[發(fā)明專利]具有均勻的金屬-半導體合金層的陽極材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110462713.6
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN102569758A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: M·拉瑪瑟伯拉曼尼;R·M·斯波特尼茲
• 申請（專利權）人: 易諾維公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/134;H01M10/0525
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

1.一種用來形成包括金屬-半導體合金層的顆粒陽極的方法，所述方法包括：

制得包含半導體材料的顆粒陽極材料；

使得所述陽極材料的一部分與包含金屬離子的金屬離子溶液以及包含溶解組分的置換溶液接觸，其中，所述陽極材料的部分包含所述半導體材料；

從所述陽極材料的部分溶解一部分所述半導體材料；

通過所述半導體材料的溶解產(chǎn)生的電子將所述金屬離子還原成金屬；

在所述陽極材料的部分上沉積所述金屬；

對所述陽極材料的部分和沉積的金屬進行退火，形成包括金屬-半導體合金層的陽極材料；

用粘合劑粘合所述包括金屬-半導體合金層的陽極材料，形成顆粒陽極。

2.一種用來形成包括金屬-半導體合金層的顆粒陽極的方法，所述方法包括以下步驟：

制得包含半導體材料的顆粒陽極材料；

使得所述顆粒陽極材料與包含金屬離子的金屬離子溶液以及包含溶解組分的置換溶液接觸；

從所述顆粒陽極材料溶解一部分所述半導體材料；

通過所述半導體材料的溶解產(chǎn)生的電子將所述金屬離子還原成金屬；

在所述顆粒陽極材料上沉積金屬；

對所述顆粒陽極材料進行成形；以及

對所述顆粒陽極材料進行燒結，使得顆粒陽極材料聚結，從而形成顆粒陽極。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟：在對所述顆粒陽極材料進行成形之前，對所述顆粒陽極材料和沉積的金屬進行退火，形成金屬-半導體合金層。

4.一種用來形成包括金屬-半導體合金層的顆粒陽極的方法，所述方法包括以下步驟：

制得包含半導體材料的顆粒陽極材料；

對所述顆粒陽極材料進行成形；

使得所述顆粒陽極材料與包含金屬離子的金屬離子溶液以及包含溶解組分的置換溶液接觸；

從所述顆粒陽極材料溶解一部分所述半導體材料；

通過所述半導體材料的溶解產(chǎn)生的電子將所述金屬離子還原成金屬；

在所述顆粒陽極材料上沉積金屬；以及

對顆粒陽極材料進行燒結，使得顆粒陽極材料聚結，從而形成顆粒陽極。

5.一種用來形成包括金屬-半導體合金層的整體型陽極的方法，所述方法包括以下步驟：

制得包含半導體材料的整體型陽極材料；

使得所述整體型陽極材料與包含金屬離子的金屬離子溶液以及包含溶解組分的置換溶液接觸；

從所述整體型陽極材料溶解一部分所述半導體材料；

通過所述半導體材料的溶解產(chǎn)生的電子將所述金屬離子還原成金屬；

在所述整體型陽極材料上沉積金屬；以及

通過集電器將所述整體型陽極材料與外界裝置相連。

6.如權利要求1、2、4或5所述的方法，其特征在于，在與所述陽極材料接觸之前，將所述金屬離子溶液和置換溶液預先混合。

7.如權利要求1、2、4或5所述的方法，其特征在于，所述半導體是硅或鍺。

8.如權利要求1、2、4或5所述的方法，其特征在于，所述溶解組分是氟化物、氯化物、過氧化物、氫氧化物或高錳酸鹽。

9.如權利要求1、2、4或5所述的方法，其特征在于，所述金屬是貴金屬或賤金屬。

10.如權利要求1、2、4或5所述的方法，其特征在于，所述金屬是鎳，所述半導體材料是硅。

11.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述預先混合的溶液包含(a)大約0.02-0.5M的Ni²⁺，以及(b)約0.5-5M的氟化物或0.5-5M的過氧化物。

12.一種顆粒陽極，它是根據(jù)權利要求1、2或4所述的方法制造的。

13.一種整體型陽極，它是根據(jù)權利要求5所述的方法制造的。

14.如權利要求12或13所述的陽極，其特征在于，所述金屬-半導體合金層的平均厚度約為100納米至3微米。

15.一種非水性電解質(zhì)二次電池，其包括權利要求12或13所述的陽極，陰極，以及非水性電解質(zhì)。