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[发明专利]一种锂电池颗粒表面钝化正极材料的制备方法-CN202210047227.6有效
发明人： 石吉磊;盛航;孟鑫海;殷雅侠;郭玉国 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2022-01-17 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： H01M4/36 文献下载
摘要：本发明涉及一种颗粒表面钝化正极材料，化学表达为Li1+xNiaCobMcAyOn，其中1＞a＞b≥c＞0，a≥0.5，且a+b+c＝1；0.02≥y≥0.0005，1≥x≥0，1≥c≥0,2.2n1.9；其中M选自Mn或者Al元素中的一种或者两种；其中A选自C,B,N,F,Si,P,Ti,S,La,Nd,W,Ta,Sn,Mo,Nb,Zr,Mg中的一种或者多种；所述表面钝化正极材料为核壳结构，内核为锂镍钴锰三元正极材料，外壳为含A元素的保护层；所述外壳保护层厚度1‑10nm。本发明提高锂离子脱出能垒和锂离子正极材料空气稳定性，通过将三元正极前驱体，锂源和元素混合物，在一定条件下完善三元正极材料晶体的生长，改善正极材料表面结构，最终获得电化学性能优异、空气稳定性良好的正极材料。
一种锂电池颗粒表面钝化正极材料制备方法

[发明专利]一种锂电池用颗粒致密化正极材料及其制备方法-CN202210047200.7有效
发明人：郭玉国;盛航;石吉磊;孟鑫海;殷雅侠 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2022-01-17 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： H01M4/505 文献下载
摘要：本发明涉及一种锂电池用颗粒致密化正极材料及其制备方法，所述锂电池用颗粒致密化正极材料化学表达为Li1+xNiaCobZcAyO2，其中1＞a＞b≥c＞0，a≥0.5，且a+b+c＝1；0.5≥y≥0.0001，1≥x≥0；Z元素选自Mn,Al元素中的一种或者两种；所述致密化正极材料颗粒密度ρ为3.9‑4.3g/cm3。本发明通过控制混合步骤中含Ce化合物的掺杂浓度、混合条件，优化了晶相和晶格结构，结合分段焙烧工艺，提高正极颗粒生长过程晶面表面能，使得晶体能够长时间继续生长，致密化正极颗粒，降低正极颗粒空间占有率，且保证掺杂元素分散均匀，体相浓度梯度可控，作为锂电池正极材料高度稳定，长时间运行容量不会衰减。
一种锂电池颗粒致密正极材料及其制备方法

[发明专利]一种超高锂含量材料与一种自补锂复合正极材料-CN202210649584.X在审
发明人：郭玉国;孟鑫海;石吉磊;万立骏 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2022-06-10 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： H01M10/42 文献下载
摘要：本发明涉及一种超高锂含量材料与一种自补锂复合正极材料，所述超高锂含量材料的化学式为Li5MxA1‑xO4或Li8MxB1‑xO6。所述自补锂复合正极材料是正极材料表面被权利要求1或2所述的超高锂含量材料均匀、致密地包覆。本发明通过在正极颗粒表面形成一层均匀、致密的高锂含量化合物包覆层，实现正极材料本身自带补锂功能，补偿电池中锂的消耗，延长电池的循环寿命；此外表面高锂含量层在发挥补锂作用后，可以转化为致密坚固的表面保护层，从而避免正极与电解液进一步的副反应，增强循环稳定性。
一种超高含量材料复合正极

[发明专利]一种双功能界面锂离子电池富镍单晶正极材料及制备方法-CN202110387936.4有效
发明人：郭玉国;杜亚豪;石吉磊;盛航;曹菲菲 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2021-04-12 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： H01M4/36 文献下载
摘要：本发明提供了一种双功能界面锂离子电池富镍单晶正极材料及制备方法，所述方法是在富镍单晶正极材料中加入一定量的铝源和磷酸盐，在消耗掉表面残碱(Li2CO3/LiOH)的同时形成AlPO4和Li3PO4的双功能包覆层。通过控制铝源和磷酸盐的加入量，以及通过加入方式以及煅烧方法的调整和控制，不仅可以降低活性材料与电解液的直接接触，抑制产气，提升材料的热稳定性；还能加速离子在正极和电解液之间的传输，缓解充放电过程中的应力变化，提升材料的倍率性能。本发明所述方法，得到一个双功能界面修饰层，利用二者的协同作用，富镍单晶正极材料的电化学性能得到了提升，且操作简便，原料廉价易得，适合富镍单晶正极材料大规模商业化。
一种功能界面锂离子电池富镍单晶正极材料制备方法

