高倍率石墨复合材料及其制备方法、电池

    公开(公告)号:CN117352675A

    公开(公告)日:2024-01-05

    申请号:CN202311113976.5

    申请日:2023-08-29

    发明人: 梁金

    摘要: 本发明涉及锂离子电池材料技术领域,公开了一种高倍率石墨复合材料及其制备方法、电池。高倍率石墨复合材料为核壳结构,其中内核为多孔石墨,外壳包括碳纳米管、石墨烯和无定形碳,外壳占高倍率石墨复合材料的质量比为1~5wt%。本发明通过在多孔石墨表面包覆碳纳米管,提升了石墨复合材料的电子导电率;通过在多孔石墨表面包覆石墨烯,依靠石墨烯的片层结构提升材料的压实密度;并且通过气相沉积法,使无定形碳沉积在多孔石墨外层,包覆均匀性好,致密度高,对石墨材料的压实密度和比容量影响较小,改善了石墨复合材料的循环性能、倍率性能以及能量密度。

    高功率硬碳复合材料及其制备方法、电池

    公开(公告)号:CN117342535A

    公开(公告)日:2024-01-05

    申请号:CN202311138929.6

    申请日:2023-09-04

    发明人: 梁金

    摘要: 本发明涉及二次电池材料技术领域,公开了一种高功率硬碳复合材料及其制备方法、电池。高功率硬碳复合材料的制备过程为:制得改性金属粉末;将改性金属粉末与糖类化合物、交联剂、磁性氧化物共混反应,过滤,干燥,碳化,得到硬碳材料;将硬碳材料与沥青、有机溶剂、有机钠盐共混反应,过滤,干燥,碳化,得到高功率硬碳复合材料。本发明通过在硬碳内核中掺杂金属粉末提升材料的电子导电率和强度;通过添加磁性氧化物改变碳材料的取向,提升材料的离子嵌入通道,进而提升功率性能;通过在硬碳复合材料的外层包覆钠掺杂无定形碳,降低材料的不可逆容量,提升材料的首次效率、循环性能以及高温存储性能。

    一种高功率石墨复合材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN117154044A

    公开(公告)日:2023-12-01

    申请号:CN202311138660.1

    申请日:2023-09-01

    发明人: 梁金

    摘要: 本发明涉及二次电池材料技术领域,尤其涉及一种高功率石墨复合材料及其制备方法和应用,所述制备方法包括如下步骤:S1.将预处理后的金属粉末与硅烷偶联剂、活性粒子、有机溶液共混反应,得到改性金属粉末;S2.将改性金属粉末与糖类化合物、石墨、磁性氧化物共混反应,得到硬碳和金属包覆石墨材料;S3.将硬碳和金属包覆石墨材料与沥青、有机锂盐、有机溶剂共混反应,得到所述石墨复合材料。通过在石墨外壳中掺杂金属粉末提升材料的电子导电率和强度,磁性氧化物改变碳材料的取向提升材料的离子嵌入通道提升功率性能;同时外层包覆的锂化合物降低其材料的不可逆容量提升材料的首次效率和循环性能、高温存储性能。

    一种高倍率煤基硬碳复合材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN116565173A

    公开(公告)日:2023-08-08

    申请号:CN202310645743.3

    申请日:2023-06-01

    发明人: 梁金 梁慧宇

    摘要: 本发明涉及二次电池技术领域,尤其涉及一种高倍率煤基硬碳复合材料及其制备方法和应用。所述制备方法包括如下步骤:S1.将煤基材料与有机氧化剂的水溶液混合反应,过滤,干燥,得到氧化煤基材料;S2.将氧化煤基材料与羧甲基纤维素锂混合研磨反应,得到硬碳前驱体材料;S3.将硬碳前驱体材料、催化剂、金属粉混合均匀,混合物加入到树脂溶液分散均匀,干燥,碳化,得到煤基硬碳复合材料。通过化学反应在其煤基材料掺杂锂降低不可逆容量提升首次效率及其比容量;同时羧甲基纤维素锂碳化形成孔洞提升比容量,及其催化使其碳基形成各项同性的碳结构,提升材料功率性能;同时掺杂银提升材料的电子导电率并改善功率性能。

    一种银掺杂硬碳复合材料,及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN115513453A

    公开(公告)日:2022-12-23

    申请号:CN202211215799.7

    申请日:2022-09-30

    发明人: 梁金

    摘要: 本发明实施例公开了一种银掺杂硬碳复合材料,通过将硬碳羧酸化后与银氨溶液、甲醛溶液混合负载银,再与锂盐的有机溶液混合进行预锂化,碳化后得到。本发明采用银镜反应来对硬碳材料进行纳米银的负载,银镜反应过程中银离子会在硬碳材料上逐渐沉积形成大量纳米银颗粒,使银分布更加均匀,且纳米银与硬碳材料的结合性更强。对硬碳前驱体进行羧酸化处理,羧酸化硬碳表面的酸性基团会破坏碱液的银氨溶液中的银氨络离子转化平衡,使纳米银更容易在羧酸化硬碳接枝有酸性基团的表面进行沉积和生长,最终形成与羧酸化硬碳表面结合强度更高的纳米银颗粒。本发明提升材料的电子导电率,改善倍率性能并提高其首次效率。

