[發(fā)明專利]硅陽極材料有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910369913.3 | 申請日： | 2019-05-06 |
| 公開（公告）號： | CN110556521B | 公開（公告）日： | 2022-10-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | G·齊;李偉;肖興成 | 申請（專利權(quán)）人： | 通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/052;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 韋欣華;楊思捷 |
| 地址： | 美國密*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 陽極 材料 | ||
1.一種制造用于循環(huán)鋰的電化學電池的硅陽極材料的方法，所述方法包括：
形成多個前體簇，每個前體簇包含一定體積的SiOx納米顆粒，其中x≤2，其中所述前體簇還包含硅納米顆粒，每個前體簇的所述硅納米顆粒和所述SiOx納米顆粒之間的體積比為0.5至5；
碳涂覆每個所述前體簇，以形成多個碳涂覆的SiOx簇；以及
還原每個所述碳涂覆的SiOx簇中的所述SiOx納米顆粒以形成包含多個碳封裝硅簇的所述硅陽極材料，每個碳封裝硅簇包含一定體積的硅納米顆粒，所述硅納米顆粒封裝在內(nèi)部體積大于所述硅納米顆粒的體積的碳殼中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個碳封裝硅簇中的硅納米顆粒的體積小于在還原過程中由其形成所述硅納米顆粒的前體簇中的SiOx納米顆粒的體積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述前體簇包括噴霧干燥包含所述SiOx納米顆粒和聚乙二醇的溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，每個SiOx納米顆粒的粒徑為10 nm至500 nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個前體簇包含5%至75%體積的SiOx納米顆粒和25%至90%體積的硅納米顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，碳涂覆每個所述前體簇包括：
用包含碳前體和溶劑的漿料涂覆所述前體簇；以及
將漿料涂層加熱至300℃至800℃的溫度，持續(xù)5分鐘至300分鐘的時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述碳前體選自由以下組成的組：聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素、丁苯橡膠、藻酸鹽及其組合；以及
其中所述溶劑選自由以下組成的組：水、N-甲基-2-吡咯烷酮、四氫呋喃及其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，還原所述SiOx納米顆粒包括在650℃至1000℃的溫度下進行鎂蒸氣還原或二氫還原。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，每個硅納米顆粒具有2 nm至200 nm的粒徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述碳封裝硅簇包含5 wt%至25 wt%的所述硅納米顆粒和75 wt%至95 wt%的所述碳殼。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述碳殼具有10 nm至500 nm的厚度和5 m2/g至500 m2/g的比表面積。
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