CN107611373A - 一种纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极及其应用，涉及电池领域。本发明的纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极经由两个步骤制备而成，首先以氯化钴为原料制备锡酸钴粉末，然后以锡酸钴和磺酸萘为原料得到纳米Co2SnO4聚磺酸萘。纳米Co2SnO4聚磺酸萘中，Co2SnO4与聚磺酸萘相互镶嵌，形成三维空间立体结构，改善了Co2SnO4颗粒的团聚，形成了一个良好的空间导电网络，提高了分子的导电效率。将其用作电池负极，提高电池的离子导电性能，降低氧化物的产生量，延长电池的使用寿命。

Description

一种纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极及其应用
本申请是发明名称为“一种电极覆膜的电池”的分案申请
原申请的申请日为：2015-12-09
原申请的申请号为：2015109021722。
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其是一种一种纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极及其应用。
背景技术
从1859年普莱得试制成功化成式铅酸蓄电池以后，化学电源进人了萌芽状态。在100多年的发展过程中，新系列的化学电源不断出现，化学电源的性能得到不断改善。特别是二次世界大战以后，化学电源的发展更加迅速。后来产生了Cd-Ni电池，20世纪80年代产生了MH-Ni电池，经过近20年的探索，终于在20世纪90年代初研制出锂离子电池和锂聚合物电池，它们的发展也到了即将商品化的阶段，目前，锂离子电池以其高比能密度和使用寿命长而受到重视，发展迅速，美国、日本和台湾等国家和地区也重点发展锂聚合物电池。锂聚合物电池发展迅猛，正在逐步取代镉镍和氢镍电池，采用聚合物作电极和电解质材料的研究开发尤为引人注目。但是，目前的锂聚合物电池的离子导电性和机械强度较差，制造工艺复杂，电池体积较大，电池容量不够，由于正极活性物质和负极活性物质容易脱落，长时间使用后离子电导率和电化学稳定性差，隔离膜的强度以及稳定性也会随着电池的使用而变化，很容易导致锂聚合物电池在长时间使用后老化，充放电的寿命受到很大的限制。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种体积小，质量轻，使用过程安全稳定，电池容量大，电极不易损耗，放电性能优异的电池。
本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种电极覆膜的电池，包括设于电池外壳内部的正极片和负极片，所述正极片与负极片之间设有隔离膜；所述正极片与隔离膜之间依次设有正极覆膜和正极催化网，所述正极覆膜覆于正极片的表面，所述正极催化网覆于隔离膜的表面；所述隔离膜与负极片之间依次设有负极催化网和负极覆膜，所述负极催化网覆于隔离膜的表面，所述负极覆膜覆于负极片的表面；所述正极片为纳米Rh-石墨烯复合电极；所述负极片为纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极；所述正极覆膜为全氟磺酸质子膜，所述负极覆膜为二氧化硅，所述正极覆膜的厚度为300nm，所述负极覆膜的厚度300nm。
由于采用了上述技术方案，锂电池在充放电的过程中，会由于过载而钝化在在电极上形成氧化物，从而导致电池容量的下降，电极的充放电效率降低，在正极片和负极片表面覆膜，能够有效改善电极与隔膜之间的亲和力，增加离子导电性能，减少氧化物的产生，从而延长的电池的使用寿命。
正极片材料从微观结构上来看，Rh呈多孔方片状结构附着于石墨烯纳米片上有利于增大铑与电解质的接触面积，提高活性物质的利用率，同时石墨烯也有助于提高材料的导电性，改善正极片的电池性能，从而提高电池的工作效率。
负极片材料从微观结构上来看，Co2SnO4与聚磺酸萘相互镶嵌，形成三维空间立体结构，改善了Co2SnO4颗粒的团聚，形成了一个良好的空间导电网络，改善了负极片的电池性能，从而提高了电池的工作效率。
在正极片和负极片表面的覆膜，能够有效改善电极与隔膜之间的亲和力，增加离子导电性能，减少氧化物的产生，从而延长的电池的使用寿命。
