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石墨烯包覆钛酸锂材料及高性能超级电池
一、项目分类
显著效益成果转化
二、成果简介
本项目开创性地将石墨烯用于包覆钛酸锂，通过独特的加工工艺制得业内领先的石墨烯包覆钛酸锂材料，有效地解决了钛酸锂负极材料的产气问题，并以此为基础制得了高性能的钛酸锂超级电池。该电池单体可8C持续放电，20C脉冲放电，充放电循环大于30000次，10分钟可充电90%以上，低温性能优异（可在-40度环境下放电）。
石墨烯具有高导电性和优良的电化学稳定性，通过石墨烯的均匀包覆改善了钛酸锂的电子电导性，进而提升了电池的大倍率充放电能力和高低温性能。同时，石墨烯包覆降低了材料充放电过程中的极化，提高了材料的容量发挥，通过钝化钛酸锂材料表面的活性位点，解决了其产气问题。利用该负极材料做成钛酸锂超级电池，具有优异的倍率充放电性能、长寿命、高安全性能和优异的低温充放电性能。
本项目首先开发了石墨烯包覆的钛酸锂材料，采用高温固相法合成，X射线衍射图谱证明其为标准的钛酸锂尖晶石结构，微观上由100-200nm的一次颗粒组成的微米和亚微米级二次球形颗粒，D50为15±5μm，1C可逆容量大于155mAh/g。
获得了基于石墨烯包覆钛酸锂负极材料的钛酸锂超级电池，通过串并联成组后可以用于低温启动电源，轨道交通，储能等领域，在长寿命、高安全、快充和低温充放电领域具有广阔的应用前景。
南开大学
2022-07-29
尖晶石型锰系高比能锂电池正极材料
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
本项目开发出两类高性能尖晶石型锰系锂电池正极材料，包括多孔结构LiMn2O4材料和微纳结构 LiNi0.5Mn1.5O4材料。对于LiMn2O4材料，利用“乳液沉淀-固相锂化”制备路径，获得了高纯度富锂尖晶石相，产物具有一维多孔结构，产物尺寸可在纳米、亚微米和微米尺度范围内调节，优化的产品具有非常好的高倍率性能和长周期循环性能。对于LiNi0.5Mn1.5O4材料，利用“碳酸盐一步共沉淀法”和“表面活性剂辅助草酸盐共沉淀法”两种制备技术路线，获得的产品众多优点。
项目特色和创新之处：开发了“乳液沉淀-固相锂化”、“碳酸盐一步共沉淀法”和“表面活性剂辅助草酸盐共沉淀法”三条技术路线，用于多孔结构LiMn2O4电极材料和微纳结构LiNi0.5Mn1.5O4的制备，制备方法工艺简单、易于实施，有利于推广应用，制备的产品具有晶相纯度高、形貌规整、粒径可调、振实密度大、高电压区间容量高、比容量高、倍率性能好、长周期循环性能突出等特点。
社会贡献和经济效益：使尖晶石型新型锰系锂电池正极材料形成自主知识产权，促进成果转化和产业化，提升电池行业的研发水平和产业链结构优化，带动锂电池等新兴能源产业发展。
南开大学
2022-07-29
一种氮掺杂碳纳米材料、其制备方法及应用
本发明公开了一种氮掺杂碳纳米材料、其制备方法及其应用于 制备燃料电池阴极材料。所述氮掺杂碳纳米材料包括含氮杂环化合物 以及碳纳米材料，其中氮的质量含量在 2%至 10.4%之间。其制备方法 包括以下步骤：（1）将表面活化的碳纳米材料与含氮络合物，按照质 量比例 1:1 至 1:5 均匀混合，得到前驱体混合物；（2）将步骤（1）中 获得的前驱体混合物在保护气体环境下，升温至 800℃至 1000℃，煅 烧 2 小时至
华中科技大学
2021-04-14
纳米二氧化硅气凝胶隔热保温材料
