初始库伦效率，具有重大产业化应用价值。
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公开(公告)号：CN111333041B
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202010112674.6
申请日：2020-02-24
申请人： 河北科技大学
IPC分类号： C01B21/072 , C01B25/08 , C01B32/914 , H01M4/62 , H01M10/0525
摘要： 本发明属于锂离子电池金属锂负极材料技术领域，具体涉及一种骨架支撑氮化铝非晶化改性锂负极材料及其制备方法和应用。该制备方法以含氧酸铁盐、聚乙烯吡咯烷酮和碳化的三聚氰胺海绵为原料，通过低温水热反应和高温碳化反应制备碳海绵基Fe3C‑Fe3P骨架，以含氧酸铝盐为铝源，与碳源进行高温碳热反应制得AlN超细颗粒；最后以碳海绵基Fe3C‑Fe3P骨架、AlN超细颗粒对金属锂进行非晶化改性得到产品。该方法增大了金属锂负极的内部缺陷，极大地抑制金属锂枝晶的生成。将该非晶化改性的金属锂作为锂离子电池的负极，能够显著增强锂离子电池的循环稳定性。
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公开(公告)号：CN117049511A
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202311119205.7
申请日：2023-08-31
申请人： 河北科技大学
IPC分类号： C01B32/05 , H01M10/054 , H01M4/587
摘要： 本发明涉及电池电极极片技术领域，具体公开一种层间距扩大的硬碳及其制备方法和应用。本发明对生物质碳源进行预处理，去除生物质碳源表面以及内部的杂质；第一碳化处理在硬碳基体中引入大量含氧官能团；等离子体刻蚀工艺在富氧硬碳内部形成大量通道，为后续过程Fe3+与内部含氧基团的结合提供可能性；三价铁盐水溶液浸渍利用带正电的Fe3+与带负电的含氧离子之间的相互作用，在富氧硬碳内部引入Fe3+；第二碳化处理使Fe3+在含氧官能团的辅助下被原位氧化成Fe2O3纳米颗粒并嵌入到石墨域层之间，显著扩大了硬碳的层间距离，提升了硬碳基质的亲钠能力。将其应用于钠离子电池电极片中，可提高钠离子电池的平台容量和初始库伦效率。
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公开(公告)号：CN116621157B
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202310890127.4
申请日：2023-07-20
申请人： 河北科技大学
IPC分类号： C01B32/05 , H01M4/583 , H01M10/054
摘要： 本发明涉及钠离子电池硬碳材料技术领域，尤其涉及一种硬碳材料的制备方法、硬碳材料及应用。具体制备方法包括：S1、对木材的木质部进行破碎得到木块；S2、将所得木块置于质量分数为3%~6%的碱性溶液中，于90~100℃进行水热反应，取出木块，用水对木块进行冲洗，至冲洗液的pH为6.8~7.2；S3、将经水冲洗后的木块置于甲醇和/或乙醇中浸泡3~5h，取出木块，风干至不再有液体滴落；S4、将所得风干后的木块在惰性气氛中以2~4℃/min的升温速率升温至1000~1200℃碳化3~6h，冷却，即得硬碳材料。本发明提供的硬碳材料的制备方法稳定性高，可控性强，步骤简单，原料廉价易得，利于实现规模化生产。
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公开(公告)号：CN115058793B
公开(公告)日：2024-01-23
申请号：CN202210605178.3
申请日：2022-05-30
申请人： 河北科技大学
摘要： 本发明涉及电极极片技术领域，尤其涉及一种碳纤维及其制备方法，该碳纤维的(002)晶面取向垂直于轴向，能有效缩短离子在嵌入/脱除过程中的扩散距离，加快反应动力学，从而提高负极材料在大电流密度下的倍率性能，提高材料的可逆容量。该碳纤维采用高温水热熔盐法制备，整个工艺过程所用原料清洁无污染，简单易控制，具有极高的推广价值。
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公开(公告)号：CN111341980B
公开(公告)日：2022-09-20
申请号：CN202010112671.2
申请日：2020-02-24
申请人： 河北科技大学
IPC分类号： H01M50/403 , H01M50/446 , H01M10/0525 , H01M10/054
