JP2023523107A - 高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料、その調製方法及びその応用 - Google Patents
高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料、その調製方法及びその応用 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023523107A JP2023523107A JP2021573402A JP2021573402A JP2023523107A JP 2023523107 A JP2023523107 A JP 2023523107A JP 2021573402 A JP2021573402 A JP 2021573402A JP 2021573402 A JP2021573402 A JP 2021573402A JP 2023523107 A JP2023523107 A JP 2023523107A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- composite material
- carbon composite
- highly dense
- dense structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002153 silicon-carbon composite material Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 51
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 42
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 claims description 34
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 11
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 13
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 12
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007833 carbon precursor Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 6
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- -1 lithium transition metal Chemical class 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N Fluoroform Chemical compound FC(F)F XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 2
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWRIWBAIICGTTQ-UHFFFAOYSA-N difluoromethane Chemical compound FCF RWRIWBAIICGTTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N dimethyldichlorosilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)Cl LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NPNPZTNLOVBDOC-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluoroethane Chemical compound CC(F)F NPNPZTNLOVBDOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MAYUMUDTQDNZBD-UHFFFAOYSA-N 2-chloroethylsilane Chemical compound [SiH3]CCCl MAYUMUDTQDNZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001007 Nylon 4 Polymers 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N chloro(methyl)silane Chemical compound C[SiH2]Cl YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRYZWHHZPQKTII-UHFFFAOYSA-N chloroethane Chemical compound CCCl HRYZWHHZPQKTII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010549 co-Evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- JDTCYQUMKGXSMX-UHFFFAOYSA-N dimethyl(methylsilyl)silane Chemical compound C[SiH2][SiH](C)C JDTCYQUMKGXSMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCMVNBCLTOOHMN-UHFFFAOYSA-N dimethyl(silyl)silane Chemical compound C[SiH](C)[SiH3] UCMVNBCLTOOHMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UBHZUDXTHNMNLD-UHFFFAOYSA-N dimethylsilane Chemical compound C[SiH2]C UBHZUDXTHNMNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229960003750 ethyl chloride Drugs 0.000 description 1
