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公开(公告)号：CN112645305B
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN202110090432.6
申请日：2021-01-22
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/05 , H01M4/587 , H01M10/054
Abstract: 一种预活化造孔与高温碳化组合的无烟煤基硬碳材料制备方法，属于电极材料制备技术领域。本发明针对传统直接碳化或活化制备的无烟煤基碳材料储钠/钾能力差的技术瓶颈，以抑制无烟煤高温碳化过程的微晶长程化为目标，所述方法为：磨选得到目标粒径的粉体；预活化：在惰性气氛保护下，通入活化气氛，保温1～6h；或按照活化剂与粉体质量比0.5～4:1加入活化剂进行固相预混，在惰性气氛保护下，保温1～6h；在惰性气氛保护下，按照2～20℃/min的升温速率升温至800～1800℃，保温0.5～10h即可。本发明基于“预活化‑后碳化”思想获得的无烟煤基硬碳相比于上述工艺获得的碳材料，在钠离子储运中兼具高可逆容量和高首次库伦效率，具有重要应用前景。
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公开(公告)号：CN110484286B
公开(公告)日：2021-11-23
申请号：CN201910824877.5
申请日：2019-09-02
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种高挥发分煤热转化过程中热解气沉积制碳及焦油抑制的方法，属于高挥发分煤的高值利用技术领域。所述方法为：将高挥发分煤粉碎筛分并干燥；取催化沉积模板和干燥后的煤粉转移至惰性气氛保护的热解炉中进行热解处理，所述催化沉积模板位于煤粉热解时气体流动方向的下游；将催化沉积后碳包覆的催化沉积模板经洗涤干燥即可。本发明实现了煤热解气高值化利用，同时抑制焦油产生，通过调控热解条件、热解催化剂种类以及催化沉积模板及其组合模式，能够实现热解气沉积成碳结构形貌的调控。本方法在煤热解过程中加入催化沉积模板以及定期更换催化沉积模板，催化沉积模板可循环再生，具有工艺简单、运行成本低廉的优点。
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公开(公告)号：CN117691187A
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202311712392.X
申请日：2023-12-13
Applicant: 哈尔滨工业大学(威海)
IPC: H01M10/0567 , H01M10/0525 , H01M10/42
Abstract: 一种用于镍钴锰基三元正极材料的高压高容量锂离子电池电解液及其制备方法，应用于锂离子电池领域。电解液由锂盐、有机复合溶剂和添加剂组成，锂盐为六氟磷酸锂，有机复合溶剂为碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)，添加剂为二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)。本发明中二氟草酸硼酸锂可分解形成富含氟化锂(LiF)、氧化锂(Li2O)的薄而致密的固体电解质界面膜，形成的固体电解质界面膜表现出高电子绝缘性和高离子电导率，促进了锂离子的运输。此外，二氟草酸硼酸锂能够有效清除反应过程中产生的氧自由基，从而防止氧气、二氧化碳等气体的产生，可有效去除亲核物种及其寄生反应。在提高锂离子电池截止电压的同时保持了高容量，有效提高了锂离子电池的性能，应用前景广阔。
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公开(公告)号：CN114291806B
公开(公告)日：2023-01-06
申请号：CN202210027150.6
申请日：2022-01-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/05 , C01B32/205 , C01B32/318 , C01B32/348 , H01G11/24 , H01G11/32
Abstract: 本发明公开了一种低阶煤基多孔碳石墨化度的多尺度调控方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、低阶煤前处理；步骤二、前驱体原料与活化剂、催化剂的固相机械化学处理；步骤三、混合物的低温熔融；步骤四、混合物的高温活化；步骤五、活化产物的后处理。该方法以低阶弱粘或不粘煤作为碳源，采用机械化学与低温熔融的组合步骤，得到深度交联与均匀混合的碳源‑钾基活化剂‑硼基石墨化度催化剂固相混合物；在钾基活化剂刻蚀造孔的同时，实现低阶煤碳骨架热转化过程中，钾、硼两种元素低温催化石墨化机制的协同。本发明制备的碳材料不仅具有发达的孔隙，同时呈现出长程石墨化结构的均匀发展，作为超级电容电极材料展现出优异的导电性能及倍率性能。
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公开(公告)号：CN114275764A
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN202111620766.6
申请日：2021-12-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于多孔碳与热塑性碳源共碳化的碳材料制备方法及其应用，所述制备方法包括如下步骤：步骤一、将多孔碳与热塑性碳源均匀混合；步骤二、将混合样品干燥后转移至惰性气氛保护的高温炉中，先进行低温熔融处理，再进行高温碳化处理；步骤三、冷却至室温，得到二次离子电池负极碳材料。本发明基于已经广泛应用且制备工艺成熟的多孔碳材料，通过构筑具有同素异质复合结构的新型碳材料，实现了碳材料孔隙结构和微晶结构的协同优化，将其应用于二次离子电池负极，具有离子吸附和嵌入行为的协同提升效应，以提高二次离子电池负极的首圈库伦效率、容量、倍率及循环稳定性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110484286A
