[發(fā)明專利]硅鋰離子電極材料

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980016033.6
• 申請(qǐng)日: 2019-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111936419A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭居晨;嚴(yán)征
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 加利福尼亞大學(xué)董事會(huì)
• 主分類號(hào): C01B33/023
• 分類號(hào): C01B33/023;H01M4/133;H01M4/134;H01M4/139;H01M4/1393;H01M4/1395;H01M4/36;H01M4/587
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;蘇虹

1.一種電極，包括：

硅-碳復(fù)合材料，所述硅-碳復(fù)合材料包括：

多孔硅基體；和

滲入所述多孔硅基體中的碳層；以及

石墨。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述多孔硅基體包括孔，大部分孔的直徑為2納米或更小。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述多孔硅基體包括孔，大部分孔的直徑為2納米至50納米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述多孔硅基體包括：

具有第一分布的孔；和

具有第二分布的孔，其中所述第一分布與所述第二分布不同。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述多孔硅基體的表面積為22.6m²g^-1至178.0m²g^-1。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極，其中所述多孔硅基體的表面積為50.0m²g^-1至100.0m²g^-1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中碳層整體占9重量％至16重量％。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極，其中所述碳層占12重量％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中初始比容量為600mAh g^-1至1020mAh g^-1。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中所述電極的轉(zhuǎn)化率為60％至90％。

11.一種制造電極材料的方法，包括：

將硅氧化物納米顆粒噴霧干燥；

將所述硅氧化物納米顆粒鎂熱還原以產(chǎn)生多孔硅；以及

用碳涂覆所述多孔硅以產(chǎn)生硅-碳復(fù)合材料。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中將所述硅氧化物鎂熱還原包括將所述硅氧化物與鎂和除熱劑機(jī)械混合以形成混合物。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中將所述硅氧化物鎂熱還原包括將反應(yīng)在等溫步驟下保持1小時(shí)至12小時(shí)。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述等溫步驟為1小時(shí)至6小時(shí)。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中將所述硅氧化物鎂熱還原包括600攝氏度、700攝氏度或800攝氏度下的等溫步驟。

16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括用所述硅-碳復(fù)合材料填充石墨。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述石墨占所述電極材料的70重量％至90重量％。

18.一種電極，通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法制造。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電極，其中大部分孔的直徑為2納米或更小。

20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電極，其中大部分孔的直徑為2納米至50納米。