- UHCBBWUQDAVSMS-UHFFFAOYSA-N fluoroethane Chemical compound CCF UHCBBWUQDAVSMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NEXSMEBSBIABKL-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilane Chemical compound C[Si](C)(C)[Si](C)(C)C NEXSMEBSBIABKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000005055 methyl trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N methylsilane Chemical compound [SiH3]C UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N methyltrichlorosilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 1
- 102220043159 rs587780996 Human genes 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- VIPCDVWYAADTGR-UHFFFAOYSA-N trimethyl(methylsilyl)silane Chemical compound C[SiH2][Si](C)(C)C VIPCDVWYAADTGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQDJYEQOELDLCP-UHFFFAOYSA-N trimethylsilane Chemical compound C[SiH](C)C PQDJYEQOELDLCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/364—Composites as mixtures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
【課題】 高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料、その調製方法及びその応用を提供することを課題とする。【解決手段】 リチウム電池の負極材料分野に関し、特に、高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料、に関する。ケイ素粒子と、炭素被覆層と、を備えた高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料であって、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料は、高緻密質炭素マトリックスも備え、前記ケイ素粒子を高緻密質炭素マトリックスの内部に均一に分散して内部コアを形成し、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の内部が緻密で微小な細孔がないか、又は少量の閉孔が存在する。本発明は、体積膨張による影響を低減し、サイクル特性を改善することができる高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料、その調製方法及びその応用を提供する。
Description
本発明は、リチウム電池の負極材料分野に関し、特に、高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料、その調製方法及びその応用に関する。
二次電池は、ポータブル電子機器内に幅広く活用され、ポータブル電子機器の小型化の進展及び航空、軍事及び自動車産業における二次電池の需要が益々増大するのに伴い、電池の容量とエネルギー密度の大幅な増加が急務となっている。現在市販されている負極材料は、主に黒鉛類材料であるが、理論容量が小さい(372mAh/g)ため、市場の需要に応えることができないでいた。近年、新型の高比容量負極材料であるリチウム貯蔵金属及びその酸化物(例えばSn、Si)とリチウム遷移金属リン化物に注目が集まっている。Siは、高い理論的な比容量(4200mAh/g)を備えるため、黒鉛類材料に代替できる最も可能性のある一つとなっているが、Siベースは充放電時の大きな体積膨張(~300%)があり、割れ及び微粉化が発生しやすいため、集電体から剥離することにより、サイクル性能が急激に低下する。
