[發明專利]制備硅/碳復合材料的方法、由此制備的材料，及包含該材料的電極，尤其是負極

有效

• 申請號: 200980135641.5
• 申請日: 2009-09-10
• 公開（公告）號: CN102149654A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 梅拉妮·阿里阿斯;弗雷德里克·勒克拉
• 申請（專利權）人: 法國原子能及替代能源委員會
• 主分類號: C04B35/628
• 分類號: C04B35/628;C04B35/626;H01M4/38;H01M4/587
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

1.用于制備由碳涂覆的硅顆粒組成的硅/碳復合材料的方法，其中進行下列連續步驟：

a)將硅顆粒與在溶劑中的無氧聚合物溶液混合，由此獲得硅顆粒在所述聚合物溶液中的分散體；

b)對在步驟a)中獲得的所述分散體進行噴霧干燥操作，由此獲得由用聚合物涂覆的硅顆粒組成的復合硅/聚合物材料；

c)使在步驟b)中獲得的所述材料熱解，由此獲得由碳涂覆的硅顆粒組成的硅/碳復合材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚合物選自聚苯乙烯(PS)、聚(氯乙烯)(PVC)、聚乙烯、聚丙烯腈(PAN)和聚對苯撐(PPP)。

3.根據權利要求1所述的方法，其中所述溶劑選自諸如二氯甲烷的鹵代烷類、諸如丙酮和2-丁酮的酮類、四氫呋喃(THF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、乙腈、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亞砜(DMSO)，及其混合物。

4.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚合物為聚苯乙烯，所述溶劑為2-丁酮。

5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述溶液中聚合物的濃度是10g/升溶劑至200g/升溶劑。

6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述硅顆粒是微米顆粒。

7.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中所述硅顆粒是納米顆粒。

8.根據權利要求7所述的方法，其中所述硅顆粒是通過在受控氣氛下，優選在氬氣下還原通過SiCl₄合成的硅顆粒。

9.根據權利要求8所述的方法，其中步驟a)在受控氣氛下，優選在氬氣下進行。

10.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述分散體中硅顆粒的濃度為0.1～50g/L。

11.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中用所述聚合物涂覆的所述硅顆粒為球形，并具有例如1微米～20微米的直徑。

12.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中在步驟a)中還加入分散劑。

13.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中在步驟b)中通過升溫至20℃～220℃，優選60℃～110℃的噴嘴以小滴噴灑所述分散體。

14.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中步驟c)在600～1100℃，優選800～900℃的溫度下進行。

15.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中步驟c)在受控氣氛如氬氣氛，或者氬氣和氫氣的氣氛下進行。

16.通過根據權利要求1至15中任一項所述的方法獲得的硅/碳復合材料。

17.具有非水電解質的電化學系統，如具有非水電解質的可再充電的電化學蓄電池的電極，其包含根據權利要求16所述的硅/碳復合材料作為電化學活性材料。