公开(公告)号：CN119774609A

公开(公告)日：2025-04-08

申请号：CN202510016246.6

申请日：2025-01-06

Applicant: 武汉科技大学 ,  武汉宝聚炭材料有限公司

Inventor： 霍开富 ,  王弈轩 ,  张永辉 ,  刘小敏 ,  吴术彬 ,  李重 ,  陈胜春 ,  蔡翔宇 ,  杨璐 ,  宁鸿宇

IPC: C01B32/348 ,  C01B32/318 ,  H01G11/34 ,  H01G11/44 ,  H01G11/86 ,  H01G11/24

Abstract: 一种纳米片壳包多孔骨架结构多孔炭材料、制备方法及其电极，包括将中间相碳微球和一定比例的Na2CO3活化剂混合，在氩气气氛下进行处理，获得纳米片壳包多孔骨架结构多孔炭。采用Na2CO3为模板剂与活化剂，Na2CO3在熔点温度开始分解，生成Na2O和CO2气体，过剩的Na2CO3会形成熔融状态，熔融的液相状态引导碳微球发生团聚。继续升温，部分Na2CO3分解产生Na2O留在团聚体周围，由于温度没有达到Na2O的熔点，Na2O会在团聚体内充当模板，脱除模板成孔；温度再升高产生CO2会与碳微球发生反应，外部的Na2O会进一步与气体活化产物CO发生反应生成纳米片重组成壳；形成纳米片壳包多孔骨架结构多孔炭。

公开(公告)号：CN119218975A

公开(公告)日：2024-12-31

申请号：CN202411345182.6

申请日：2024-09-26

Applicant: 中南大学 ,  武汉科技大学

Inventor： 霍瑞 ,  张永辉 ,  侯红帅 ,  宁鸿宇 ,  蔡翔宇 ,  王弈轩

IPC: C01B32/05 ,  H01M4/587 ,  H01M10/054

Abstract: 本发明提供一种大闭孔硬碳负极材料的制备方法及钠离子电池，目的在于通过预氧化阻止石墨畴的过度石墨化和孔隙收缩，形成较大闭孔孔径硬碳负极材料，实现优异的钠离子储存。所述方法包括：以生物质棉花秸秆为原料，混合盐KOH和K2CO3为活化剂，通过活化反应制备硬碳活性前驱体，采用预氧化工艺，将氧接枝到硬碳活性前驱体的石墨畴片上，制备出具备较大开孔孔径的硬碳负极材料，通过化学气相沉积获得较大闭孔孔径的硬碳负极材料。该材料具备丰富的闭孔数量和较大的闭孔孔径，丰富的闭孔数量为钠离子的孔隙填充提供了储钠位点，较大的闭孔孔径为钠离子的孔隙填充提供了储存空间；提升了平台区的比容量和动力学特性，实现优异的电化学性能。

公开(公告)号：CN117361526A

公开(公告)日：2024-01-09

申请号：CN202311009764.2

申请日：2023-08-10

Applicant: 武汉科技大学

Inventor： 霍开富 ,  张永辉 ,  宁鸿宇 ,  高标 ,  付继江

IPC: C01B32/324 ,  H01M4/587 ,  H01M10/054 ,  C01B32/348 ,  C01B32/205

Abstract: 本发明提供了一种富含长程石墨畴的硬碳负极材料及其制备方法，目的在于调控硬碳中长程石墨畴微晶结构的生长，实现高性能的钠离子存储。本发明通过混合盐活化/催化实现长程石墨畴硬碳负极材料的制备，所述制备方法主要包括以下步骤：以生物质椰壳为原料，采用低成本、弱腐蚀性混合盐(Na坏C2‑COsp32和/spK23CO键3、)切断碳链作为活化/、引入缺陷催化剂，通过熔盐活化、活化碳原子/，催化改性破得到活性碳中间体。然后在高温处理，控制晶型转化制备出大层间距的长程石墨畴和丰富闭孔结构的硬碳负极材料。实现层间距、长程石墨畴长度和闭孔的合理搭配，从而使钠离子有效进入，获得优异的储钠性能。

