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公开(公告)号：CN109888411B
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN201910278311.7
申请日：2019-04-09
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及一种大倍率、长循环、宽温区水系钠离子全电池，属于化学电源领域。所述水系钠离子电池正负极活性物质均为无机材料，其中正极材料为商业化镍基材料，负极材料是钠基磷酸盐，电解液为钠盐水溶液。该电池工作时，阴离子在正极发生吸脱附反应，钠离子在负极进行可逆的脱嵌，通过这种双离子混合机理实现能量的存储和转换。相比于传统的水系钠离子全电池，本发明提出的电池体系具有更大倍率性能(快速充放电)及长循环寿命，且能在更宽的温度范围内工作，因此在大规模储能领域具有潜在的应用前景。
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公开(公告)号：CN109546165B
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN201811521824.8
申请日：2018-12-13
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及一种锌碘液流电池用碳毡复合电极材料的制备方法及应用，所述碳毡复合电极材料具体由碳纤维毡基体与二硫化钼催化剂组成。制备方法是首先对碳纤维毡进行氧化处理，提高碳纤维毡表面的活性位点以及亲水性，然后以钼源、硫源为前驱体，通过溶剂热法合成二硫化钼纳米片，并实现二硫化钼纳米片在碳纤维毡表面的原位生长。将碳毡复合电极材料应用于锌碘液流电池，碳纤维毡复合电极材料对锌碘液流电池的正极反应具有良好的催化性能，提高了正极的反应速率，降低了正极充放电的电极极化，提高了锌碘液流电池整体的能量效率。
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公开(公告)号：CN113206283A
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN202110486705.9
申请日：2021-05-01
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种基于共熔盐电解质的水系锌离子电池电解液，属于电池技术领域。所述共熔盐为锌盐+强极性中性配体+水的低共熔体系。在该共熔盐中加水能显著降低电解液的粘度并提高电解液的离子电导率，同时促进金属锌均匀成核沉积。该水系电解液使锌负极兼具良好的循环可逆性与稳定性，提升了水系锌离子电池的电化学性能。本发明的水系锌离子电池电解液价格低廉、环境友好，适于工业化生产，在大规模储能领域具有潜在应用前景。
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公开(公告)号：CN111668493A
公开(公告)日：2020-09-15
申请号：CN202010547402.9
申请日：2020-06-16
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/70 , H01M4/66 , H01M10/052
Abstract: 一种抑制锂金属负极枝晶的三维集流体及在金属锂电池中的应用，属于电池技术领域。三维集流体为铜箔负载的Cu@Sn纳米锥阵列结构集流体。其中三维纳米锥阵列结构集流体框架可有效缓解锂金属在循环过程中的体积膨胀，其高比表面积可降低平均电流密度，分散电场，促进锂的均匀沉积；亲锂的Sn纳米颗粒在循环过程中与锂原位形成Li-Sn合金，形成均匀的锂成核位点，降低锂沉积的极化，诱导锂均匀沉积/溶解。从成核及沉积的角度出发，二者的协同作用能有效抑制锂枝晶的生长，提升了电池的库仑效率及循环稳定性。该集流体具有质量轻、体积小且亲锂的特点，对电池的能量密度影响小，基于此集流体的液态及固态金属锂电池表现出良好的循环稳定性。
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公开(公告)号：CN106920983B
公开(公告)日：2020-05-15
申请号：CN201710242757.5
申请日：2017-04-14
Applicant: 南开大学
IPC: H01M8/18
Abstract: 本发明涉及一种低温非水系对称有机液流电池，克服了液流电池在寒冷地区应用的局限性，以及非水系有机液流电池存在活性材料溶解度低、电解液易交叉污染、操作电流密度低的问题。所述液流电池以低凝固点宽电化学窗口有机溶剂配制电解液，使液流电池可以在低温环境中工作；卟啉类活性材料@导电剂的悬浮电解质溶液，提高了卟啉类活性材料在电解质溶液中的浓度及电解质溶液的导电性，进而提高了液流电池的操作电流密度；根据孔径筛分原理制备高离子电导率的离子选择膜，克服了电解液的交叉污染，提高了液流电池的操作电流密度。本发明所述的低温非水系对称有机液流电池具有高开路电压，高能量密度，高库伦效率，高循环稳定性的特点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108448095A
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201810242968.3
申请日：2018-03-23
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/58 , H01M10/054 , H01M10/058