本发明的一种电极覆膜的电池，所述正极片的厚度为40μm；所述负极片的厚度为50μm；所述正极片在电流为1A/g时放电比电容为576.3F/g，所述负极片在电流为1A/g时放电比电容为817.6F/g。
本发明的一种电极覆膜的电池，所述正极催化网的厚度为10μm，所述正极催化网负载有正极催化剂，所述正极催化剂为Cr-二噻吩乙烯基四氮杂卟啉二维共轭聚合物，所述正极催化网上正极催化剂的承载量为0.38mg/cm2；所述负极催化网的厚度为10μm，所述负极催化网负载有负极催化剂，所述负极催化剂为低聚笼形倍半硅氧烷-石墨烯，所述负极催化网上负极催化剂的承载量为0.71mg/cm2。
由于采用了上述技术方案，在正极和负极上添加适量的催化剂，能够在较宽的温度范围内使电池的容量和工作平台得到提高，特别是在低温及大电流放电时，从而有效地避免Li离子在电极钝化形成氧化物，延长电池的使用寿命，本发明使用的催化剂能够保证电池在-50~60℃的范围内均能够正常工作。
本发明的一种电极覆膜的电池，所述隔离膜为聚合物-LiClO4-Li4Ti5O12复合电解质，所述聚合物为聚苯乙烯-乙烯吡咯烷酮-苯乙烯三嵌段共聚物，所述隔离膜的厚度为40μm。
由于采用了上述技术方案，聚苯乙烯-乙烯吡咯烷酮-苯乙烯三嵌段共聚物作为基质，具有较强的极性，并含有易形成氢键的基团，能够结合一些小分子，提高锂离子的传导效率，离子导体Li4Ti5O12纳米粒子的加入减小了聚合物的结晶度，提高了聚合物电解质的电导率，增加了聚合物中在流子数目，从而提高了电池的工作效率；同时聚苯乙烯-乙烯吡咯烷酮-苯乙烯三嵌段共聚物具有良好的弹性，质量较轻，从微观上看，其分子结构呈现稳定的网状结构，表面活化能较大。
本发明的一种电极覆膜的电池，所述隔离膜表面覆有涂覆层，所述涂覆层为聚偏氟乙烯-六氟丙烯，所述涂覆层的厚度为100nm。
由于采用了上述技术方案，涂覆后，隔膜的拉伸强度增强，对电子的吸附能力增大，收缩率减小，透气能力略有降低，内阻大幅度降低，从而减小了电池内部发热的现象产生，增加了电池的安全稳定性能。
本发明的一种电极覆膜的电池，所述Cr-二噻吩乙烯基四氮杂卟啉二维共轭聚合物通过以下步骤制备而成，
步骤一：称取一份1,2-二氰基-1,2-二（2’,4’,5’-三甲基-3’-噻吩）乙烯，取适量正戊醇作为溶剂搅拌溶解，按照1,2-二氰基-1,2-二（2’,4’,5’-三甲基-3’-噻吩）乙烯：醋酸铬摩尔比1:2向溶液中加入六水合醋酸铬，加入适量DBU催化剂，加热回流反应20h，自然冷却至常温，通过旋转蒸发仪将溶剂蒸出，得到Cr-二噻吩乙烯基四氮杂卟啉聚合物；
步骤二：称取一份Cr-二噻吩乙烯基四氮杂卟啉聚合物，取适量二氯甲烷做溶剂，超声波分散30min，在5个大气压的压力下，放入反应釜中在150℃的条件下加热5h，自然冷却至常温，过滤，用去离子水洗涤，在真空度为0.98的条件下，常温干燥24h，得到Cr-二噻吩乙烯基四氮杂卟啉二维共轭聚合物。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、能够有效改善电极与隔膜之间的亲和力，增加离子导电性能，减少氧化物的产生，从而延长的电池的使用寿命。
2、能够在较宽的温度范围内使电池的容量和工作平台得到提高，特别是在低温及大电流放电时，从而有效地避免Li离子在电极钝化形成氧化物。
3、内阻大幅度降低，从而减小了电池内部发热的现象产生，在电池内部出现问题时，及时的体现出来，表现为鼓胀而不会爆炸，增加了电池的安全稳定性能。
附图说明
图1是一种聚合物电池的结构示意图；
图2是正极片的SEM图；
图3是负极片的SEM图；
图4是聚苯乙烯-乙烯吡咯烷酮-苯乙烯三嵌段共聚物的SEM图。
图中标记：1为正极片，2为负极片，3为正极催化网，4为负极催化网，5为隔离膜，6为电池外壳，7为正极覆膜，8为负极覆膜。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，一种聚合物电池，包括设于电池外壳6内部的正极片1和负极片2，正极片1与负极片2之间设有隔离膜5；正极片1与隔离膜5之间依次设有正极覆膜7和正极催化网3，正极覆膜7覆于正极片1的表面，正极催化网3覆于隔离膜5的表面；隔离膜5与负极片2之间依次设有负极催化网4和负极覆膜8，负极催化网4覆于隔离膜5的表面，负极覆膜8覆于负极片2的表面，正极覆膜7与正极催化网3相接，负极覆膜8与负极催化网4相接。