従来のケイ素-炭素負極材料は、ナノケイ素、黒鉛及び炭素を用いて造粒して複合材料を得ている。ナノケイ素を均一に分散させることが難しいため、必ずナノケイ素の局所的な凝集を引き起こし、ナノケイ素の凝集場所の炭素含有量が比較的低く、比較的低い炭素含有量では、ナノケイ素サイクル過程中の体積膨張を十分に吸収できず、ナノケイ素の凝集場所で局所膨張が大きくなりすぎて、一部の構造損傷が生じ、材料全体の特性にも影響を及ぼす。同時に、従来のケイ素-炭素負極材料の内部に微小な細孔(20~100nm)が多数存在するため、複合材料の安定性が悪くなり、サイクル過程でナノケイ素と電解液が直接接触して副反応が増加する。したがって、どのようにケイ素-炭素複合材料中のナノケイ素の均一な分散を高め、ケイ素-炭素複合材料内部の緻密性を向上させ、体積膨張の影響を低減し、サイクル特性を改善するかがリチウムイオン電池におけるケイ素ベース材料の応用にとって重要な意義を持っている。
上記技術的課題を解決するため、本発明は、体積膨張による影響を低減し、サイクル特性を改善することができる高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料、その調製方法及びその応用を提供する。
本発明では次のような技術的手段を講じた。
ケイ素粒子と、炭素被覆層と、を備えた高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料であって、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料は、高緻密質炭素マトリックスも備え、前記ケイ素粒子を高緻密質炭素マトリックスの内部に均一に分散して内部コアを形成し、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の内部が緻密で微小な細孔がないか、又は少量の閉孔が存在する。
ケイ素粒子と、炭素被覆層と、を備えた高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料であって、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料は、高緻密質炭素マトリックスも備え、前記ケイ素粒子を高緻密質炭素マトリックスの内部に均一に分散して内部コアを形成し、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の内部が緻密で微小な細孔がないか、又は少量の閉孔が存在する。
上記技術的手段の更なる改善形態として、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の真密度は1.90~2.64g/cm3の範囲であり、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の酸素含有量、炭素含有量、ケイ素含有量はそれぞれ0~10%、20~90%、5~90%の範囲である。
上記技術的手段の更なる改善形態として、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の空隙率は、0~10%の範囲、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の粒子径D50は2~30μmの範囲である。
前記ケイ素粒子は、ナノケイ素又はナノ二酸化ケイ素のうちの1種或いは2種であり、前記ナノケイ素の粒径D50が1~100nmの範囲、前記ナノケイ素の結晶粒の大きさが1~10nmの範囲であり、前記ナノ二酸化ケイ素SiOxのXは、0~0.8の範囲である。
上記技術的手段の更なる改善形態として、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の内部に少量の閉孔が存在する場合、前記閉孔の孔径は3~50nmの範囲である。
高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の調製方法であって、
マトリックスを反応器に入れ、保護雰囲気ガス下で、ケイ素粒子及び高緻密質炭素マトリックス同時又は交互に蒸着して、緻密質構造前駆体Aを得る工程と、
得られた緻密質構造前駆体Aをマトリックスから分離させ、粉砕処理を施して、ケイ素-炭素複合材料前駆体Bを得る工程と、
ケイ素-炭素複合材料前駆体Bを炭素で被覆して、ケイ素-炭素複合材料前駆体Cを得る工程と、
ケイ素-炭素複合材料前駆体Cを高温で焼結して、高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料を得る工程と、を含む。
マトリックスを反応器に入れ、保護雰囲気ガス下で、ケイ素粒子及び高緻密質炭素マトリックス同時又は交互に蒸着して、緻密質構造前駆体Aを得る工程と、
得られた緻密質構造前駆体Aをマトリックスから分離させ、粉砕処理を施して、ケイ素-炭素複合材料前駆体Bを得る工程と、
ケイ素-炭素複合材料前駆体Bを炭素で被覆して、ケイ素-炭素複合材料前駆体Cを得る工程と、
ケイ素-炭素複合材料前駆体Cを高温で焼結して、高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料を得る工程と、を含む。
上記技術的手段の更なる改善形態として、前記緻密質構造前駆体Aは、粉末粒子又はブロック体のうちの1種であり、その空隙率が0~10%の範囲である。
上記技術的手段の更なる改善形態として、前記マトリックスは、グラファイトペーパー、カーボンフォーム、金属棒、金属板、前記方法で調製された高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料又は前駆体Bのうちの1種又は複数種である。
上記技術的手段の更なる改善形態として、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の初回の可逆容量は、1800mAh/g以上、50サイクル後の膨張率は40%未満、容量維持率は95%を超える。
