公开(公告)号：CN116574196B

公开(公告)日：2024-04-16

申请号：CN202310541906.3

申请日：2023-05-15

Applicant: 南开大学

Inventor： 李国然 ,  崔柏川 ,  肖振雪 ,  刘胜 ,  高学平

IPC: C08B15/05 ,  H01M10/052 ,  H01M10/054 ,  B82Y30/00 ,  B82Y40/00

Abstract: 本发明涉及一种磷酰化纤维素锂纳米晶的合成方法及复合凝胶电解质，在磷酸水溶液中加入微晶纤维素后恒温搅拌，获得的溶液倒入足量的去离子水中并充分搅拌至均匀，离心后获得第一沉淀物；再加入到NaOH水溶液中，加热并充分搅拌后离心获得第二沉淀物，过滤收集后加入到LiOH水溶液中，室温下充分搅拌，获得的溶液置于过量去离子水中，在室温下透析直到水呈酸碱中性，超声处理后获得磷酰化纤维素锂纳米晶胶体。将磷酰化纤维素锂纳米晶的胶体溶液中加入聚氧化乙烯，室温下搅拌至全部溶解；将聚偏二氟乙烯膜在上述溶液中浸泡，然后加热烘干，制得复合凝胶电解质。本发明提高了电池在长循环测试中的容量保持率以及在高温下的稳定性。

公开(公告)号：CN112928361B

公开(公告)日：2023-03-17

申请号：CN202110146207.X

申请日：2021-02-03

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  陈鹏 ,  李国然 ,  刘胜

IPC: H01M14/00

Abstract: 本发明涉及一种光储能锌离子电池及其制备方法，所述的光储能锌离子电池包括光电转换阳极、共享电极、隔膜、和锌负极；光电转换阳极、共享电极、隔膜和锌负极按顺序组装并固定；接通所述的光电转换阳极和锌负极用于在光照下进行充电；接通所述的共享电极和锌负极用于放电至终止电压。光电转换阳极为负载了钙钛矿吸光材料的光阳极，以导电玻璃作为基底；共享电极是改性碳纸电极和负载活性物质的碳纸电极粘合的复合电极；电解质为碱性水溶液或其对应的水凝胶；负极是锌或锌的合金。本发明兼具太阳能电池和二次储能电池的特点，可以实现太阳能的原位转换与储存。

公开(公告)号：CN108232115B

公开(公告)日：2020-12-15

申请号：CN201810075422.3

申请日：2018-01-26

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  刘亚涛 ,  李国然 ,  刘胜

IPC: H01M4/131 ,  H01M4/36 ,  H01M4/525 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明提供一种锂硫电池正极材料及其制备方法和锂硫电池。本发明提供的锂硫电池正极材料为钴酸盐（钴酸镁、钴酸镍、钴酸铜和钴酸锌）和硫单质形成的复合材料，所述的硫单质的含量为60~90 wt%。本发明提供的钴酸盐对多硫化物具有极强的吸附作用，可以有效抑制多硫化锂在醚类电解液中的溶解，减缓电池充放电过程中的穿梭效应，降低锂硫电池的容量衰减，提高电池寿命。本发明提供的锂硫电池在0.1 C电流下，初始放电容量为955 mAh/g(按复合材料计算)，100次循环后容量为722 mAh/g，容量保持率为75.6%。

公开(公告)号：CN108598568A

公开(公告)日：2018-09-28

申请号：CN201810397643.2

申请日：2018-04-28

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  孙艳云 ,  李国然 ,  刘胜

IPC: H01M10/0565 ,  H01M10/0525

Abstract: 本发明涉及一种改善正极材料电极/电解质界面稳定性的凝胶电解质、制备方法和锂电池。将电解质基体物质与醋酸纤维素在搅拌溶解于有机溶剂后得到均匀的浆料，用静电纺丝法将浆料制成聚合物膜；聚合物膜用乙醇和水的混合溶剂浸润后，于海藻酸钠水溶液中浸泡后取出并烘干，即得SA修饰的聚合物膜；SA修饰的聚合物膜于液态电解质中浸泡4-24h，即得所述的凝胶电解质，采用该凝胶电解质制作锂电池可以达到稳定电极结构，改善电池循环稳定性的目的。

公开(公告)号：CN108110227A

公开(公告)日：2018-06-01

申请号：CN201711154675.1

申请日：2017-11-20

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  张泽 ,  李国然 ,  刘胜

IPC: H01M4/36 ,  H01M4/38 ,  H01M4/62 ,  H01M10/052

Abstract: 本发明涉及一种基于铁酸镍极性载体的锂硫电池复合正极材料及其制备方法；该复合正极材料由具有一维结构的铁酸镍和硫单质复合而得到；制备方法是先以静电纺丝法制得前驱体，后经高温煅烧制得铁酸镍纤维，再由热处理法与硫单质复合，即得；该制备方法工艺成熟，过程简单，易于获得不同硫含量的复合正极材料。本发明所述的锂硫电池复合正极材料，利用铁酸镍对极性多硫化锂的强化学吸附作用，大大抑制了多硫化锂在醚类电解液中的溶解，从而减缓了穿梭效应，继而表现出兼具高硫含量、高比容量和高循环稳定性的特点。