[发明专利]一种Ta表面掺杂的高镍单晶正极材料及制备方法-CN202110278978.4有效
发明人：郭玉国;邹玉刚;石吉磊;盛航;殷雅侠;辛森 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2021-03-16 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： H01M4/62 文献下载
摘要：本发明公开了Ta表面掺杂的高镍单晶正极材料及其制备方法，所述单晶正极材料包括：单晶正极材料(LiNixCoyMn1‑x‑yO2,x＞0.6，y＜0.2)内核和由Ta离子表面掺杂形成的金属富集层LiTam(NixCoyMn1‑x‑y)1‑mO2,x＞0.6，y＜0.2,0m1)。本发明的Ta表面掺杂的高镍单晶正极材料，单晶的生长受到抑制，同时保留了高价过渡金属离子对电池性能的提升作用，当进行碳包覆后，结合碳包覆层改善电子导电性，可以提高电池倍率、容量、循环性能。
一种 ta 表面掺杂高镍单晶正极材料制备方法

[发明专利]一种制备磷钼酸修饰的高镍单晶正极材料的方法-CN202110293646.3有效
发明人：郭玉国;邹玉刚;石吉磊;盛航;孟鑫海 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2021-03-19 - 公布日： 2022-02-22 - 主分类号： H01M4/62 文献下载
摘要：本发明公开了一种制备磷钼酸修饰的高镍单晶正极材料的方法。所述方法包括：将磷钼酸与乙醇混合，配置成磷钼酸乙醇溶液；将高镍单晶正极材料粉末加入到所述磷钼酸的乙醇溶液中，搅拌使得乙醇挥发；在氧气气氛下煅烧，得到被包覆的锂离子二次电池用电极材料。本发明还提供了通过所述方法制备的高镍单晶正极材料及其在制造锂离子二次电池中的用途。本发明的制备方法简单、成本低，且所制备的高镍单晶正极材料具有比容量高、导电性能好、循环稳定性好等优点。
一种制备钼酸修饰高镍单晶正极材料方法

[发明专利]一种复合固体电解质及其制备方法和在固态二次电池中的应用-CN202011020138.X有效
发明人：郭玉国;陈婉平;辛森;石吉磊;段惠;殷雅侠 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2020-09-24 - 公布日： 2021-12-31 - 主分类号： H01M10/056 文献下载
摘要：本发明公开了一种导电包覆的复合固体电解质，其制备方法及在固态二次电池中的应用。本发明的复合固体电解质由无机固体电解质颗粒与形成于其表面的聚合物电解质包覆层构成。上述复合固体电解质的制备方法包括：将聚合物/聚合物单体、阳离子化合物盐、无机固体电解质粉末按一定比例均匀混合获得前驱体溶液，通过加入引发剂在固体电解质颗粒表面引发聚合物单体原位聚合，或加入沉淀剂使聚合物在固体电解质颗粒表面析出，从而制备得到复合固体电解质。进一步，将上述制备的复合固体电解质与溶剂按一定比例混合得到均匀、稳定的浆料，并使用流延涂覆工艺在基材或电极表面制备固体电解质薄膜，用于固态二次电池的生产。
一种复合固体电解质及其制备方法固态二次电池中的应用