高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の応用であって、上記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料又は前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料と炭素粉末を混合した混合物をリチウムイオン電池に応用する。
本発明のケイ素粒子は、高度緻密的炭素マトリックスの内部に均一に分散され、緻密なケイ素-炭素複合材料サイクル過程中のケイ素粒子と電解液との直接接触を抑制して副反応を減らし、サイクル特性を改善する。炭素マトリックスは、良好な導電性ネットワークを提供し、充放電時の体積膨張によってもたらされる応力を効果的に解放/緩和し、材料の割れを防ぎ、材料のサイクル特性を改善できる。内部に分散したケイ素粒子は、超微細アモルファスナノケイ素粒子であり、充放電時の体積膨張を効果的に抑制し、材料の膨張を低減し、材料のサイクル特性を改善できる。最外層の炭素被覆層は、ナノケイ素と電解液との直接接触を抑制して副反応を減らし、同時にケイ素ベース材料の導電性を効果的に向上できると共に充放電時の体積膨張を効果的に緩和できる。
以下に、本発明の図面を参照しつつ本発明の実施例における技術的手段を明確かつ完全に説明する。
ケイ素粒子と、炭素被覆層と、を備えた高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料であって、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料は、高緻密質炭素マトリックスも備え、前記ケイ素粒子を高緻密質炭素マトリックスの内部に均一に分散して内部コアを形成し、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の内部が緻密で微小な細孔がないか、又は少量の閉孔が存在する。
ここでケイ素粒子は、ケイ素源の高温熱分解によって形成され、炭素マトリックスが有機炭素源の高温熱分解によって形成され、最外層の被覆層は炭素被覆層であり、炭素被覆層が少なくとも1つの層で、単層の厚さが0.1~3μmの範囲である。
前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の真密度は1.90~2.64g/cm3の範囲、より好ましくは2.00~2.50g/cm3の範囲、特に好ましくは2.10~2.50g/cm3の範囲である。
前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の酸素含有量は、0~10%の範囲、より好ましくは0~8%の範囲、特に好ましくは0~5%の範囲である。
前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の炭素含有量は、20~90%の範囲、より好ましくは20~60%の範囲、特に好ましくは30~50%の範囲である。
前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料のケイ素含有量は、5~90%の範囲、より好ましくは20~70%の範囲、特に好ましくは30~60%の範囲である。
前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の空隙率は、0~10%の範囲、より好ましくは0~5%の範囲、特に好ましくは0~2%の範囲、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の粒子径D50は2~30μmの範囲、より好ましくは2~20μmの範囲、特に好ましくは2~10μmの範囲である。
さらに、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の比表面積は、0.5~5m2/gの範囲である。
前記ケイ素粒子は、ナノケイ素又はナノ二酸化ケイ素のうちの1種或いは2種であり、前記ナノケイ素の粒径D50が1~100nmの範囲、前記ナノケイ素の結晶粒の大きさが1~10nmの範囲であり、前記ナノ二酸化ケイ素SiOxのXは、0~0.8の範囲である。
さらに、前記ケイ素粒子は、超微細アモルファスナノケイ素粒子である。
記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の内部に少量の閉孔が存在する場合、前記閉孔の孔径は3~50nmの範囲である。
高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の調製方法であって、
マトリックスを反応器に入れ、保護雰囲気ガス下で、ケイ素粒子及び高緻密質炭素マトリックス同時又は交互に蒸着して、緻密質構造前駆体Aを得る工程と、
得られた緻密質構造前駆体Aをマトリックスから分離させ、粉砕処理を施して、ケイ素-炭素複合材料前駆体Bを得る工程と、
ケイ素-炭素複合材料前駆体Bを炭素で被覆して、ケイ素-炭素複合材料前駆体Cを得る工程と、
ケイ素-炭素複合材料前駆体Cを高温で焼結して、高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料を得る工程と、を含む。
マトリックスを反応器に入れ、保護雰囲気ガス下で、ケイ素粒子及び高緻密質炭素マトリックス同時又は交互に蒸着して、緻密質構造前駆体Aを得る工程と、
得られた緻密質構造前駆体Aをマトリックスから分離させ、粉砕処理を施して、ケイ素-炭素複合材料前駆体Bを得る工程と、
ケイ素-炭素複合材料前駆体Bを炭素で被覆して、ケイ素-炭素複合材料前駆体Cを得る工程と、
ケイ素-炭素複合材料前駆体Cを高温で焼結して、高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料を得る工程と、を含む。
ここで、同時蒸着は、有機炭素源とケイ素源を比率Aに従って保護雰囲気ガスと混合した後反応器内に吹き込んで蒸着を行った。