公开(公告)日：2019-11-22
申请号：CN201910824877.5
申请日：2019-09-02
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种高挥发分煤热转化过程中热解气沉积制碳及焦油抑制的方法，属于高挥发分煤的高值利用技术领域。所述方法为：将高挥发分煤粉碎筛分并干燥；取催化沉积模板和干燥后的煤粉转移至惰性气氛保护的热解炉中进行热解处理，所述催化沉积模板位于煤粉热解时气体流动方向的下游；将催化沉积后碳包覆的催化沉积模板经洗涤干燥即可。本发明实现了煤热解气高值化利用，同时抑制焦油产生，通过调控热解条件、热解催化剂种类以及催化沉积模板及其组合模式，能够实现热解气沉积成碳结构形貌的调控。本方法在煤热解过程中加入催化沉积模板以及定期更换催化沉积模板，催化沉积模板可循环再生，具有工艺简单、运行成本低廉的优点。
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公开(公告)号：CN114291806A
公开(公告)日：2022-04-08
申请号：CN202210027150.6
申请日：2022-01-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/05 , C01B32/205 , C01B32/318 , C01B32/348 , H01G11/24 , H01G11/32
Abstract: 本发明公开了一种低阶煤基多孔碳石墨化度的多尺度调控方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、低阶煤前处理；步骤二、前驱体原料与活化剂、催化剂的固相机械化学处理；步骤三、混合物的低温熔融；步骤四、混合物的高温活化；步骤五、活化产物的后处理。该方法以低阶弱粘或不粘煤作为碳源，采用机械化学与低温熔融的组合步骤，得到深度交联与均匀混合的碳源‑钾基活化剂‑硼基石墨化度催化剂固相混合物；在钾基活化剂刻蚀造孔的同时，实现低阶煤碳骨架热转化过程中，钾、硼两种元素低温催化石墨化机制的协同。本发明制备的碳材料不仅具有发达的孔隙，同时呈现出长程石墨化结构的均匀发展，作为超级电容电极材料展现出优异的导电性能及倍率性能。
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公开(公告)号：CN110330016A
公开(公告)日：2019-10-15
申请号：CN201910736936.3
申请日：2019-08-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/33 , C01B32/348
Abstract: 一种无烟煤基多孔碳石墨微晶和孔隙的一步协同发展方法，属于多孔碳材料制备技术领域。本发明针对多孔碳制备过程中孔隙发展与高质量微晶结构的矛盾，采用化学活化工艺，实现兼具发达孔隙和微晶结构的多孔碳制备。具体为以高阶煤(无烟煤)为原料，通过钾基活化剂与煤粉充分混合，经过一步化学活化及后续清洗干燥过程制备无烟煤基多孔碳材料。通过改变温度可协同调控多孔碳孔隙配组和微晶结构，进而获得孔隙发达和石墨微晶含量高的多孔碳材料。所得无烟煤基多孔碳比表面积可达3214.5m2/g，总孔容可达1.83cm3/g，且具有高质量的石墨微晶结构。本发明在储能技术(例如超级电容器)等方面具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN110112010A
公开(公告)日：2019-08-09
申请号：CN201910407604.0
申请日：2019-05-16
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种三明治结构柔性电化学储能器件抗弯折性能提升方法，所述方法采用线状物缝合三明治结构柔性电化学储能器件，即：将组装好的储能器件利用针将线状物进行横向、纵向、斜线中的一种或几种方式的缝合。此方法一方面起固定电解质作用，防止局部变薄现象发生；一方面使电解质与两电极贴合，阻止界面分离。本发明利用不导电、不反应的宏观线状物对柔性电化学储能器件进行缝合，解决了弯折过程中遇到的“短路”及“界面接触不良”两大问题。本发明操作简单、成本低廉，提升了三明治结构柔性电化学储能器件抗弯折性能，有望推进其大规模生产。
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公开(公告)号：CN114275783A
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN202210111862.6
申请日：2022-01-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/354 , C01B32/378 , C01B32/348 , H01G11/24 , H01G11/32 , H01M4/583
Abstract: 本发明公开了一种基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法及致密储能应用，所述方法直接以化学活化得到的高比表面积多孔炭（>2000 m2/g）为原料，通过简单的机械球磨处理，在降低多孔碳宏观颗粒尺寸的同时，能够实现多孔碳内微观碳微晶结构及孔隙结构的深度裁剪与重组，从而消除多孔碳孔隙结构中对电解液及载能离子储运不利的无效孔隙，在提高多孔碳材料密度的同时维持高的离子储运容量，从而大大提升多孔碳电极的体积储能密度。本发明能够将传统化学活化多孔碳的堆积密度及电极体积储能密度提升5倍以上，在超级电容电极材料、二次离子电池负极材料的致密储能方面展现了重要应用优势。
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