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公开(公告)号：CN118352659A
公开(公告)日：2024-07-16
申请号：CN202410426809.4
申请日：2024-04-10
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及水系锌离子电池技术领域，公开了一种含氮六元杂环化合物添加剂及其应用，含氮六元杂环化合物添加剂至少包括化合物A，含氮六元杂环化合物添加剂中特定基团在水溶剂中发生电离，杂环上的氮可接受电离出来的质子，使其吸电子的诱导效应增强，优先吸附在锌金属表面，并原位形成富氮固体电解质界面，改善负极与电解液之间的界面环境，抑制界面水分子对金属负极的腐蚀，并促进电场和锌离子的均匀分布，减少枝晶生长，实现致密均匀的002面择优取向沉积。能有效改善锌枝晶、锌金属腐蚀和副产物生成等问题，极大程度提高锌负极的循环性能，并与适合的正极匹配应用到全电池中，有效延缓了容量衰减。
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公开(公告)号：CN118040233A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410374628.1
申请日：2024-03-29
Applicant: 中南大学
IPC: H01M50/403 , H01M50/44 , H01M50/491
Abstract: 本发明公开了一种金属离子改性二次电池隔膜及其制备方法和应用。该电池隔膜将多级孔结构隔膜过体积法充分浸渍于金属盐溶液后取出，经清洗干燥即得；所述多级孔结构隔膜中至少包含一种有机或无机高分子链状纤维；所述金属盐溶液的溶剂为无机和/或有机溶剂；所述金属盐溶液的溶质浓度为0.01～20g/L。该电池隔膜将金属离子锚定在隔膜表面，利用金属离子的离子亲和性和亲水性大幅提高隔膜中负极离子的迁移速率，可调整负极离子的浓度分布，促使负极离子的平整沉积，有效抑制二次电池中析氢腐蚀的情况。
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公开(公告)号：CN111653760B
公开(公告)日：2021-11-05
申请号：CN202010360687.5
申请日：2020-04-30
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及一种二维金属片及其制备方法和应用；本发明的制备方法利用金属本身存在的表层钝化物(主要为氧化物)来做阻挡层，采用机械塑性变形来对纯金属或合金片进行折叠和/或层叠‑轧制，然后进行剥离制备二维金属片，所述制备方法高效，所得二维金属片高纯，其片层厚度从几纳米到几微米不等，横向尺寸达微米级别，适用于金属材料如锌、铝、铜、铁、镍、镁、铅、锡中的至少一种。本发明的方法可大规模制备，效率高。利用本发明制备的二维锌金属片进行碳包覆改性，所形成的具有层次结构的锌金属负极具有优越的电化学性能，可实现稳定循环。
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公开(公告)号：CN113066990A
公开(公告)日：2021-07-02
申请号：CN202110450111.2
申请日：2021-04-25
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种锌负极改性三维集流体的制备方法及应用，所述制备方法具体为：首先利用银镜反应在集流体表面沉积纳米银单质颗粒，再利用电化学合金化法对改性后集流体施加一定电流，使得表面纳米银颗粒部分甚至全部转化为AgZn3合金相界面层，得到锌负极改性三维集流体。该化学沉积方法和电化学合金化方法结合能实现对所得集流体材料表面结构和界面层形貌的精确可控，将本发明的改性集流体材料应用于水系锌离子电池体系中能同时显著抑制锌负极枝晶生长和大幅延长锌离子电池的循环寿命。
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公开(公告)号：CN112067635A
公开(公告)日：2020-12-11
申请号：CN202010674661.8
申请日：2020-07-14
Applicant: 中南大学
IPC: G01N23/046
Abstract: 本发明涉及轻合金领域，特别涉及锂合金、镁合金、铝合金的缺陷、密度、成分及其空间分布特性的表征技术及应用。本发明通过CT机扫描测试轻合金，获得轻合金的CT值空间分布特征数据；根据CT值数据，解析出轻合金铸锭各区域成分、密度值，及其在空间的分布特征。本发明首次提出一种利用CT来定量和/或半定量无损表征轻合金成分、密度等物理参数空间分布的方法。其检测分析结果精度高；便于大规模工业化应用。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116565347A
公开(公告)日：2023-08-08
申请号：CN202310836966.8
申请日：2023-07-10