さらに、交互蒸着は、超微細ナノケイ素の蒸着と炭素マトリックスの蒸着を交互に実施することである。すなわち、まず比率Bに従ってケイ素源と保護雰囲気ガスを混合した後で反応器に吹き込み、1~600秒のガス吹き込みを行って超微細ナノケイ素を蒸着し、次に比率Cに従って有機炭素源と保護雰囲気を混合した後で反応器に吹き込み、1~600秒のガス吹き込みを行って炭素マトリックスを蒸着し、電磁弁を介して連続的な交互吹き込みを実現し、或いはまず比率Cに従って有機炭素源と保護雰囲気ガスを混合した後で反応器に吹き込み、1~600秒のガス吹き込みを行って炭素マトリックスを蒸着し、次に比率Bに従ってケイ素源と保護雰囲気を混合した後で反応器に吹き込み、1~600秒のガス吹き込みを行って超微細ナノケイ素を蒸着し、電磁弁を介して連続的な交互吹き込みを実現する。
さらに、比率Aは、有機炭素源とケイ素源の流量比10:1~1:10、前記比率Bはケイ素源と保護雰囲気ガスの流量比1:1~1:20、前記比率Cは有機流量比1:1~1:20である。
さらに、有機炭素源とケイ素源の吹き込み方法は、両者が直接又はそれぞれ混合して希釈した後吹き込み、それぞれマイクロ波プラズマ反応器による吹き込み、一緒にマイクロ波プラズマ反応器による吹き込みのうちの1種又は複数種である。
さらに、ナノケイ素と炭素マトリックスを同時又は交互に蒸着するのは、保護雰囲気ガス下で、前記比率に従って0.5~20.0L/分の速度で有機炭素源とケイ素源を同時又は交互に吹き込むことである。
さらに、蒸着温度は、400~900℃の範囲、蒸着時間は0.5~20時間の範囲である。
さらに、雰囲気ガスは、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、水素ガス、アルゴン-水素混合ガスのうちの1種又は複数種である。
さらに、有機炭素源は、メタン、エタン、プロパン、イソプロパン、ブタン、イソブタン、エチレン、プロピレン、アセチレン、ブテン、塩化ビニル、フッ化ビニル、2フッ化ビニリデン、クロロエタン、フルオロエタン、ジフルオロエタン、クロロメタン、フルオロメタン、ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、メチルアミン、ホルムアルデヒド、ベンゼン、トルエン、キシレン、スチレン、フェノールのうちの1種又は複数種である。
さらに、前記ケイ素源ケイ素源は、シラン、トリクロロシラン、四塩化ケイ素、メチルトリクロロシラン、メチルクロロシラン、クロロエチルシラン、ジクロロジメチルシラン、ジクロロジチルシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、メチルジシラン、ジメチルジシラン、トリメチルジシラン、テトラメチルジシラン、ヘキサメチルジシランうちの1種又は複数種である。
さらに、前記粉砕処理は、破砕、機械的粉砕及び気流粉砕のうちの1種又は複数種である。
さらに、炭素被覆層は、高温熱分解炭素被覆又は気相法炭素被覆或いは液相法炭素被覆のいずれかの1種である。
さらに、液相法炭素被覆プロセスは、炭素源、被覆対象物前駆体Bを溶媒と高速混合して均一に分散させた後スラリーを形成し、スラリーを噴霧乾燥し、更に熱処理を施すことを含む。前記炭素源は、スクロース、グルコース、クエン酸、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ピッチ、ポリビニルアルコール、ポリピロール、ポリピロリドン、ポリアニリン、ポリアクリロニトリル、ポリドーパミン、リグニン、キチンのうちの1種又は複数種である。
気相法炭素被覆プロセスは、被覆対象物を反応器に入れ、保護雰囲気ガスを吹き込み、400~900℃まで1~5℃/分で昇温し、0.5~20.0L/分の吹き込み速度で有機炭素源ガスを吹き込み、0.5~20時間保温し、室温まで自然冷却させることで気相被覆品を得ることを含む。
さらに、高温焼結の昇温速度は、1~10℃/分の範囲、保持温度が500~900℃の範囲、温度保持時間が1~10時間の範囲である。
前記緻密質構造前駆体Aは、粉末粒子又はブロック体のうちの1種であり、その空隙率は0~10%の範囲、より好ましくは0~5%の範囲、特に好ましくは0~2%の範囲である。
前記マトリックスは、グラファイトペーパー、カーボンフォーム、金属棒、金属板、前記方法で調製された高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料又は前駆体Bのうちの1種又は複数種である。
前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の初回の可逆容量は、1800mAh/g以上、50サイクル後の膨張率は40%未満、容量維持率は95%を超える。
高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の応用であって、上記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料又は前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料と炭素粉末を混合した混合物をリチウムイオン電池に応用する。
(実施例1)
1、グラファイトペーパーマトリックスをCVD炉に入れ、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4 .0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/minの速度でアセチレンガスを吹き込み、0.5L/分の速度でシランガスを吹き込み、混合ガス吹き込み時間が8時間で、室温まで自然冷却させることで、前駆体A1を得た。
2、前駆体をグラファイトペーパー上から分離させ、粉砕処理を経て前駆体B1を得た。