摘要： 本发明属于钠离子电池固态电解质材料技术领域，具体涉及一种全氟磺酸钠离子电池电解质隔膜及其制备方法和应用。该制备方法以特定比例的钙盐、铝盐和硫盐为原料，通过高温烧结制成硫铝酸钙；再将苛性碱和该硫铝酸钙通过低温水热反应制成含硫铝酸钙钠分子筛；最后将该含硫铝酸钙钠分子筛与PFSA‑Li粉末制备成钠离子固态电解质隔膜。该制备方法制得的成品能减少或避免液体电解质的使用，并显著抑制金属钠负极枝晶的产生，且具有较高的强度，能够作为钠离子二次电池隔膜直接用于组装电池，可显著增强钠离子的电导率和大电流充放电池的循环稳定性。
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公开(公告)号：CN115058793A
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN202210605178.3
申请日：2022-05-30
申请人： 河北科技大学
摘要： 本发明涉及电极极片技术领域，尤其涉及一种碳纤维及其制备方法，该碳纤维的(002)晶面取向垂直于轴向，能有效缩短离子在嵌入/脱除过程中的扩散距离，加快反应动力学，从而提高负极材料在大电流密度下的倍率性能，提高材料的可逆容量。该碳纤维采用高温水热熔盐法制备，整个工艺过程所用原料清洁无污染，简单易控制，具有极高的推广价值。
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公开(公告)号：CN116621157A
公开(公告)日：2023-08-22
申请号：CN202310890127.4
申请日：2023-07-20
申请人： 河北科技大学
IPC分类号： C01B32/05 , H01M4/583 , H01M10/054
摘要： 本发明涉及钠离子电池硬碳材料技术领域，尤其涉及一种硬碳材料的制备方法、硬碳材料及应用。具体制备方法包括：S1、对木材的木质部进行破碎得到木块；S2、将所得木块置于质量分数为3%~6%的碱性溶液中，于90~100℃进行水热反应，取出木块，用水对木块进行冲洗，至冲洗液的pH为6.8~7.2；S3、将经水冲洗后的木块置于甲醇和/或乙醇中浸泡3~5h，取出木块，风干至不再有液体滴落；S4、将所得风干后的木块在惰性气氛中以2~4℃/min的升温速率升温至1000~1200℃碳化3~6h，冷却，即得硬碳材料。本发明提供的硬碳材料的制备方法稳定性高，可控性强，步骤简单，原料廉价易得，利于实现规模化生产。
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公开(公告)号：CN111341980A
公开(公告)日：2020-06-26
申请号：CN202010112671.2
申请日：2020-02-24
申请人： 河北科技大学
IPC分类号： H01M2/16 , H01M2/14 , H01M10/0525 , H01M10/054
摘要： 本发明属于钠离子电池固态电解质材料技术领域，具体涉及一种全氟磺酸钠离子电池电解质隔膜及其制备方法和应用。该制备方法以特定比例的钙盐、铝盐和硫盐为原料，通过高温烧结制成硫铝酸钙；再将苛性碱和该硫铝酸钙通过低温水热反应制成含硫铝酸钙钠分子筛；最后将该含硫铝酸钙钠分子筛与PFSA-Li粉末制备成钠离子固态电解质隔膜。该制备方法制得的成品能减少或避免液体电解质的使用，并显著抑制金属钠负极枝晶的产生，且具有较高的强度，能够作为钠离子二次电池隔膜直接用于组装电池，可显著增强钠离子的电导率和大电流充放电池的循环稳定性。
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公开(公告)号：CN111333041A
公开(公告)日：2020-06-26
申请号：CN202010112674.6
申请日：2020-02-24
申请人： 河北科技大学
IPC分类号： C01B21/072 , C01B25/08 , C01B32/914 , H01M4/62 , H01M10/0525
摘要： 本发明属于锂离子电池金属锂负极材料技术领域，具体涉及一种骨架支撑氮化铝非晶化改性锂负极材料及其制备方法和应用。该制备方法以含氧酸铁盐、聚乙烯吡咯烷酮和碳化的三聚氰胺海绵为原料，通过低温水热反应和高温碳化反应制备碳海绵基Fe3C-Fe3P骨架，以含氧酸铝盐为铝源，与碳源进行高温碳热反应制得AlN超细颗粒；最后以碳海绵基Fe3C-Fe3P骨架、AlN超细颗粒对金属锂进行非晶化改性得到产品。该方法增大了金属锂负极的内部缺陷，极大地抑制金属锂枝晶的生成。将该非晶化改性的金属锂作为锂离子电池的负极，能够显著增强锂离子电池的循环稳定性。
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