[發明專利]用作鋰離子電池負極材料的介孔硅復合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201110221615.3
• 申請日: 2011-08-04
• 公開（公告）號: CN102916167A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 楊軍;高鵬飛;張敬君;周龍捷
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M10/0525
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李振東

1.由介孔硅相、金屬硅化物相和碳相組成的介孔硅復合物，其特征在于，金屬硅化物嵌入介孔硅顆粒中，介孔硅顆粒表面被碳層包覆；硅元素與金屬元素的重量比為2∶3至900∶1；介孔硅顆粒的孔具有2至80nm的尺寸分布。

2.根據權利要求1的復合物，其特征在于，硅元素與金屬元素的重量比為2∶1至60∶1。

3.根據權利要求1或2的復合物，其特征在于，硅元素與金屬元素的重量比為8∶3至12∶1。

4.根據權利要求1至3之一的復合物，其特征在于，所述金屬硅化物是CoSi₂。

5.根據權利要求1至4之一的復合物，其特征在于，介孔硅顆粒內部的孔具有2至50nm的尺寸分布。

6.根據權利要求1至5之一的復合物，其特征在于，所述碳層是通過聚合物熱解形成的。

7.根據權利要求6的復合物，其特征在于，所述聚合物選自PVC、瀝青和PAN，或者上述的組合。

8.根據權利要求1至5之一的復合物，其特征在于，所述碳層是通過CVD法形成的。

9.根據權利要求1至8之一的復合物，其特征在于，所述介孔硅顆粒中還嵌入有石墨或導電炭黑。

10.根據權利要求1的由介孔硅相、金屬硅化物相和碳相組成的介孔硅復合物的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)將SiCl₄、LiSi合金粉和金屬粉進行球磨；

2)用水洗滌球磨的產品；以及

3)將步驟2)中經洗滌的產品包覆碳層，從而獲得所述介孔硅復合物。

11.根據權利要求10的方法，其特征在于，所述金屬粉是鈷粉。

12.根據權利要求1的由介孔硅相、金屬硅化物相和碳相組成的介孔硅復合物的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)將SiCl₄和LiSi合金粉進行球磨；

2)用水洗滌球磨的產品；

3)將步驟2)中經洗滌的產品加入金屬氯化物的溶液中，去除溶劑后，在含有氫氣的還原性氣氛中進行熱還原，以及

4)將步驟3)的產品包覆碳層，從而獲得所述介孔硅復合物。

13.根據權利要求12的方法，其特征在于，所述金屬氯化物是氯化鈷或其水合物。

14.根據權利要求10至13之一的方法，其特征在于，基于初始原料的總重量，在步驟1)中還額外加入石墨或導電炭黑一起進行球磨。

15.根據權利要求10至14之一的方法，其特征在于，在步驟1)中球磨之后對球磨的產品進行熱處理。

16.根據權利要求10至15之一的方法，其特征在于，所述包覆碳層是通過將經洗滌的球磨產品加入聚合物溶液中，然后進行熱解而實現的。

17.根據權利要求16的方法，其特征在于，所述聚合物選自PVC、瀝青和PAN，或者上述的組合。

18.根據權利要求10至15之一的方法，其特征在于，所述包覆碳層是通過CVD法實現的。

19.一種電極材料，其特征在于，所述電極材料中含有權利要求1至9之一所述的或者根據權利要求10至18之一的方法制得的介孔硅復合物。

20.一種電池，其特征在于，所述電池中含有權利要求1至9之一所述的或者根據權利要求10至18之一的方法制得的介孔硅復合物。