3、1000gの得られたケイ素-炭素前駆体B1をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、ガス吹き込み時間が4時間であり、室温まで自然冷却させることで、ケイ素-炭素複合材料を得た。
1、グラファイトペーパーマトリックスをCVD炉に入れ、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4 .0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/minの速度でアセチレンガスを吹き込み、0.5L/分の速度でシランガスを吹き込み、混合ガス吹き込み時間が8時間で、室温まで自然冷却させることで、前駆体A1を得た。
2、前駆体をグラファイトペーパー上から分離させ、粉砕処理を経て前駆体B1を得た。
3、1000gの得られたケイ素-炭素前駆体B1をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、ガス吹き込み時間が4時間であり、室温まで自然冷却させることで、ケイ素-炭素複合材料を得た。
(実施例2)
1、グラファイトペーパーマトリックスをCVD炉に入れ、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4 .0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、2.0L/minの速度でアセチレンガスを吹き込み、0.5L/分の速度でシランガスを吹き込み、混合ガス吹き込み時間が8時間で、室温まで自然冷却させることで、前駆体A2を得た。
2、前駆体をグラファイトペーパー上から分離させ、粉砕処理を経て前駆体B2を得た。
3、1000gの得られたケイ素-炭素前駆体B2をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、ガス吹き込み時間が4時間であり、室温まで自然冷却させることで、ケイ素-炭素複合材料を得た。
1、グラファイトペーパーマトリックスをCVD炉に入れ、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4 .0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、2.0L/minの速度でアセチレンガスを吹き込み、0.5L/分の速度でシランガスを吹き込み、混合ガス吹き込み時間が8時間で、室温まで自然冷却させることで、前駆体A2を得た。
2、前駆体をグラファイトペーパー上から分離させ、粉砕処理を経て前駆体B2を得た。
3、1000gの得られたケイ素-炭素前駆体B2をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、ガス吹き込み時間が4時間であり、室温まで自然冷却させることで、ケイ素-炭素複合材料を得た。
(実施例3)
1、1000gの実施例1で調製されたケイ素-炭素複合材料をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、2.0L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、0.5L/分の速度でシランガスを吹き込み、混合ガス吹き込み時間が8時間で、室温まで自然冷却させることで、前駆体A3を得た。
2、前駆体A3を粉砕処理することによって前駆体B3を得た。
3、1000gの得られたケイ素-炭素前駆体B3をCVD炉に取り、900℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、ガス吹き込み時間が4時間であり、室温まで自然冷却させることで、ケイ素-炭素複合材料を得た。
1、1000gの実施例1で調製されたケイ素-炭素複合材料をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、2.0L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、0.5L/分の速度でシランガスを吹き込み、混合ガス吹き込み時間が8時間で、室温まで自然冷却させることで、前駆体A3を得た。
2、前駆体A3を粉砕処理することによって前駆体B3を得た。
3、1000gの得られたケイ素-炭素前駆体B3をCVD炉に取り、900℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、ガス吹き込み時間が4時間であり、室温まで自然冷却させることで、ケイ素-炭素複合材料を得た。
(実施例4)
1、1000gの実施例1で調製されたケイ素-炭素複合材料をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、2.0L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、0.5L/分の速度でシランガスを吹き込み、3つのガス混合物をマイクロ波プラズマ反応器でイオン化し、イオン化したガスをCVD炉に吹き込んで蒸着を行い、蒸着時間が8時間であり、室温まで自然冷却させることで、前駆体A4を得た。
2、前駆体A4を粉砕処理することによって前駆体B4を得た。
3、1000gの得られたケイ素-炭素前駆体B4をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、ガス吹き込み時間が4時間であり、室温まで自然冷却させることで、ケイ素-炭素複合材料を得た。
1、1000gの実施例1で調製されたケイ素-炭素複合材料をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、2.0L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、0.5L/分の速度でシランガスを吹き込み、3つのガス混合物をマイクロ波プラズマ反応器でイオン化し、イオン化したガスをCVD炉に吹き込んで蒸着を行い、蒸着時間が8時間であり、室温まで自然冷却させることで、前駆体A4を得た。
