[發明專利]用于能量存儲設備中的異質納米結構材料及其制造方法

有效

• 申請號: 201080048453.1
• 申請日: 2010-10-25
• 公開（公告）號: CN102668100A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 王敦偉;周薩
• 申請（專利權）人: 波士頓學院董事會
• 主分類號: H01L31/00
• 分類號: H01L31/00;C25B9/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;王春偉

1.一種異質納米結構材料，其包括以約90度角連接在一起的多個連接的且以定距離間隔的納米梁，其中所述納米梁由具有微粒覆蓋層的導電的硅化物核組成。

2.如權利要求1所述的異質納米結構材料，還包括基質，其中所述多個連接的且以定距離間隔的納米梁被支撐在所述基質上。

3.如權利要求1所述的異質納米結構材料，其中所述導電的硅化物核由選自由鈦硅化物、鎳硅化物、鐵硅化物、鉑硅化物、鉻硅化物、鈷硅化物、鉬硅化物和鉭硅化物組成的組的材料制成。

4.如權利要求1所述的異質納米結構材料，其中所述硅微粒覆蓋層由選自由Si、Ge、SnO₂、TiO₂、MnO₂、WO₃、V₂O₅、CuO、NiO、Co₃O₄和TiS₂組成的組的材料制成。

5.如權利要求1所述的異質納米結構材料，其中所述導電的硅化物核是鈦硅化物(TiSi₂)而所述硅微粒覆蓋層是Si。

6.如權利要求1所述的異質納米結構材料，其中所述導電的硅化物核用作支撐所述硅微粒覆蓋層并促進電荷輸送的不活潑化合物。

7.如權利要求1所述的異質納米結構材料，其中所述硅微粒覆蓋層用作存儲和釋放鋰離子(Li⁺)的活潑組分。

8.一種電極，其包括在支撐基質的表面上形成的多個Si/TiSi₂納米網，其中所述Si/TiSi₂納米網中的每一個包括以約90度角連接在一起的多個連接的且以定距離間隔的納米梁，其中所述納米梁由具有硅微粒覆蓋層的導電的硅化物核組成。

9.如權利要求8所述的電極，能夠起用于鋰離子電池的陽極材料的作用。

10.如權利要求8所述的電極，其中所述導電的硅化物核用作支撐所述硅微粒覆蓋層并促進電荷輸送的不活潑化合物。

11.如權利要求8所述的電極，其中所述硅微粒覆蓋層用作存儲和釋放鋰離子(Li⁺)的活潑組分。

12.如權利要求8所述的電極，其中所述硅微粒覆蓋層與鋰離子(Li⁺)反應以形成Li-Si合金，并且其中所述硅微粒覆蓋層之間的空間允許所述Li-Si合金形成時的體積膨脹。

13.如權利要求8所述的電極，其中所述導電的硅化物核由選自由鈦硅化物、鎳硅化物、鐵硅化物、鉑硅化物、鉻硅化物、鈷硅化物、鉬硅化物和鉭硅化物組成的組的材料制成。

14.如權利要求8所述的電極，其中所述硅微粒覆蓋層由選自由Si、Ge、SnO₂、TiO₂、MnO₂、WO₃、V₂O₅、CuO、NiO、Co₃O₄和TiS₂組成的組的材料制成。

15.一種制造異質納米結構材料的方法，包括：

在反應室中、在第一溫度下進行化學蒸汽沉積持續第一時段以便制造二維導電的硅化物，其中由載氣流運載的一種或多種氣體或液體前體材料發生反應以形成納米結構，所述納米結構具有網狀外觀并包括以約90度角連接在一起的多個連接的且以定距離間隔的納米梁；

停止所述一種或多種氣體或液體前體材料的流動同時維持所述載氣流；

冷卻所述反應室至第二溫度；和

將所述氣體前體導入回到所述反應室中持續第二時段以便用微粒包覆所述二維導電的硅化物，以便制造所述異質納米結構材料。

16.如權利要求15所述的方法，其中所述導電的硅化物是鈦硅化物。

17.如權利要求15所述的方法，其中所述化學蒸汽沉積的所述一種或多種氣體或液體前體材料選自含鈦的化學品和含硅的化學品。