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明属于水系锌离子电池技术领域，公开了一种含有氨基和羟基的有机小分子添加剂的水系锌离子电池电解液、制备方法及其应用，所述水系锌离子电池电解液添加有水系锌离子电池电解液添加剂，所述电解液添加剂的作用是稳定水系锌离子电池锌负极。所述电解液添加剂为带有氨基和羟基的有机小分子；添加剂的浓度为2mmol/L~25 mmol/L。本发明所提供的电解液添加剂可以在负极电解液界面形成金属‑有机分子层诱导锌离子沉积，同时将水分子阻隔在这个金属‑有机分子层外。有效解决了锌枝晶、锌金属腐蚀等问题，从而极大程度提高了锌负极的循环性能，并与适合的正极匹配应用到全电池中，有效延缓了容量衰减。
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公开(公告)号：CN115395108A
公开(公告)日：2022-11-25
申请号：CN202211083893.1
申请日：2022-09-06
Applicant: 中南大学
IPC: H01M10/36
Abstract: 本发明公开了一种含季铵盐型两性离子添加剂的水系复合电解质的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将可溶性锌盐加入去离子水中配置成水系锌盐电解质；步骤2：待水系锌盐电解质pH值稳定后，逐渐加入季铵盐型两性离子添加剂，持续搅拌至完全溶解后，静置，获得稳定的含季铵盐型两性离子添加剂的水系复合电解质。本发明还公开了上述制备方法制备得到的含季铵盐型两性离子添加剂的水系复合电解质，所述水系复合电解质包括溶剂、可溶性锌盐溶质和季铵盐型两性离子添加剂，本申请还公开了所述水系复合电解质在水系锌电池中可增强电池的可逆容量、库伦效率和循环稳定性。
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公开(公告)号：CN114975847A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210804205.X
申请日：2022-07-07
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种具有三明治结构的复合金属负极及其制备方法和应用，该复合金属负极由集流体、电沉积金属层、氟掺杂无定形碳层构成的三明治结构。制备方法包括：将导电集流体的一面于含氟高分子溶胶中浸渍成膜后，高温碳化待用；通过电沉积的方法使金属进入集流体和碳化膜中间形成具有三明治结构的金属负极。本发明通过引入氟掺杂无定形碳膜作为保护层具有以下作用：有效隔离电解液和金属；实现离子均匀化分布；可将传输的金属离子限域在膜下的有限空间内沉积，抑制金属枝晶生成。本发明复合金属负极可与常规的正极、隔膜、电解液共同装配成二次电池，可有效改善电池的循环寿命，并且可适用于锌、锂、钠、钾、铝、镁等二次离子电池。
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公开(公告)号：CN112886021B
公开(公告)日：2022-02-11
申请号：CN202110478264.8
申请日：2021-04-30
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/80 , H01M4/66 , H01M10/052 , H01M10/054
Abstract: 本发明属于负极材料领域，具体公开了具有梯度孔结构的三维多孔集流体及其制备方法和应用；所述的方法为：在模具中按任意顺序铺设原料粉末A和原料粉末B，随后进行常压松装烧结，即得；所述的原料粉末A、原料粉末B为水雾化法或电解法制得的金属原料粉末，且二者的D50半径不相同。此外，本发明还提供了所述的制备方法制得的集流体及其在金属电池中的应用。本发明研究发现，通过所述的原料粉末A、原料粉末B形态、级配结构、层级铺料方式和烧结方式的联合控制，能够获得具有层级孔结构的全新集流体；更重要的是，所构建得到的特殊集流体能够有效改善金属均匀沉积，从而有助于改善金属电池电化学性能特别是长期循环稳定性。
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公开(公告)号：CN113690401B
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202111244615.5
申请日：2021-10-26
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及水系锌离子电池技术领域，具体涉及一种有机磷酸锌‑硅烷复合钝化膜改性锌金属负极及其制备方法与应用。所述制备方法为，利用硅烷偶联剂在水中水解为硅醇的特性，将硅烷偶联剂与有机磷酸类螯合剂混合均匀后，加入金属锌发生化学反应，在锌金属负极表面原位生成有机磷酸锌螯合物‑硅烷复合钝化膜，得到改性锌金属负极。将本发明的改性锌金属负极材料应用于水系锌离子电池体系中能显著抑制锌金属负极不可控的枝晶生长、抑制析氢腐蚀和副反应的发生造成电解质的损耗，同时大幅延长锌离子电池的循环寿命。
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