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[发明专利]自补钠的钠离子电池正极活性材料及其制备方法和应用-CN202110105222.X有效
发明人：胡勇胜;丁飞翔;牛耀申;容晓晖 -专利权人：中国科学院物理研究所
申请日： 2021-01-26 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： H01M4/505 文献下载
摘要：本发明涉及一种自补钠的钠离子电池正极活性材料及其制备方法和应用，所述自补钠的钠离子电池正极活性材料为富钠锰基层状氧化物材料，化学通式为：NaxNiaCubFecMndMe02±δ；其中，Ni、Cu、Fe、Mn为过渡金属元素，M为对过渡金属位掺杂取代的离子；Mn离子为正三价或者为正三价和正四价的混合价态；在富钠锰基层状氧化物材料的结构中，过渡金属位的离子与邻近的六个氧形成八面体结构，并与八面体配位的NaO6层交替排列，构成空间群为R‑3m的O3型的所述富钠锰基层状氧化物材料；在首周充电过程中低电压区间的Mn3+/Mn4+氧化伴随着钠离子的脱出有效补偿首周负极形成SEI膜过程中消耗的活性钠离子，放电过程控制电压范围抑制Mn4+还原减少姜泰勒效应的产生并显著提高电池循环性能。
钠离子电池正极活性材料及其制备方法应用

[发明专利]钠锂铁锰基层状氧化物材料、制备方法和用途-CN202010010840.1有效
发明人：胡勇胜;牛耀申;容晓晖;丁飞翔 -专利权人：中国科学院物理研究所
申请日： 2020-01-06 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： H01M4/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种钠锂铁锰基层状氧化物材料、制备方法和用途，所述材料的化学通式为：Naa[LibFeCMnd]O2+β；层状氧化物材料的空间群为#imgabs0#对应结构为O3相。氧离子变价层状氧化物材料用于钠离子二次电池的正极活性材料，首周充电时，晶格中铁离子失去电子，平均价态从+3价升高变为+4价，晶格中的氧离子失去电子，平均价态从‑2升高变为介于‑2和‑1之间的价态；首周放电时，具有较高价态的氧离子重新得到电子，随后铁离子得到电子被还原，随着放电的深入，部分锰离子会得到电子，平均价态由四价变为三价；从第二周开始，充放电过程中铁离子,氧离子和锰离子会共同参与可逆的得失电子过程。
钠锂铁锰基层氧化物材料制备方法用途

[发明专利]原位包覆硼酸盐的氧化物复合正极材料、制备方法和用途-CN202111342367.8在审
发明人：胡勇胜;胡紫霖;牛耀申;杨佯;容晓晖;陆雅翔;陈立泉 -专利权人：中国科学院物理研究所
申请日： 2021-11-12 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： C01G53/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种原位包覆硼酸盐的氧化物复合正极材料、制备方法和用途，化学通式为：γAxByOz‑NaaLibNicCudMneMfO2+β；材料中，Li、Ni、Cu、Mn、对过渡金属位进行掺杂取代的元素M共同占据晶体结构中的过渡金属离子位置；层状氧化物复合正极材料的空间群为P63/mmc或P63/mcm或对应结构为P2相或O3相；AxByOz为在NaaLibNicCudMneMfO2+β表面原位生成的针状结构的包覆层,通过包覆材料前躯体与用于生成NaaLibNicCudMneMfO2+β的层状氧化物前躯体在烧结过程中生成；其中γ为包覆材料前躯体占层状氧化物前驱体的质量分数，0.1wt％≤γ≤10wt％；A为Li和/或Na。本发明的复合正极材料不仅容量高，而且由于表面针状包覆层的存在，材料表面残碱大幅减少，空气中稳定性显著提升，首次充放电效率高，循环寿命长。
原位硼酸盐氧化物复合正极材料制备方法用途

[发明专利]多元素协同的钠铜镍铁锰钛基层状氧化物材料、制备方法和用途-CN202111199773.3在审
发明人：胡勇胜;胡紫霖;牛耀申;容晓晖;陈立泉 -专利权人：中国科学院物理研究所
申请日： 2021-10-14 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： H01M4/48 文献下载
摘要：本发明公开了一种多元素协同的钠铜镍铁锰钛基层状氧化物材料、制备方法和用途，该材料的化学通式为Naa[CubNicFedMneTif]O2+β；材料中多种过渡金属离子具有良好的协调作用：镍离子的变价提供主要容量；铜离子的存在可提升材料的空气稳定性，提供部分容量，抑制充放电过程中的相变；铁离子提供部分容量，起抑制充放电过程中相变的作用；锰离子和钛离子在充放电过程中不变价，起结构骨架的作用，钛离子的存在可消除钠层中钠离子与空位的有序排布，平滑充放电曲线，提升材料循环稳定性。材料中多种过渡金属无序排布，导致电荷的无序分布，三种变价金属的轨道有重合，在充放电过程中过渡金属的变价是连续的，起到了平滑曲线、抑制相变、提高材料循环稳定性的作用。
多元协同钠铜镍铁锰钛基层氧化物材料制备方法用途

[发明专利]钠镁铁锰基层状氧化物材料、制备方法和用途-CN202010010825.7在审
发明人：胡勇胜;牛耀申;容晓晖;丁飞翔 -专利权人：中国科学院物理研究所
申请日： 2020-01-06 - 公布日： 2021-07-06 - 主分类号： H01M4/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种钠镁铁锰基层状氧化物材料、制备方法和用途，所述材料的化学通式为：Naa[MgbFeCMnd]O2+β；a,b,c,d,β分别为对应元素所占的摩尔百分比；层状氧化物材料的空间群为氧离子变价层状氧化物材料用于钠离子二次电池的正极活性材料，首周充电时，晶格中铁离子失去电子，平均价态从+3价升高变为+4价，晶格中的氧离子失去电子，平均价态从‑2升高变为介于‑2和‑1之间的价态；首周放电时，具有较高价态的氧离子重新得到电子，随后铁离子得到电子被还原，随着放电的深入，部分锰离子会得到电子，平均价态由四价变为三价；从第二周开始，充放电过程中铁离子,氧离子和锰离子会共同参与可逆的得失电子过程。
钠镁铁锰基层氧化物材料制备方法用途

[发明专利]钠离子电池钛基负极活性材料及其制备方法和应用-CN201910461424.0在审
发明人：胡勇胜;丁飞翔;容晓晖;牛耀申;陆雅翔;高飞;杨凯;陈立泉 -专利权人：中国电力科学研究院有限公司;国家电网有限公司;中国科学院物理研究所;国网上海市电力公司
申请日： 2019-05-30 - 公布日： 2020-12-01 - 主分类号： H01M4/485 文献下载
摘要：本发明公开了一种钠离子电池钛基负极活性材料及其制备方法和应用，所述钛基负极活性材料的化学通式为:NaxLiyMgzTi1‑y‑z02‑δ；其中，0.5≤x≤0.67，0.02≤y≤0.25，0.1≤z≤0.35，0≤δ≤0.05；所述钛基负极活性材料为P2纯相或者主相为P2相的物质，空间群为P63/mmc。本发明的钠离子电池钛基负极活性材料通过使用资源丰富的镁元素配合少量的锂元素构成钛基负极活性材料，成本低，体积形变小，可逆充放电电位适中，循环稳定，经过400次循环，其容量保持率能稳定在90％左右。
钠离子电池负极活性材料及其制备方法应用