[发明专利]一种锂离子电池用高体积能量密度三元正极材料及制备方法-CN201910860785.2有效
发明人：郭玉国;石吉磊;盛航;张旭东;殷雅侠;岳风树;姚钧 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2019-09-11 - 公布日： 2021-01-26 - 主分类号： C01G49/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种高体积能量密度锂离子电池正极材料的制备方法，包括下述步骤：S1、将三元正前驱体、锂盐和掺杂氧化物混合均匀；S2、将S1中的混合物在氧气或空气气氛炉中预烧结，待其冷却，在预烧材料中加入形体改良剂，混合均匀；S3、将S2中所得材料在氧气或空气气氛下进行烧结，得到所述高体积能量密度单晶三元正极材料。其中加入形体改良剂，可以控制锂离子脱出的量，减小晶体的在充放电过程中的膨胀收缩程度，循环稳定性得到了提升，同时增大了晶体颗粒尺寸，提升了材料的振实密度。本发明方法简单的通过在前驱体和锂盐的混合物中加入一定量助烧材料，在混合气体中于一定温度保温一段时间，能获得高体积能量密度单晶三元正极材料。
一种锂离子电池体积能量密度三元正极材料制备方法

[发明专利]一种锂电池复合单晶正极材料的界面改性方法-CN201910576417.5有效
发明人：郭玉国;盛航;石吉磊;张旭东;邹玉刚;殷雅侠 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2019-06-28 - 公布日： 2020-12-15 - 主分类号： H01M4/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种锂电池复合单晶正极材料的界面改性方法，包括以下步骤：1)配制丙烯腈单体溶液，向其中加入光引发剂，再将单体溶液雾化，喷撒在单晶正极材料表面，随后将处理过的正极材料放置于机械融合机里进行融合；2)在机械融合机中，将融合的材料在紫外灯照射下，进行聚合反应，离子液体单体均匀的包覆在正极材料表面；3)聚合反应结束后，将聚合物包覆的正极材料置于管式炉中，在150‑300℃下热处理，得到界面改性的复合单晶正极材料。界面改性后，聚合物均匀包覆在单晶正极表面，能够降低电池正极材料和电解液的接触面积，避免了副反应和腐蚀，从而提高单晶正极材料的循环寿命和倍率性能，得到综合性能优异的锂电池用单晶三元正极材料。
一种锂电池复合正极材料界面改性方法

[发明专利]一种单晶颗粒三元正极材料的制备方法-CN201910492703.3有效
发明人：郭玉国;盛航;石吉磊;张旭东;邹玉刚;殷雅侠 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2019-06-06 - 公布日： 2020-12-15 - 主分类号： H01M4/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种锂离子电池用单晶颗粒三元正极材料的制备方法，具体是将锂源、镍钴锰三元前驱体和第一固体添加剂混合均匀，进行分阶段烧结，分阶段烧结分为多个升温阶段和一个降温阶段，升温阶段的烧结温度在400‑1000℃，降温阶段的烧结温度为600‑800℃，所述第一固体添加剂为AB型物质，其中A为金属阳离子，B为含有羧基的阴离子。最终获得一次颗粒较大，电化学性能优异的高能量密度单晶颗粒三元正极材料。本申请提供的三元正极材料的制备方法工艺条件简单，原料易得，具有较高的实用性，适合大批量生产，具有很高的应用前景。
一种颗粒三元正极材料制备方法

[发明专利]一种尖晶石包覆的层状正极材料及其制备方法和应用-CN201810361836.2有效
发明人：郭玉国;张旭东;石吉磊;殷雅侠 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2018-04-20 - 公布日： 2020-10-27 - 主分类号： H01M4/136 文献下载
摘要：本发明公开了一种尖晶石包覆层状异质结构正极材料和其制备方法，以及使用该正极材料的锂离子电池正极和使用该正极的锂离子电池。所述材料利用现有共沉淀制备技术制备前驱体，并通过极其简单的搅拌法对前驱体进行表面氧化处理，再经过高温热处理，即可得到以富锂层状材料为内核尖晶石材料为保护性外壳的异质正极材料。该改性方法操作简便、安全性高、成本低适宜规模化生产，获得的尖晶石包覆层完整度和均匀度较高且厚度可调，在倍率性能和循环稳定性上均远远高于商业化的正极材料可以满足市场上对于高能量密度长循环高稳定性锂离子电池的需求。
一种尖晶石层状正极材料及其制备方法应用