2、前駆体A4を粉砕処理することによって前駆体B4を得た。
3、1000gの得られたケイ素-炭素前駆体B4をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、ガス吹き込み時間が4時間であり、室温まで自然冷却させることで、ケイ素-炭素複合材料を得た。
(実施例5)
1、1000gの実施例1で調製されたケイ素-炭素複合材料をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4 .0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、2.0L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、0.5L/分の速度でシランガスをマイクロ波プラズマ反応器に吹き込んでイオン化し、3つのガスをCVD炉に吹き込んで蒸着を行い、蒸着時間が8時間であり、室温まで自然冷却させることで、前駆体A5を得た。
2、前駆体A5を粉砕処理することによって前駆体B5を得た。
3、1000gの得られたケイ素-炭素前駆体B5をCVD炉に取り、900℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、ガス吹き込み時間が4時間であり、室温まで自然冷却させることで、ケイ素-炭素複合材料を得た。
1、1000gの実施例1で調製されたケイ素-炭素複合材料をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4 .0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、2.0L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、0.5L/分の速度でシランガスをマイクロ波プラズマ反応器に吹き込んでイオン化し、3つのガスをCVD炉に吹き込んで蒸着を行い、蒸着時間が8時間であり、室温まで自然冷却させることで、前駆体A5を得た。
2、前駆体A5を粉砕処理することによって前駆体B5を得た。
3、1000gの得られたケイ素-炭素前駆体B5をCVD炉に取り、900℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、ガス吹き込み時間が4時間であり、室温まで自然冷却させることで、ケイ素-炭素複合材料を得た。
(実施例6)
1、1000gの実施例1で調製されたケイ素-炭素複合材料をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4 .0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、2.0L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、0.5L/分の速度でシランガスを吹き込み、3つのガス混合物をマイクロ波プラズマ反応器でイオン化し、イオン化したガスをCVD炉に吹き込んで蒸着を行い、蒸着時間が8時間であり、室温まで自然冷却させることで、前駆体A6を得た。
2、前駆体A6を粉砕処理することによってケイ素-炭素複合材料を得た。
1、1000gの実施例1で調製されたケイ素-炭素複合材料をCVD炉に取り、700℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4 .0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、2.0L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、0.5L/分の速度でシランガスを吹き込み、3つのガス混合物をマイクロ波プラズマ反応器でイオン化し、イオン化したガスをCVD炉に吹き込んで蒸着を行い、蒸着時間が8時間であり、室温まで自然冷却させることで、前駆体A6を得た。
2、前駆体A6を粉砕処理することによってケイ素-炭素複合材料を得た。
<比較例>
1、粒子径D50が3~10μmの範囲のミクロンケイ素と無水エタノールを1:10質量比で均一に混合させ、ボールミル法で粒子径D50=100nmのナノケイ素スラリーを得た。
2、ナノケイ素スラリーとレークグラファイトを10:1質量比で均一に混合させた後、噴霧造粒してケイ素-炭素前駆体1を得た。
3、1000gの得られたケイ素-炭素前駆体1をCVD炉に取り、800℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、ガス吹き込み時間が4時間であり、室温まで自然冷却させることで、ケイ素-炭素複合材料を得た。
1、粒子径D50が3~10μmの範囲のミクロンケイ素と無水エタノールを1:10質量比で均一に混合させ、ボールミル法で粒子径D50=100nmのナノケイ素スラリーを得た。
2、ナノケイ素スラリーとレークグラファイトを10:1質量比で均一に混合させた後、噴霧造粒してケイ素-炭素前駆体1を得た。
3、1000gの得られたケイ素-炭素前駆体1をCVD炉に取り、800℃まで5℃/分で昇温させ、それぞれ4.0L/分の速度で高純度窒素ガスを吹き込み、0.5L/分の速度でアセチレンガスを吹き込み、ガス吹き込み時間が4時間であり、室温まで自然冷却させることで、ケイ素-炭素複合材料を得た。
以下の方法で材料の体積膨張率を試験及び計算した。調製されたケイ素-炭素複合材料と黒鉛複合で調製された容量500mAh/gの複合材料についてサイクル特性を試験し、膨張率=(50サイクル後のポールピースの厚さ~サイクル前のポールピースの厚さ)/(サイクル前のポールピースの厚さ~銅箔の厚さ)×100%。