公开(公告)号：CN119230305A

公开(公告)日：2024-12-31

申请号：CN202411346086.3

申请日：2024-09-26

Applicant: 武汉科技大学 ,  武汉宝聚炭材料有限公司

Inventor： 霍开富 ,  蔡翔宇 ,  张永辉 ,  王弈轩 ,  宁鸿宇 ,  李重 ,  吴术彬

IPC: H01G11/86 ,  H01G11/36 ,  H01G11/24

Abstract: 本发明公开了一种金属镁辅助混合盐制备类石墨烯纳米的方法及应用。以棉花秸秆生物质碳为原料，碳酸钾和碳酸钠作为活化剂，在升温过程中释放出的气体一氧化碳以及碱土金属钾和钠对活化过程进行干预，进而使无定形含碳前驱体中交联的sp3碳原子释放出石墨微晶，然后对其进行重结晶形成石墨烯层，最终形成类石墨烯纳米片。本方法基于混合盐活化制备类石墨烯纳米片，在此基础上加入镁粉与碳酸钾和碳酸钠混合共同活化。高温下，镁粉可以促进混合盐的分解，更快释放出盐中的钾和钠与生物质碳进行反应，促进类石墨烯纳米片的形成。所得类石墨烯纳米片拥有较大的比表面积，用于超级电容器电极材料时表现出较高的比电容，优异的循环稳定性和倍率性能。

公开(公告)号：CN118239487A

公开(公告)日：2024-06-25

申请号：CN202410340011.8

申请日：2024-03-25

Applicant: 武汉科技大学

Inventor： 霍开富 ,  张永辉 ,  宁鸿宇 ,  王弈轩 ,  高标

IPC: C01B32/348 ,  C01B32/324 ,  H01M4/587 ,  H01M10/054

Abstract: 本发明提供了一种多孔碳制备富含闭孔的硬碳负极材料的方法，目的是在于利用高微孔隙率的生物质基多孔碳前驱体，结合高温晶型转化和化学气相沉积制备出富含闭孔的硬碳负极材料。所述制备方法主要包括以下步骤：以生物质棉花秸秆为原料，碳酸钾(K2CO3)和氢氧化钾(KOH)作为活化剂，通过K2CO3弱的刻蚀能力抑制KOH强活化反应，得到高微孔隙率的生物质基多孔碳前驱体，利用高温晶型转化使部分开孔发生闭合形成闭孔，结合化学气相沉积工艺，在表面开孔中充分沉积，制备出富含闭孔的硬碳负极材料。丰富的闭孔结构使平台区具备高的容量贡献，生物质基多孔碳骨架的高交联石墨畴结构具备多通道嵌钠路径，从而获得优异的储钠性能。

公开(公告)号：CN117954603A

公开(公告)日：2024-04-30

申请号：CN202410134189.7

申请日：2024-01-31

Applicant: 武汉科技大学

Inventor： 霍开富 ,  张永辉 ,  徐鑫 ,  高标 ,  王弈轩 ,  宁鸿宇

IPC: H01M4/36 ,  H01M10/054 ,  C01B32/05 ,  C01B32/15

Abstract: 本发明提供了一种具有钉扎结构的软碳包覆硬碳负极材料、制备方法及其应用，目的是在多孔硬碳微孔内及表面通过化学气相沉积的方式填充和沉积碳，形成钉扎结构的软碳包覆硬碳负极材料。所述制备方法主要包括以下步骤：以富含长程石墨畴的多孔硬碳为基体，采用化学气相沉积工艺，将碳沉积到比较大的微孔中，随着时间的进行，部分孔洞沉积完之后，会逐渐在硬碳表面继续沉积，形成钉扎结构的软碳包覆层，由于孔洞部分沉积的碳与外部包覆层存在径向力或共价键结合，显著提高包覆材料的结构稳定性。硬碳表面具有钉扎结构的软碳层缺陷少，具有高的电子导电性，弱溶剂化的界面、同时在硬碳内部产生更多的闭孔，使得钉扎结构的软碳包覆硬碳负极材料兼具高容量和高首效的储钠特性，在高比能、长寿命的钠离子电池领域具有很好的应用前景。