公开(公告)号：CN110854437B

公开(公告)日：2021-07-30

申请号：CN201911248701.6

申请日：2019-12-09

Applicant: 清华大学

Inventor： 张强 ,  张学强 ,  金奇

IPC: H01M10/0567 ,  H01M10/052

Abstract: 本发明公开了属于可充放的高比能二次电池技术领域的一种含有多功能添加剂的锂硫电池电解液及其应用。本发明电解液包括有机溶剂、锂盐和多功能添加剂，所述多功能添加剂为具有R1‑O‑R2化学结构式的化合物中的一种或多种；所述R1、R2相同或不同，R1或R2选自C1‑C8烷烃基、C2‑C8烯烃基、C3‑C8环烷基、C3‑C8杂环烷基或部分不饱和C3‑C8环烃基；所述C3‑C8环烷基、C3‑C8杂环烷基或部分不饱和C3‑C8环烃基的环结构含或不含取代基。本发明通过引入多功能醚类添加剂，减少了活性物质硫和锂的流失，增强了电池的循环稳定性，抑制了电解液中的多硫化物与金属锂之间的化学反应，提升电池的库伦效率。

公开(公告)号：CN111276744A

公开(公告)日：2020-06-12

申请号：CN202010088489.8

申请日：2020-02-12

Applicant: 清华大学

Inventor： 张强 ,  李滔 ,  张学强

IPC: H01M10/0567 ,  H01M10/052

Abstract: 本发明属于锂电池领域，尤其涉及一种含阴离子受体添加剂的局部高浓度锂金属电池电解液，所述电解液含有锂盐、溶剂、稀释剂和阴离子受体添加剂，阴离子受体添加剂选自以硼为中心的有机化合物中的一种或几种。本发明提供的局部高浓度锂金属电池电解液中，阴离子受体通过与阴离子相互作用，改变阴离子在锂金属表面的分解方式，形成有利于锂离子均匀、快速传输的固液界面膜，显著提升锂金属电池的循环稳定性和安全性，具有广泛的应用前景。

公开(公告)号：CN111162231A

公开(公告)日：2020-05-15

申请号：CN201911374096.7

申请日：2019-12-27

Applicant: 清华大学

Inventor： 张强 ,  张学强 ,  王鑫萌 ,  石鹏

IPC: H01M2/16 ,  H01M2/14 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明公开了属于可充放的高比能二次电池技术领域的一种锂电池用多功能隔膜及其制备方法和应用。锂电池用多功能隔膜包括还原的氧化石墨烯层和支撑性高分子隔膜，所述还原的氧化石墨烯层附着在支撑性高分子隔膜上。本发明通过将还原的氧化石墨烯附着于支撑性的高分子隔膜表面形成多功能隔膜，还原的氧化石墨烯具有大比表面积、多种表面官能团和特殊的孔道结构，能阻挡过渡金属离子通过，赋予隔膜离子选择性透过的功能，大幅度提升锂离子和锂金属电池的循环寿命。

公开(公告)号：CN116008331A

公开(公告)日：2023-04-25

申请号：CN202211234764.8

申请日：2022-10-10

Applicant: 清华大学

Inventor： 张强 ,  周明月 ,  张学强

IPC: G01N24/08

Abstract: 本申请公开了一种测定电池液态电解质组分含量的方法。所述方法包括：S1.提供含有机酸滴定剂和弛豫增强剂的提取溶液；S2.使通过拆解电池得到的电池液态电解质和/或所述电池中与电池液态电解质接触的部件与所述提取溶液接触，以获得提取混合液；S3.向所述提取混合液取得的样品中加入内标化合物，以获得待检测样品；S4.获取所述待检测样品经针对所述带核磁性的元素测得的至少2个第一核磁共振谱图；S5.根据所述第一核磁共振谱图确定所述电池液态电解质中待测组分的含量。本申请提供的方法弛豫增强剂可以减小弛豫时间；通过内标交叉标定式可以减少数据误差；又可以精准地实现液体电解质中的溶质、溶剂进行量化检测。

公开(公告)号：CN112838194B

公开(公告)日：2022-08-09

申请号：CN202110097275.1

申请日：2021-01-25

Applicant: 清华大学

Inventor： 张强 ,  石鹏 ,  张学强

IPC: H01M4/1395 ,  H01M10/058 ,  H01M4/38 ,  H01M4/66 ,  H01M4/78 ,  H01M10/052 ,  H01M12/08

Abstract: 本发明公开了属于二次电池技术领域的一种基于复合负极中三维骨架材料与电解液相互作用优化金属锂负极固液界面层的方法，步骤如下：将金属锂与三维骨架材料进行复合；得到复合负极；然后将复合负极应用于电解液中；所述电解液至少含有两种溶剂；电解液中溶剂分子与三维骨架材料的作用力不同，作用力强的溶剂分子先在金属锂表面富集。其中三维骨架材料与电解液中的溶剂分子发生相互作用，诱导部分溶剂分子在复合负极中金属锂表面富集，从而在金属锂表面形成有利于金属锂沉积的固液界面层。该方法可以改善锂枝晶生长、提高电池的循环寿命。