正极片1为纳米Rh-石墨烯复合电极，正极片1的厚度为40μm；负极片2为纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极，负极片2的厚度为50μm；正极片1在电流为1A/g时放电比电容为576.3F/g，负极片2在电流为1A/g时放电比电容为817.6F/g。
正极催化网3的厚度为10μm，正极催化网3负载有正极催化剂，正极催化剂为Cr-二噻吩乙烯基四氮杂卟啉二维共轭聚合物，正极催化网3上正极催化剂的承载量为0.38mg/cm2；负极催化网4的厚度为10μm，负极催化网4负载有负极催化剂，负极催化剂为低聚笼形倍半硅氧烷-石墨烯，负极催化网4上负极催化剂的承载量为0.71mg/cm2。
隔离膜5为聚合物-LiClO4-Li4Ti5O12复合电解质，聚合物为聚苯乙烯-乙烯吡咯烷酮-苯乙烯三嵌段共聚物，隔离膜5的厚度为40μm。隔离膜5表面覆有涂覆层，涂覆层为聚偏氟乙烯-六氟丙烯，涂覆层的厚度为100nm。
正极覆膜6为全氟磺酸质子膜，负极覆膜7为二氧化硅，正极覆膜6的厚度为300nm，负极覆膜7的厚度300nm。
电池外壳6由软性塑料制成，软性塑料包括二甲基硅油18.5%，滑石粉7.8%，TPR33%，硬脂酸锌2.2%，白炭黑10.2%，硼酸1.2%，十溴二苯醚9.5%，抗氧化剂168为0.25%，芥酸酰胺3.3%，有机硅树脂14.05%。
实施例2
如图2所示，纳米Rh-石墨烯复合电极通过以下步骤制备而成，
步骤一：称取一份石墨粉，在冰浴的条件下加入适量浓硫酸作为溶剂，搅拌，控制反应温度低于20℃的条件下，按照石墨粉：硝酸钠：高锰酸钾质量比1:0.5:3向溶液中缓慢加入硝酸钠和高锰酸钾，搅拌10min；将温度升至35℃，搅拌反应3h，按照浓硫酸：去离子水体积比1:0.2向溶液中加入去离子水，升温至98℃，搅拌30min，再按照浓硫酸：去离子水体积比1:0.5加入去离子水，停止反应，按照石墨粉：双氧水摩尔比1:0.2向溶液中加入5%的双氧水，趁热离心，分别用适量5%稀盐酸和蒸馏水洗涤，制得氧化石墨烯；
步骤二：称取一份Rh（Ac）3，取适量甲醇作为溶剂，常温搅拌溶解，在冰浴条件下，按照乙酸铑：氢氧化锂摩尔比1:1.2向溶液中加入LiOH·H2O的甲醇溶液，控制反应温度0℃搅拌8h，向溶液中按照乙酸铑：正己烷摩尔比1:20向溶液中加入正己烷，继续搅拌1h，过滤，沉淀分别用蒸馏水和无水甲醇洗涤3次，将产物分散于乙醇中，配制成浓度为13.7mg/mL的Rh（OH）3的乙醇分散液；
步骤三：称取一份氧化石墨烯用超声波分散于适量的无水乙醇中，按照氧化石墨烯：氢氧化铑：尿素摩尔比1:1:0.5向溶液中加入浓度为13.7mg/mL氢氧化铑的乙醇分散液和5mol/L的尿素-乙醇溶液，室温搅拌30min后，将溶液转移至反应釜中，通入氩气作为保护气密封，在160℃反应24h，停止反应，将产物过滤后，用蒸馏水洗涤，再在真空度为0.98的条件下冻干，再将产物放入反应釜中，通入氩气作为保护气密封后在300℃的条件下加热5.5h，得到纳米Rh-石墨烯复合电极。
实施例3
如图3所示，纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极通过以下步骤制备而成，
步骤一：称取一份SnCl4，取适量去离子水作为溶剂，搅拌溶解，按照氯化锡：氯化钴摩尔比1:2向溶液中加入CoCl2，按照氯化锡：氢氧化钠摩尔比1:10向溶液中加入NaOH的水溶液，常温搅拌10min，将溶液置于反应釜中，通入氮气：氧气15:1通入氮气和氧气的混合气体，密封，在240℃的条件下反应30h，自然冷却至室温，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，在真空度为0.98的条件下冻干，得到Co2SnO4粉末；
步骤二：称取一份Co2SnO4粉末，按锡酸钴：盐酸摩尔比1:15加入2mol/L的盐酸溶液作为溶剂，搅拌溶解，按照锡酸钴：磺酸萘：过硫酸钾摩尔比1:20：5向溶液中加入磺酸萘和过硫酸钾，超声波分散30min后，在功率2000W微波条件下反应5min，过滤，取滤渣分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤滤液呈中性，在真空度为0.98的条件下，常温干燥24h，得到纳米Co2SnO4聚磺酸萘。