公开(公告)号：CN108091835A

公开(公告)日：2018-05-29

申请号：CN201711154632.3

申请日：2017-11-20

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  张泽 ,  李国然 ,  刘胜

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

Abstract: 本发明涉及一种铁酸钴负载硫的锂硫电池复合正极材料及其制备方法；它是以铁酸钴作为硫正极基体材料，由两步热处理法与硫单质进行复合，具体制备方法为：含有表面活性剂的水和异丙醇的混合溶剂中加入乙酸钴和硝酸铁进行水热反应得到铁酸钴(CoFe2O4)，铁酸钴再与硫单质混合研磨后，氩气保护置于马弗炉中程序升温焙烧，冷却，得到锂硫电池复合正极材料(S/CoFe2O4)。该制备方法工艺成熟，过程简单，可制成高硫含量的复合正极材料。本发明以铁酸钴负载硫，利用铁酸钴对多硫化锂的强吸附作用大大抑制多硫化锂在醚类电解液中的溶解，从而减缓了穿梭效应，继而获得兼具高硫含量、高硫利用率和高循环稳定性的锂硫电池复合正极材料。

公开(公告)号：CN103199229B

公开(公告)日：2015-04-15

申请号：CN201310087241.X

申请日：2013-03-19

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  张洪周 ,  李国然 ,  叶世海

IPC: H01M4/48 ,  H01M4/62

Abstract: 本发明涉及一种聚阴离子掺杂的富锂层状氧化物Li(Li(1-2x)/3MxMn(2-x)/3)O2-y(XOm)y(X＝P、S、As、Mo、V、Si、B、W，0＜y≤0.2)正极材料。在制备Li(Li(1-2x)/3MxMn(2-x)/3)O2-y(XOm)y材料的过程中，按照化学计量比将含有聚阴离子的盐与其他盐溶液共溶，加入络合剂并用氨水调节PH＝9后，将溶液蒸干或者喷雾干燥，再将得到的材料在480℃下预烧3小时得到前驱体材料。然后将前驱体材料在马弗炉中850℃高温烧结10小时，即可得到聚阴离子掺杂的富锂层状氧化物材料。本发明所制备的电极材料具有首次充放电效率高，比容量高、循环性好、制备过程简单、重现性好等优点，且制备过程简易、重现性好。

公开(公告)号：CN102694164A

公开(公告)日：2012-09-26

申请号：CN201210186548.0

申请日：2012-06-08

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  张洪周 ,  李国然 ,  叶世海

IPC: H01M4/505 ,  H01M4/525 ,  H01M4/131

Abstract: 本发明涉及一种氮或碳的富锂氧化物正极材料及其制备方法，其结构组成为：Li[Li(1-2x)/3MxMn(2-x)/3]OyAz，M为Co、Ni元素中的至少一种，A＝N或C，0＜x≤0.33；1.5y＜2；0＜z≤0.5。采用富锂氧化物Li[Li(1-2x)/3MxMn(2-x)/3]O2和含氮或碳气体(包括NH3、N2+H2和CH4，C2H6、C3H8及其与H2的混合气)为原料，将富锂正极材料Li[Li(1-2x)/3MxMn(2-x)/3]O2置于含氮或碳气体气氛中，在300～1000摄氏度反应0.5～12小时制得表而掺氮或碳的富锂正极材料。本发明所制备的电极材料具有电化学容量高、循环稳定性好等特点，并且制备过程简易、成本低廉、重现性好。

公开(公告)号：CN102496722A

公开(公告)日：2012-06-13

申请号：CN201110434564.2

申请日：2011-12-22

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  冯欣 ,  李国然 ,  叶世海

IPC: H01M4/62 ,  H01M4/48

Abstract: 本发明涉及一种金属氟化物包覆的层状富锂正极材料。采用草酸盐沉淀法和水热法结合制备层状富锂材料Li[Li(1-2x)/3MxMn(2-x)/3]O2(M＝Ni，Co，Cr或任意两种共存，x＝0～0.33)。将富锂材料浸渍于钇、镁、铁等金属的可溶性盐溶液中，加入可溶性氟化物溶液，其中n(Me)∶n(F)为1∶y；该溶液于60～90℃水浴中持续搅拌3～8小时，然后离心洗涤，再于60℃真空恒温箱中干燥；干燥后，在氩气保护下400℃焙烧4～8小时，最后制得氟化物MeFy包覆的Li[Li(1-2x)/3NixMn(2-x)/3]O2。本发明所制备的电极材料具有电化学容量高、循环稳定性好、倍率性能优异等特点，并且制备过程简易、成本低廉、重现性好。

公开(公告)号：CN102447113A

公开(公告)日：2012-05-09

申请号：CN201110409253.0

申请日：2011-12-12

Applicant: 南开大学

Inventor： 高学平 ,  李国春 ,  李国然 ,  叶世海

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

Abstract: 本发明涉及一种聚合物包覆硫/碳复合材料为正极的锂电池。它是将升华硫或者硫磺粉与导电碳材料按照3∶7～8∶2的质量比混合，球磨得硫/碳复合材料；将复合材料分散于溶液中，加入聚合物单体，然后在低温和惰性气体保护下加入氧化剂引发聚合，离心、洗涤、干燥；以得到的聚合物包覆单质硫/碳复合材料、乙炔黑和PTFE混合，加入分散剂，充分搅拌使混料均匀，然后擀制成片，真空55℃烘干制得电极片。以制备的电极片作为正极，金属锂为负极、含有0.2摩尔/升的无水硝酸锂添加剂的溶剂型有机溶液体系为电解液组装电池。所制的电极材料装配的锂电池表现出比容量高、循环稳定性好、大电流充放电性能优异的特点，并且制备过程简易、成本低廉、重现性好。