[發(fā)明專利]結(jié)構(gòu)化顆粒及其在鋰可再充電電池組中的使用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510080927.5
• 申請日: 2008-07-17
• 公開（公告）號: CN104795547A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·格林;劉峰名
• 申請（專利權(quán)）人: 奈克松有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/134;H01M10/052;H01M4/04;H01M4/1395
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 賀月嬌;楊曉光

1.一種包括硅的顆粒，所述顆粒具有顆粒核和從所述顆粒核延伸的包括硅的柱的陣列。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的顆粒，其中所述陣列是規(guī)則的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的顆粒，其中所述陣列是不規(guī)則的。

4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的顆粒，其中所述柱具有范圍為0.08到0.70微米的第一維度。

5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的顆粒，其中所述柱具有范圍為4到100微米的第二維度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一項(xiàng)的顆粒，其中所述柱具有大于20:1的縱橫比。

7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一項(xiàng)的顆粒，其中所述柱具有基本上圓形的截面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任一項(xiàng)的顆粒，其中所述柱具有基本上非圓形的截面。

9.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的顆粒，其中所述顆粒和/或柱包括未摻雜的硅、摻雜的硅或硅鍺混合物。

10.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的顆粒，其中所述硅含量為90.00質(zhì)量％到99.95質(zhì)量％，優(yōu)選90.0質(zhì)量％到99.5質(zhì)量％。

11.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的顆粒，其中所述顆粒為冶金級硅。

12.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的顆粒，其具有規(guī)則的截面。

13.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的顆粒，其具有不規(guī)則的截面。

14.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的顆粒，其第一維度為10μm到1mm，優(yōu)選20μm到150μm，更優(yōu)選25μm到75μm。

15.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的顆粒，其中所述顆粒核為晶體的或多晶的。

16.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的顆粒，其中所述顆粒核的被柱所占據(jù)的表面積的分?jǐn)?shù)為0.10到0.50，優(yōu)選0.20到0.40，更優(yōu)選0.25到0.35。

17.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1到16中的任一項(xiàng)的顆粒的方法，包括蝕刻包括硅的顆粒的步驟。

18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中通過化學(xué)反應(yīng)蝕刻產(chǎn)生所述柱。

19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中通過電化交換蝕刻產(chǎn)生所述柱。

20.一種電極，其包含根據(jù)權(quán)利要求1到16中的任一項(xiàng)的顆粒作為其活性材料之一。

21.根據(jù)權(quán)利要求20的電極，其使用銅作為集電體。

22.根據(jù)權(quán)利要求20的復(fù)合電極，其中所述電極是陽極。

23.一種電化學(xué)電池，其包含根據(jù)權(quán)利要求20到22中的任一項(xiàng)的電極。

24.根據(jù)權(quán)利要求23的電化學(xué)電池，其中所述陰極包括含鋰化合物作為其活性材料，所述含鋰化合物能夠釋放和再吸收鋰離子。

25.根據(jù)權(quán)利要求24的電化學(xué)電池，其中所述陰極包括基于鋰的金屬氧化物、硫化物或磷酸鹽作為其活性材料。

26.一種鋰可再充電電池陽極，其包括根據(jù)權(quán)利要求1到16中的任一項(xiàng)的顆粒作為其活性材料之一。

27.根據(jù)權(quán)利要求26的陽極，其中所述顆粒為復(fù)合膜的一部分。

28.一種電池，其包括陰極和根據(jù)權(quán)利要求26或27中任一項(xiàng)的陽極。

29.根據(jù)權(quán)利要求28的電池，其中所述陰極包括基于鋰的材料。

30.根據(jù)權(quán)利要求29的電池，其中所述陰極包括鋰鈷二氧化物。

31.一種裝置，其通過根據(jù)權(quán)利要求23到30中的任一項(xiàng)的電池供電。

32.一種產(chǎn)生復(fù)合電極的方法，其包括以下步驟：制備包含根據(jù)權(quán)利要求1到16中的任一項(xiàng)的顆粒的基于溶劑的漿料；將所述漿料涂敷到集電體上；以及蒸發(fā)所述溶劑以產(chǎn)生復(fù)合膜。

33.一種制造鋰可再充電電池的方法，包括以下步驟：產(chǎn)生根據(jù)權(quán)利要求26或27的陽極；以及添加陰極和電解質(zhì)。