实施例4
Cr-二噻吩乙烯基四氮杂卟啉二维共轭聚合物通过以下步骤制备而成，
步骤一：称取一份1,2-二氰基-1,2-二（2’,4’,5’-三甲基-3’-噻吩）乙烯，取适量正戊醇作为溶剂搅拌溶解，按照1,2-二氰基-1,2-二（2’,4’,5’-三甲基-3’-噻吩）乙烯：醋酸铬摩尔比1:2向溶液中加入六水合醋酸铬，加入适量DBU催化剂，加热回流反应20h，自然冷却至常温，通过旋转蒸发仪将溶剂蒸出，得到Cr-二噻吩乙烯基四氮杂卟啉聚合物；
步骤二：称取一份Cr-二噻吩乙烯基四氮杂卟啉聚合物，取适量二氯甲烷做溶剂，超声波分散30min，在5个大气压的压力下，放入反应釜中在150℃的条件下加热5h，自然冷却至常温，过滤，用去离子水洗涤，在真空度为0.98的条件下，常温干燥24h，得到Cr-二噻吩乙烯基四氮杂卟啉二维共轭聚合物。
实施例5
低聚笼形倍半硅氧烷-石墨烯通过以下步骤制备而成，
步骤一：称取一份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，取适量无水乙醇作为溶剂，搅拌均匀，按照γ-氨丙基三乙氧基硅烷：苯基三乙氧基硅烷摩尔比1:1向溶液中加入苯基三乙氧基硅烷，搅拌均匀后，按照γ-氨丙基三乙氧基硅烷：四乙基氢氧化铵摩尔比1:1.2向溶液中加入四乙基氢氧化铵，加热回流反应48h，自然冷却至常温，通过旋转蒸发仪将溶剂蒸出，得到石灰乳状产物，用四氢呋喃与甲醇的混合溶液洗涤产物，真空条件下冻干得到二元胺POSS；
步骤二：称取一份石墨粉，在冰浴的条件下加入适量浓硫酸作为溶剂，搅拌，控制反应温度低于20℃的条件下，按照石墨粉：硝酸钠：高锰酸钾质量比1:0.5:3向溶液中缓慢加入硝酸钠和高锰酸钾，搅拌10min；将温度升至35℃，搅拌反应3h，按照浓硫酸：去离子水体积比1:0.2向溶液中加入去离子水，升温至98℃，搅拌30min，再按照浓硫酸：去离子水体积比1:0.5加入去离子水，停止反应，按照石墨粉：双氧水摩尔比1:0.2向溶液中加入5%的双氧水，趁热离心，分别用适量5%稀盐酸和蒸馏水洗涤，制得氧化石墨烯；
步骤三：称取一份氧化石墨烯用超声波分散于适量的无水乙醇中，搅拌均匀后，按照氧化石墨烯：二元胺POSS摩尔比1:12向溶液中加入二元胺POSS，按照氧化石墨烯：二氯二茂钛摩尔比1:0.5向溶液中加入二氯二茂钛，室温搅拌30min后，将溶液转移至反应釜中，通入氩气作为保护气密封，在210℃反应36h，停止反应，将产物过滤后，用蒸馏水洗涤，再在真空度为0.98的条件下冻干，得到低聚笼形倍半硅氧烷-石墨烯。
实施例6
如图4所示，聚合物-LiClO4-Li4Ti5O12复合电解质通过以下步骤制备而成，
步骤一：称取一份苯乙烯，取适量环己烷作为溶剂，搅拌溶解，按照苯乙烯：叔丁基锂摩尔比1:1.2向溶液中加入叔丁基锂，搅拌均匀后，放入反应釜中，加热至80℃，反应1h，反应后冷却至20℃，按照苯乙烯：乙烯吡咯烷酮摩尔比1:1向溶液中加入乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀后向反应釜中通入氮气作为保护气，升温至240℃反应3h后，冷却至20℃，再按照乙烯吡咯烷酮：苯乙烯摩尔比1:1向溶液中加入苯乙烯，搅拌均匀后向反应釜中通入氮气作为保护气，升温至240℃反应3h，加入无水甲醇终止反应，将溶液倒入无水乙醇中沉淀，过滤后，真空条件下干燥，制得聚苯乙烯-乙烯吡咯烷酮-苯乙烯三嵌段共聚物；
步骤二：称取一份LiOH，按照氢氧化锂：二氧化钛摩尔比1:1将氢氧化锂固体与二氧化钛固体混合均匀，置于马弗炉中升温至800℃进行高温固相反应，完全反应后，自然冷却取出，球磨分筛得到Li4Ti5O12纳米粒子；
步骤三：称取一份聚苯乙烯-乙烯吡咯烷酮-苯乙烯三嵌段共聚物，取适量乙腈作为溶剂，搅拌均匀后按照聚苯乙烯-乙烯吡咯烷酮-苯乙烯三嵌段共聚物：LiClO4摩尔比20:1向溶液中加入LiClO4，搅拌均匀后按照LiClO4：Li4Ti5O12摩尔比1:1向溶液中加入Li4Ti5O12纳米粒子，搅拌得到白色粘稠液体，将粘液倒入聚四氟乙烯模具中，真空条件下冻干，得到聚合物-LiClO4-Li4Ti5O12复合电解质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极，其特征在于，其通过以下步骤制备而成：