    一种硬碳-硅碳复合材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN115483384A

    公开(公告)日:2022-12-16

    申请号:CN202211216754.1

    申请日:2022-09-30

    发明人: 梁金

    摘要: 本发明实施例公开了一种硬碳‑硅碳复合材料,具有核壳结构,内核包括Si/SiOx和无定形碳组分,外壳为掺杂金属银的硬碳,外壳占10‑60%。通过纳米硅、氨基硅烷偶联剂反应,烧结得到硅/硅氧/无定形碳组分的内核,再包覆木质素磺酸钠和淀粉,水热反应、碳化形成核壳结构,再在外层电沉积银,得到所述材料。内核中氨基硅烷偶联剂生成多孔含氮无定形碳及硅氧化合物,并与纳米硅作用,形成多孔结构的纳米硅/硅氧/无定形碳复合体,在保证高能量密度的同时,材料的膨胀率也较低,外壳中加入木质素磺酸钠,其碳化后形成无定形碳具有大的层间距,提升钠离子/锂离子的嵌脱能力及其留下的缺陷,提升储钠/储锂容量,电化学沉积银具有致密度高,结构稳定的优点,提升循环和存储性能。

    复合负极材料、制备方法以及电池

    公开(公告)号:CN118398788A

    公开(公告)日:2024-07-26

    申请号:CN202410523231.4

    申请日:2024-04-28

    发明人: 梁金

    摘要: 本申请提供了复合负极材料、制备方法以及电池,其中一种复合负极材料的制备方法包括对石墨进行刻蚀处理,得到刻蚀石墨;加热刻蚀石墨并通入杂原子气体,得到杂原子掺杂石墨材料;将杂原子掺杂石墨材料、锂盐、有机溶剂混合并进行反应,对反应的产物进行碳化处理得到复合负极材料。相比于现有技术,本申请可在掺杂前进行刻蚀处理,有利于提升杂原子沉积的效率和材料的保液性能,掺杂的杂原子能提升电子导电率;在内核外还包覆锂盐和无定形碳,从而提升负极材料的电子、离子导电率。内核与外壳相互协同,能够在提升负极材料功率性能的同时兼顾首次效率。

    一种杂原子掺杂硬碳-软碳复合材料及其制备方法、应用

    公开(公告)号:CN117059759A

    公开(公告)日:2023-11-14

    申请号:CN202310647044.2

    申请日:2023-06-01

    发明人: 梁金 梁慧宇

    摘要: 本发明涉及二次电池技术领域,尤其涉及一种杂原子掺杂硬碳‑软碳复合材料及其制备方法、应用,所述制备方法包括如下步骤:S1.将硬碳前驱体、氧化剂、有机酸在过硫酸铵的水溶液中氧化,得到氧化硬碳前驱体;S2.将氧化硬碳前驱体、氨基化沥青前驱体、氨基酸、硅烷偶联剂在水中分散均匀,通过水热反应,得到硬碳‑软碳前驱体材料;S3.将硬碳‑软碳前驱体材料转移到管式炉中,通入杂原子气体碳化,得到杂原子掺杂硬碳‑软碳复合材料。本发明通过两性化合物(氨基酸)及偶联剂将硬碳前驱体和软碳前驱体进行交联碳化,杂原子掺杂得到杂原子掺杂硬碳‑软碳复合材料为提升硬碳的能量密度及其功率性能。

    一种硬碳-软碳-快离子导体复合材料的制备方法

    公开(公告)号:CN115520851B

    公开(公告)日:2023-08-15

    申请号:CN202211216752.2

    申请日:2022-09-30

    发明人: 梁金

    摘要: 本发明公开了一种硬碳‑软碳‑快离子导体复合材料的制备方法,包括以下步骤:S1:称取木质素、淀粉、稀土偶联剂、交联剂、氧化石墨烯溶液分散均匀,之后通过水热反应、过滤、冷冻干燥,制备出硬碳前驱体复合材料;S2:将硬碳前驱体复合材料与快离子导体溶液混合均匀,通过水热反应,制备得到快离子导体掺杂硬碳材料;S3:称取快离子导体掺杂硬碳材料与沥青,粉碎后混合均匀,在惰性气体保护下,以1~10℃/min的升温速率升温到700~1000℃,并保温1~6h,得到所述硬碳‑软碳‑快离子导体复合材料。本发明通过水热法在硬碳掺杂稀土化合物外层依次包覆快离子导体和软碳材料,制备出比容量高、首次效率高、功率性能好的硬碳‑软碳‑快离子导体复合材料。

    一种快充石墨复合材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN115528231A

    公开(公告)日:2022-12-27

    申请号:CN202211216753.7

    申请日:2022-09-30

    发明人: 梁金

    摘要: 本发明实施例公开了快充石墨复合材料的制备方法,其制备过程为:将石油焦或针状焦原料,粘结剂及其金属造孔剂混合均匀并进行压块,之后进行石墨化使其金属造孔剂挥发在其原料的基体上留下微量孔洞,得到石墨复合材料;同时制备出含有金属催化剂的复合体,并通过气体雾化法沉积在石墨复合材料的表面,之后通过气相沉积法进行气相沉积得到碳纳米管掺杂无定形碳包覆石墨复合材料。其复合材料通过金属造孔剂在其内核留下的多孔结构提升材料保液性能并提升离子导电率,及其外壳表面金属催化剂碳化生成的碳纳米管提升外壳的电子导电率,并发挥其电子导电率和离子导电率双方的优势,提升材料的倍率性能。