Abstract: 一种钠离子电池负极材料KTiOPO4的合成及应用，属于新型化学电源领域。合成方法是将磷酸盐、钛氧化物预混均匀，在球磨罐中用乙醇浸润，然后将此混合物球磨并干燥，得到前驱体；再将前驱体进行烧结，得到KTiOPO4。该方法具有成本低廉，合成方法简单、易于实施的特点，将其用于钠离子电池负极材料，电池安全性能高、倍率性能好、循环性能稳定，在较高倍率(200mA g-1)下可逆容量为89mAh g-1，循环1000次，比容量几乎没有衰减，在充放电过程中可以避免钠枝晶的形成，解决了现有钠离子电池负极材料低电位下容易产生枝晶的问题。该电极材料可以与高电压正极材料匹配，提升钠离子电池性能。
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公开(公告)号：CN107142488A
公开(公告)日：2017-09-08
申请号：CN201710291941.9
申请日：2017-04-28
Applicant: 南开大学
IPC: C25B1/04 , C25B11/06 , C01B25/08 , B01J27/185
CPC classification number: Y02E60/366 , C25B1/04 , B01J27/1853 , C01B25/08 , C25B11/0478
Abstract: 一种多孔多壳式磷化镍空心微球化合物，具有多孔二级纳米结构，化学式为Ni2P，其Ni:P元素比为2:1，微米球直径为1.5‑2.5μm，多孔的壳由12‑17nm的二次纳米颗粒组装而成；采用固相磷化多壳式NiO前驱体的方法制备，其前驱体NiO由自模板法制备而成；该材料可以构成三电极体系用于其电催化析氢性能的测试。本发明的优点是：该制备方法操作简单，原料廉价、来源丰富，产物纯度高，结晶性好，形貌可控，由纳米颗粒组装而成的多孔多壳式空性结构有利于电极气液固三相界面接触，能提供更好的物质传输通道，纳米颗粒的结构单元可以提供更多的催化活性位点，从而有效地提高其电催化活性，产物同时具有良好的电化学稳定性，可作为新型催化剂应用于电解水等。
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公开(公告)号：CN105958131A
公开(公告)日：2016-09-21
申请号：CN201610459201.7
申请日：2016-06-20
Applicant: 南开大学
CPC classification number: H01M10/36 , H01M4/362 , H01M4/48 , H01M4/50 , H01M4/583 , H01M10/38 , H01M2220/20 , H01M2220/30
Abstract: 一种长寿命高能量密度可充水系锌离子电池，由正极壳、弹片、垫片、正极活性物质、隔膜、负极活性物质和负极壳组成并依次组成叠层结构，正极活性物质为阳离子缺陷型ZnMnxO4/C纳米复合材料，负极为锌箔或球形锌粉，隔膜为聚乙烯无纺布或滤纸，电解液为三氟甲烷磺酸锌水溶液。本发明的优点是，ZnMnxO4/导电碳复合电极材料制备工艺简单易行，合成的ZnMnxO4纳米晶均匀嵌在导电碳中；电解液可实现Zn沉积/析出库仑效率约100％和宽的电化学窗口0‑2.5V vs.Zn2+/Zn；将正极活性物质和新型电解液应用于水系锌离子电池中，展现了良好的电化学性能，具备活性物质高的可逆储锌容量和优异的循环稳定性。
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公开(公告)号：CN104393353B
公开(公告)日：2016-08-24
申请号：CN201410708062.8
申请日：2014-11-28
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种高倍率和长寿命的可充室温钠电池的制备方法，由二硫化铁微球作为正极材料，钠片作为负极，隔膜为聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯构成的三层膜或玻璃纤维纸，电解液为含钠盐的醚类电解液；正极片涂布所用的导电剂为乙炔黑、Super P、KS?6、碳纳米管、石墨烯、石油焦等一种或几种进行混合而成；粘结剂为聚偏二氟乙烯或羧甲基纤维素钠；溶剂为N?甲基吡咯烷酮或水；集流体为泡沫镍、铜片、泡沫铜或铝片。本发明的优点是：二硫化铁微球制备简便，纯度高。同时因其微纳结构的形貌优势具有较高的比容量、循环稳定性和出色的倍率性能。因此二硫化铁/钠二次电池有望实现商业化生产，成为下一代大规模储能电池。
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公开(公告)号：CN105633511A
公开(公告)日：2016-06-01
申请号：CN201610211009.6
申请日：2016-04-06
Applicant: 南开大学
IPC: H01M12/08
CPC classification number: Y02E60/128 , H01M12/08
Abstract: 一种Na-CO2室温二次电池，由负极壳、弹片、垫片、钠片、隔膜、电解液、二氧化碳-空气电极和多孔正极壳组装而成的钮扣电池，其中钠片为负极，二氧化碳-空气电极为正极，二氧化碳-空气电极由具有多孔结构的正极催化剂与集流体组成；弹片为不锈钢片，用于电池内部空间填充以提高电池密闭性；垫片为不锈钢片；隔膜位于负极钠片与正极集流体之间，用于阻隔电子传输；电解液为NaClO4/四乙二醇二甲醚溶液，电解液浸润于隔膜中。本发明的优点是：该二次电池具有超大容量、室温可充、环境友好、低成本、大倍率和长寿命的特点；其制备方法操作简单、可控性强、一致性好，有利于大规模生产。
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