【专利开放许可】中南大学开放许可专利推介(三十一)

发布日期:2023-10-26 14:38:21

为推进专利开放许可工作,提升专利转化水平,本期发布5项专利,具体信息如下:

        本发明公开了一种锂离子电池负极材料,其化学式为Li2TiSiO5,为α-VPO5结构,具有三维空间层状结构;室温条件下,在0.01~2.0V的范围内以10mA/g的电流密度进行恒电流充放电测试,得到其充放电过程的可逆容量大于180mAh/g,脱锂过程的平台为0.68~0.75V,嵌锂过程的平台为0.28~0.35V。本发明的硅酸钛锂材料作为锂离子电池的负极时,有效避免因极化导致的负极析锂问题,可以极大改善电池的安全性能;相对于使用钛酸锂作为负极的锂离子电池,使用硅酸钛锂时其充放电电压范围较宽,容量高,电池的能量密度得到较大提升,且电池循环性能优异;本发明制得的材料具有更为平缓的充放电平台。

        本发明公开了一种锂离子电池正极材料的制备方法,包括以下步骤:1)将过渡金属溶液雾化成气溶胶,得到过渡金属液气溶胶,再用惰性气体将过渡金属液气溶胶通过可调节的喷头喷入反应釜内与碱液或碱液气溶胶反应,控制反应釜中反应体系的pH为9~12、温度为50~60℃,并搅拌至沉淀完全,得到锂离子电池正极材料前驱体溶液;2)将锂离子电池正极材料前驱体溶液陈化、固液分离、除杂,得到锂离子电池正极材料前驱体;3)将锂离子电池正极材料前驱体与锂盐混合后进行预焙烧、退火处理得到所述锂离子电池正极材料。本发明的制备方法通过将反应溶液的状态改变成气溶胶,增大了反应面积,有利于促进反应的快速进行,反应时间短,节约了成本。

        本发明公开了一种改良的固氟重构锂云母提取碱金属化合物的方法,该方法是以钙盐和钠盐的溶液或悬浮液作为重构助剂,与锂云母通过混合、造粒、干燥成型,再通过高温热处理,得到熟料,熟料用水浸出得到碱金属盐类化合物,滤渣再用酸浸出回收固氟重构试剂,同时副产优质的硅酸盐材料。该方法一方面实现了锂云母矿资源的综合利用,对锂、铷、铯等碱金属回收率高,另一方面实现了固氟重构试剂的循环利用,原料利用率高,大大降低了生产成本,有利于环保。

        本发明公开了一种锂离子电池用Li2TiSiO5/C复合负极材料,以Li2TiSiO5为核,在Li2TiSiO5的表面包覆有碳层;Li2TiSiO5属于P4/nmm空间点群。本发明的制备方法包括以下步骤:1)将可溶性钛盐和硅源制成溶液A、可溶性锂盐制成溶液B、碳源制成溶液C;2)在搅拌的过程中,依次将溶液B和溶液C加入到溶液A中,得到溶胶;再对溶胶进行水浴加热、搅拌,得到凝胶;3)对凝胶进行干燥、研磨、在惰性气体下烧结,得到所述复合负极材料。本发明将碳与Li2TiSiO5复合,增强了Li2TiSiO5材料的导电性和稳定性,改善了复合负极材料作为锂离子电池负极材料时的电化学性能。

        本发明公开了一种锂离子电池用硅酸钛锂负极材料,其分子式为Li2TiSiO5,所述Li2TiSiO5属于P4/nmm空间点群;所述硅酸钛锂负极材料具有多孔结构。本发明的制备方法包括以下步骤:1)将钛源、硅源、可溶性锂盐溶于溶剂配成混合溶液;2)将混合溶液的pH值调节至8.0~12.0,然后在100~300℃的温度下进行水热反应,反应完成后将反应产物进行洗涤、过滤、干燥得到前驱体;3)将前驱体在惰性气氛中、于550~950℃的温度下焙烧,得到所述硅酸钛锂负极材料。本发明的锂离子电池用硅酸钛锂负极材料为多孔状结构,有利于改善锂离子的扩散,使得该材料具有优良的电化学性能。