公开(公告)号：CN114447426A

公开(公告)日：2022-05-06

申请号：CN202111584786.2

申请日：2021-12-22

Applicant: 清华大学

Inventor： 张强 ,  侯立鹏 ,  张学强

IPC: H01M10/0566 ,  H01M10/0569 ,  H01M10/052

Abstract: 本申请公开了一种锂硫电池电解液、其制备方法及锂硫电池。本申请的锂硫电池电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述有机溶剂包括溶解层溶剂和封装层溶剂，其中，封装层溶剂的体积占有机溶剂总体积的10％～40％；所述溶解层溶剂包括醚类化合物、酰胺类化合物、砜类化合物和腈类化合物中的一种或多种，用于溶解所述锂硫电池正极侧产生的多硫化物；所述封装层溶剂包括氟代醚，用于降低所述锂硫电池电解液中多硫化物的溶解度。本申请通过添加溶解层溶剂和封装层溶剂，使锂硫电池电解液能同时满足促进正极转化动力学和保护负极的需求，提高锂硫电池的循环寿命和库伦效率。

公开(公告)号：CN110931712B

公开(公告)日：2021-01-01

申请号：CN201911257720.5

申请日：2019-12-10

Applicant: 清华大学

Inventor： 张强 ,  石鹏 ,  张学强

IPC: H01M4/134 ,  H01M4/1395 ,  H01M4/36 ,  H01M4/38 ,  H01M4/62 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明公开了属于二次电池技术领域的一种具有填充物的复合金属锂负极及其制备方法。本发明复合金属锂负极包括金属锂、骨架材料和填充物，所述填充物填充在骨架材料的孔结构内，填充物充满或不充满骨架材料的孔结构，金属锂通过辊压等加压方式与骨架材料结合。本发明提供的复合金属锂负极，其填充物可以调控金属锂在骨架材料大孔结构内的沉积行为，抑制在骨架材料中大孔结构中的锂枝晶生长，减缓体积膨胀效应，有效提高电池的循环性能。

公开(公告)号：CN109473710A

公开(公告)日：2019-03-15

申请号：CN201811602338.9

申请日：2018-12-26

Applicant: 清华大学

Inventor： 张强 ,  张学强 ,  黄佳琦 ,  闫崇

IPC: H01M10/052 ,  H01M10/0566

Abstract: 一种具有低界面电阻的固态锂电池，属于可充放的高比能二次电池技术领域。该固态电池由正极、无机固态电解质、金属锂负极和界面润湿剂组成。界面润湿剂分别存在于正极与无机固态电解质之间，以及金属锂负极与无机固态电解质之间；所述界面润湿剂含有醚酯类混合溶剂和锂盐，界面润湿剂经原位电化学处理后，形成固态界面膜。该界面润湿剂可显著降低固态锂电池内部的界面电阻，从而使电池能够在常温及较大倍率下正常工作，从而使电池的安全性得以显著提升；同时可兼容多种氧化型无机固态电解质，在一定范围内具有通用性。

公开(公告)号：CN108346778A

公开(公告)日：2018-07-31

申请号：CN201810122459.7

申请日：2018-02-07

Applicant: 清华大学

Inventor： 张强 ,  张学强 ,  闫崇 ,  程新兵

IPC: H01M4/1395 ,  H01M4/04 ,  H01M10/052

Abstract: 本发明公开了一种制备超薄锂金属负极的方法，属于可充放的高比能二次电池技术领域。该方法的工艺步骤是：首先配制摩尔浓度为0.01-5.0mol/L的电解质水溶液，之后将铜电极浸入水溶液；清洗浸泡后的铜电极并烘干；以铜电极和锂箔为电极，在非水液态电解液中进行电沉积，即得到厚度为0.1～10微米的超薄锂金属负极。本发明操作方法简单，便于大规模的生产及定量控制；所制备的超薄锂负极的厚度突破现有机械辊压所得的锂箔的厚度，能满足锂金属电池发展的需求；超薄锂的厚度可通过调节电沉积时间和电流密度的方法调整，具有很大的灵活性。