步骤一：称取一份SnCl4，取适量去离子水作为溶剂，搅拌溶解，按照氯化锡：氯化钴摩尔比1:2向溶液中加入CoCl2，按照氯化锡：氢氧化钠摩尔比1:10向溶液中加入NaOH的水溶液，常温搅拌10min，将溶液置于反应釜中，通入氮气：氧气15:1通入氮气和氧气的混合气体，密封，在240℃的条件下反应30h，自然冷却至室温，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，在真空度为0.98的条件下冻干，得到Co2SnO4粉末；
步骤二：称取一份Co2SnO4粉末，按锡酸钴：盐酸摩尔比1:15加入2mol/L的盐酸溶液作为溶剂，搅拌溶解，按照锡酸钴：磺酸萘：过硫酸钾摩尔比1:20：5向溶液中加入磺酸萘和过硫酸钾，超声波分散30min后，在功率2000W微波条件下反应5min，过滤，取滤渣分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤滤液呈中性，在真空度为0.98的条件下，常温干燥24h，得到纳米Co2SnO4聚磺酸萘。
2.权利要求1所述的纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极在电池中的应用，其特征在于，所述纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极为负极。
3.根据权利要求2所述的纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极在电池中的应用，其特征在于，所述电池包括设于电池外壳（6）内部的正极片（1）和负极片（2），所述正极片（1）与负极片（2）之间设有隔离膜（5）；所述正极片（1）与隔离膜（5）之间依次设有正极覆膜（7）和正极催化网（3），所述正极覆膜（7）覆于正极片（1）的表面，所述正极催化网（3）覆于隔离膜（5）的表面；所述隔离膜（5）与负极片（2）之间依次设有负极催化网（4）和负极覆膜（8），所述负极催化网（4）覆于隔离膜（5）的表面，所述负极覆膜（8）覆于负极片（2）的表面；所述正极片（1）为纳米Rh-石墨烯复合电极；所述负极片（2）为纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极；所述正极覆膜（7）为全氟磺酸质子膜，所述负极覆膜（8）为二氧化硅，所述正极覆膜（7）的厚度为300nm，所述负极覆膜（8）的厚度300nm。
4.根据权利要求3所述的纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极在电池中的应用，其特征在于，所述正极片（1）的厚度为40μm；所述负极片（2）的厚度为50μm；所述正极片（1）在电流为1A/g时放电比电容为576.3F/g，所述负极片（2）在电流为1A/g时放电比电容为817.6F/g。
5.根据权利要求3所述的纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极在电池中的应用，其特征在于，所述正极催化网（3）的厚度为10μm，所述正极催化网（3）负载有正极催化剂，所述正极催化剂为Cr-二噻吩乙烯基四氮杂卟啉二维共轭聚合物，所述正极催化网（3）上正极催化剂的承载量为0.38mg/cm2；所述负极催化网（4）的厚度为10μm，所述负极催化网（4）负载有负极催化剂，所述负极催化剂为低聚笼形倍半硅氧烷-石墨烯，所述负极催化网（4）上负极催化剂的承载量为0.71mg/cm2。
6.根据权利要求3所述的纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极在电池中的应用，其特征在于，所述隔离膜（5）为聚合物-LiClO4-Li4Ti5O12复合电解质，所述聚合物为聚苯乙烯-乙烯吡咯烷酮-苯乙烯三嵌段共聚物，所述隔离膜（5）的厚度为40μm。
