[發明專利]多孔硅組合物和裝置以及其方法

有效

• 申請號: 201680069254.6
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108290740B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: I·杜塔;B·A·肯特;S·M·奧馬利;P·D·特珀謝;R·E·揚曼
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C01B33/00
• 分類號: C01B33/00;H01M4/00;C01B33/023;H01M4/134;H01M4/36;H01G11/30;C04B35/00;C04B35/58;C04B38/00;H01M4/90
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

1.一種制備多孔硅組合物的方法，所述方法包括：

將粒度10納米至100微米的鎂粉和粒度10納米至100微米的硅源粉末的混合物壓縮為鎂：二氧化硅摩爾百分比為1:1.5至1:1.99的厚度為5至20mm的壓縮形式；

將壓縮形式在600℃至900℃進行加熱以形成燒制形式；

將燒制形式研磨為中間產物粉末；

用酸溶液浸提中間產物粉末；和

洗滌所獲得的浸提產物以形成多孔硅組合物的顆粒。

2.如權利要求1所述的方法，所述方法還包括：

用導電材料、強度增強材料、或它們的組合中的至少一種涂覆多孔硅組合物，以形成經涂覆的組合物。

3.一種能量儲存裝置，其包含：

電極，其包括：

涂覆有包含如權利要求2所述的經涂覆的組合物、導電碳和粘結劑的混合物的導電基材。

4.一種合金穩定多孔硅組合物，其包含：

通過NMR測定的70至90原子％Si的結晶相，其由通過XRD測定的20至80重量％的結晶Si、通過XRD測定的0.1至5重量％的結晶鎂橄欖石、通過XRD測定的0.1至1重量％的結晶石英、以及通過XRD測定的1至80重量%的至少一種結晶金屬硅化物組成；

由無定形二氧化硅、無定形硅酸鹽或它們的混合物中的至少一種組成的無定形相，該無定形相具有通過NMR測定的10-30原子％的Si；

通過ICP測定的20至99重量%的總Si含量；

基于總計100重量%，總元素氧含量差異為0.001重量%至1重量％；和

包含多孔顆粒的形狀因子。

5.如權利要求4所述的合金穩定多孔硅組合物，其特征在于，所述顆粒包含：

含有多孔硅組合物的連續相；以及

分散在連續相中的含有金屬硅化物的非連續相，并且多孔顆粒具有以下至少一個性質：

60體積%至80體積%的孔隙率百分比；或

20至75m²/g的BET表面積，

多孔合金具有孔直徑尺寸為1nm至1000nm的開孔結構，其中，孔直徑大于10nm的總孔容大于85%，并且孔直徑大于40nm至1000nm的總孔容大于50%。

6.一種制備多孔合金組合物的方法，所述方法包括：

將混合物進行壓縮，所述混合物包含：

具有10納米至100微米粒度的鎂粉；以及

粒度為10nm至100微米的金屬硅化物源、二氧化硅源粉末、硅酸鹽玻璃、二氧化硅源粉末和金屬氧化物的混合物、或它們的混合物中的至少一種，以形成為鎂：二氧化硅摩爾百分比為1:1.5至1:1.99的厚度為5至20mm的壓縮形式；

將壓縮形式在600℃至900 ℃進行加熱；

將壓縮并加熱的形式碾磨為中間體產物粉末；

用酸溶液浸提中間產物粉末；和

洗滌所獲得的浸提產物以形成多孔合金組合物。

7.如權利要求6所述的制備多孔合金組合物的方法，所述方法還包括：

用導電材料、強度增強材料、或它們的組合中的至少一種涂覆多孔合金組合物，以形成經涂覆的多孔合金組合物。

8.如權利要求6所述的制備多孔合金組合物的方法，其特征在于，金屬硅化物源、二氧化硅源粉末、硅酸鹽玻璃、二氧化硅源粉末和金屬氧化物的混合物、或它們的混合物中的至少一種選自：硅酸鹽礦物、氧化鈦或它們的混合物。

9.如權利要求7所述的制備多孔合金組合物的方法，其特征在于，金屬硅化物源、二氧化硅源粉末、硅酸鹽玻璃、二氧化硅源粉末和金屬氧化物的混合物、或它們的混合物中的至少一種選自：硅酸鎂礦物、氧化鈦或它們的混合物。

10.一種能量儲存裝置，其包含：

電極，其包括：

涂覆有如權利要求5所述的組合物、導電碳和粘結劑的混合物的導電基材。