[发明专利]一种单晶颗粒的制备方法及其在二次电池中的应用-CN201711423949.2有效
发明人：郭玉国;肖遥;张旭东;殷雅侠;石吉磊 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2017-12-25 - 公布日： 2020-10-27 - 主分类号： H01M4/505 文献下载
摘要：本发明公开了一种制备单晶颗粒且粒径大小可调控的方法及其作为二次电池材料的应用。本发明所提供的制备方法至少包括：配制出一定浓度的碱金属盐(碱土金属盐)和过渡金属盐以及酸化处理的单体混合溶液，然后进行充分的搅拌和加成热聚合反应，再将热聚合体积膨胀后的粉体进行烧结即可得到所述材料。该制备方法能够保证成品是单晶颗粒且元素均匀分布，工艺流程简单而且降低了煅烧温度，原料易得，适宜大规模生产，电化学性能优异，实用化程度高，有较好的工业应用的前景。
一种颗粒制备方法及其二次电池中的应用

[发明专利]一种二元掺杂的单晶三元正极材料及其制备方法-CN201910576426.4有效
发明人：郭玉国;盛航;石吉磊;张旭东;邹玉刚;殷雅侠 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2019-06-28 - 公布日： 2020-09-18 - 主分类号： H01M4/36 文献下载
摘要：本发明提供了一种二元掺杂的单晶三元正极材料及其制备方法。所述二元掺杂的单晶三元正极材料的化学表达式为Li1+y+zNiaCobMncAyBzO2，其中1＞a＞b≥c＞0，a≥0.5，且a+b+c＝1；0.05≥y≥0.001，0.005≥z≥0.0001，其中A为第一掺杂元素，选自Mg或Al中的至少一种；B为第二掺杂元素，选自Ti、V、B、Sb、La、Ta中的至少一种。本发明提供的单晶三元正极材料，通过调整掺杂物的种类和比例，得到一种综合性能优异的单晶三元正极材料。其放电比容量和循环稳定性均有一定程度的提升，而且4.3V氧释放温度较高，能满足锂电池应用的安全性。同时本发明二元掺杂的单晶三元正极材料的制备方法简单，原料易得，是一种适合大规模商业化生产的锂离子电池用单晶三元正极材料。
一种二元掺杂三元正极材料及其制备方法

[发明专利]一种锂离子电池正极材料制备方法及其应用-CN201610835895.X有效
发明人：郭玉国;齐然;石吉磊;张旭东;殷雅侠;万立骏 -专利权人：中国科学院化学研究所
申请日： 2016-09-20 - 公布日： 2019-10-01 - 主分类号： H01M4/36 文献下载
摘要：提供了一种梯度层状正极材料制备方法及应用，该材料是层状结构的材料包覆另一种层状结构。所述制备方法包括大致以下步骤：以共沉淀的方法来制备梯度结构的正极材料前驱体，再加入锂源进行混合均匀并煅烧成梯度结构正极材料(粒径大概在100nm‑30um)。获得的该梯度结构正极材料循环稳定性能好、安全性高且成本低廉，制备方法简单可控，更加便于商业化生产。
一种锂离子电池正极材料制备方法及其应用

[发明专利]一种三维集流体固态电池的制备方法-CN201710832793.7有效
发明人：郭玉国;董为;石吉磊;殷雅侠;王春儒 -专利权人：北京壹金新能源科技有限公司
申请日： 2017-09-15 - 公布日： 2019-08-27 - 主分类号： H01M10/052 文献下载
摘要：公开了一种梯度固化的固态金属锂电池的结构设计。该结构设计为含有一定聚合梯度的原位聚合固态电解质，在负极侧具有高聚合度，从而利用其机械性能优势抑制锂枝晶的生长。在负载正极材料的三维孔道内部具有低的聚合度从而实现锂离子的快速传输。通过该结构设计实现对固态电解质聚合度随深度的调控，从而实现不同功能多样化。该结构设计原位聚合的方式合成梯度聚合的固态电解质，改善了复合聚合物电解质与电极之间的接触，有利于电池性能的发挥，制备的固态金属锂电池具有高倍率下优异的循环稳定性，极大的减小正极侧的界面电阻，同时对负极保护效果明显，提升了电池的安全性。
一种三维流体固态电池制备方法

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