7.根据权利要求3所述的纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极在电池中的应用，其特征在于，所述隔离膜（5）表面覆有涂覆层，所述涂覆层为聚偏氟乙烯-六氟丙烯，所述涂覆层的厚度为100nm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3859823A4 (en) * 2019-05-03 2022-01-12 LG Chem, Ltd. FUNCTIONAL SEPARATOR WITH CATALYTIC SITE INTRODUCED THEREIN, PROCESS FOR ITS MANUFACTURE AND LITHIUM SECONDARY BATTERY THEREOF

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105514327A (zh) * 2015-12-09 2016-04-20 宋宏婷 一种锂聚合物电池
CN105449260A (zh) * 2015-12-09 2016-03-30 宋宏婷 一种聚合物电池
CN105552319A (zh) * 2015-12-09 2016-05-04 宋宏婷 一种包含催化剂的电池
CA3059579A1 (en) 2017-04-10 2018-10-18 HHeLI, LLC Battery with novel components
CN111029567B (zh) * 2019-05-16 2022-09-23 天津大学 一种热电池正极材料及其制备方法
CN115036447B (zh) * 2022-07-15 2023-08-29 中国科学技术大学 一种锂/钠金属电池电极片保护涂层及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101716504A (zh) * 2009-11-26 2010-06-02 浙江大学 导电聚合物修饰的碳载锰基复合物催化剂的制备方法
CN102610862A (zh) * 2012-03-16 2012-07-25 浙江大学 以聚吡咯包覆硼化镁为负极材料的锂电池的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100907486B1 (ko) * 2008-06-30 2009-07-13 한국과학기술연구원 다성분계 금속산화물 나노섬유 웹 구조의 음극 활물질을구비한 이차전지용 음극 및 이를 이용한 이차전지와,이차전지용 음극 활물질의 제조 방법
CN103682343B (zh) * 2013-12-27 2016-03-30 北京大学 锡化钴/聚苯胺复合材料及其制备方法和应用
CN103972497B (zh) * 2014-05-27 2016-09-21 华南师范大学 锂离子电池Co2SnO4/C纳米复合负极材料及其制备与应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101716504A (zh) * 2009-11-26 2010-06-02 浙江大学 导电聚合物修饰的碳载锰基复合物催化剂的制备方法
CN102610862A (zh) * 2012-03-16 2012-07-25 浙江大学 以聚吡咯包覆硼化镁为负极材料的锂电池的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G.WANG等: ""Hydrothermal synthesis of Co2SnO4 nanocrystals as anode materials for Li-ion batteries"", 《JOURNAL OF POWER SOURCES》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3859823A4 (en) * 2019-05-03 2022-01-12 LG Chem, Ltd. FUNCTIONAL SEPARATOR WITH CATALYTIC SITE INTRODUCED THEREIN, PROCESS FOR ITS MANUFACTURE AND LITHIUM SECONDARY BATTERY THEREOF

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