与市场上现有气凝胶产品采用超临界干燥技术不同， 本产品采用常压干燥方式制备。 粉体的导热系数达到 0.015W/mK,复合保温毡垫的导热系数达到 0.022 W/mK，保温性能优于市场上有机保温材料， 而且燃烧性能达到 A 级不燃，兼有保温和防火效果。 通过工艺改进解决了常压干燥制备有机溶剂使用量大和制备周期长的缺点，而且使用无机硅源和有机溶剂使用少，制备成本大大降低。
中国科学技术大学
2023-05-19
轻质高强防火隔热材料的研发和规模化制备
开发了一种冰晶诱导自组装和热固化相结合的技术， 以传统的热固性树脂（如酚醛树脂和密胺树脂）为基体材料，成功研制了一系列的树脂基仿生人工木材。这种方法还可以复合多种纳米材料以制备多功能复合人工木材，而且简单高效，容易放大生产。
中国科学技术大学
2023-05-19
基于纳米多孔材料的结构设计和表面修饰工程
纳米多孔金属材料由于具有独特的三维、连续多孔结构，在超级电容器、催 化和传感领域有潜在的应用价值。以纳米多孔金、纳米多孔钛为基体材料，利用 磁控溅射沉积、去合金法、电化学沉积等方法，在多孔结构表面沉积纳米一维和 二维纳米材料如纳米氧化钛、纳米氧化锰等半导体材料以及石墨烯、石墨烯量子 点、氮化碳等材料，制备出复合结构材料，以获得良好的储能、催化、传感性能。
上海理工大学
2021-01-12
一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法
成果简介： 该技术通过利用给水厂聚铝污泥制备具有高效去除水中磷的成型材料。生产工艺简单，无有害物产生，制成的聚铝污泥成型除磷材料具有许多微孔，能够去除水中的磷等污染物，还能去除有害金属，减少病原微生物，制备的材料使用后便于分离，可回收利用，适合推广应用。
南京工业大学
2021-01-12
具有空层结构的改性二氧化钛材料
二氧化钛时常用的白色颜料，同时也是一种光催化自洁材料的主要成分，可以将与之接触的有机污染物分解转化为无色无害产物。正是由于其极强的光催化性能，使得二氧化钛在直接添加到塑料、涂料等高分子材料中时容易使高分子老化、粉化，影响高分子基材寿命。本技术将二氧化硅微粒包裹在二氧化钛颗粒表面，同时在二氧化钛和二氧化硅之间有间隔空层，形成二氧化钛（核）/空层/二氧化硅微粒（壳）的结构材料，材料的各个组分保持相对独立性。外部微粒壳层阻止内核与外面高分子基材的接触，但不影响小分子有机污染物透过壳层进入空层与内核二氧化钛
南京工业大学
2021-01-12
增材制造用金属粉体材料制备及应用技术
以周廉院士为带头人的中心研究团队，面向航空、航天、海洋工程和生物医疗等领域对高性能、结构-功能一体化材料及其面向性能制备的高端制造技术的迫切需求，围绕高性能钛合金、镍基高温合金、难熔金属及铁基合金粉体材料的制备与应用，开展了高性能合金成分设计与优化、高均匀高洁净母合金制备、高性能金属粉体材料制备、增材制造构件后处理集成技术及装备、粉末冶金近净成形技术的系统研究，形成了增材制造领域用高性能金属粉末材料制备及应用的成套专用技术。
南京工业大学
2021-01-12
一种宽频带异向介质材料及其制备方法
本发明公开了一种宽频带异向介质材料及其制备方法，属于电磁材料领域。该宽频带异向介质材料主要包括第一介质、第二介质和异向介质环，异向介质环同时具有负磁导率与负介电常数，第二介质在异向介质环的环内，第一介质在异向介质环的环外，第二介质的磁导率的绝对值大于第一介质的磁导率的绝对值。本发明的优点是异向介质材料的负折射率频带的相对带宽百分比可以接近200％，从而可以减轻这些材料的色散特性；本发明在微波、红外、光等各个频段均可适用。
浙江大学
2021-04-13