図1は、本発明の高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の構造概略図である。図1から分かるように、ケイ素粒子は、高度緻密的炭素マトリックスの内部に均一に分散され、緻密なケイ素-炭素複合材料サイクル過程中のケイ素粒子と電解液との直接接触を抑制して副反応を減らし、サイクル特性を改善する。炭素マトリックスは、良好な導電性ネットワークを提供し、充放電時の体積膨張によってもたらされる応力を効果的に解放/緩和し、材料の割れを防ぎ、材料のサイクル特性を改善できる。内部に分散したケイ素粒子は、超微細アモルファスナノケイ素粒子であり、充放電時の体積膨張を効果的に抑制し、材料の膨張を低減し、材料のサイクル特性を改善できる。最外層の炭素被覆層は、ナノケイ素と電解液との直接接触を抑制して副反応を減らし、同時にケイ素ベース材料の導電性を効果的に向上できると共に充放電時の体積膨張を効果的に緩和できる。
図2及び図3に示すように、いずれも実施例4のFIB~SEM画像である。図2及び図3からも分かるように、材料内部の粒子は、超微細ナノケイ素であり、その他が炭素マトリックスであり、材料内部にボイドがなく、緻密性が高く、同時に超微細ナノケイ素が炭素マトリックス中に均一に分散している。
図4は、本発明のサンプルの初回充放電曲線図である。図4からも分かるように、サンプルの容量は1938.1mAh/g、効率は90.4%であり、表1~表2と組み合わせると、本発明のサンプルは、高容量、高初回効率などの特長を持っている。
図5は、本発明のサンプルのXRDパターンを示す図である。図5から分かるように、サンプル内のケイ素はアモルファス状態にあり、炭素マトリックス中に分散している。
以上、本発明を詳細に説明したが、以上の述べるものは本発明の好ましい実施例のみであって、これらによって本発明の保護範囲が限定的に解釈されない。当業者であれば、本発明の技術的思想を逸脱することなく、様々な変形及び改良が可能であり、かかる変形及び改良は本発明の保護範囲に含めることを指摘しておかなければならない。
Claims (10)
- ケイ素粒子と、炭素被覆層とを備えた高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料であって、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料は、高緻密質炭素マトリックスも備え、前記ケイ素粒子を前記高緻密質炭素マトリックスの内部に均一に分散して内部コアを形成し、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の内部が緻密で微小な細孔がないか、又は少量の閉孔が存在することを特徴とする、高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料。
- 前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の真密度は1.90~2.64g/cm3の範囲であり、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の酸素含有量、炭素含有量、ケイ素含有量はそれぞれ0~10%、20~90%、5~90%の範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料。
- 前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の空隙率は、0~10%の範囲、前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の粒子径D50は2~30μmの範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料。
- 前記ケイ素粒子は、ナノケイ素又はナノ二酸化ケイ素のうちの1種或いは2種であり、前記ナノケイ素の粒径D50が1~100nmの範囲、前記ナノケイ素の結晶粒の大きさが1~10nmの範囲であり、前記ナノ二酸化ケイ素SiOxのXは、0~0.8の範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料。
- 前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の内部に少量の閉孔が存在する場合、前記閉孔の孔径は3~50nmの範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料。
- 高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の調製方法であって、
マトリックスを反応器に入れ、保護雰囲気ガス下で、ケイ素粒子及び高緻密質炭素マトリックス同時又は交互に蒸着して、緻密質構造前駆体Aを得る工程と、
得られた緻密質構造前駆体Aをマトリックスから分離させ、粉砕処理を施して、ケイ素-炭素複合材料前駆体Bを得る工程と、
ケイ素-炭素複合材料前駆体Bを炭素で被覆して、ケイ素-炭素複合材料前駆体Cを得る工程と、
ケイ素-炭素複合材料前駆体Cを高温で焼結して、高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料を得る工程と、
を含むことを特徴とする、高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の調製方法。 - 前記緻密質構造前駆体Aは、粉末粒子又はブロック体のうちの1種であり、その空隙率が0~10%の範囲であることを特徴とする、請求項6に記載の高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の調製方法。
- 前記マトリックスは、グラファイトペーパー、カーボンフォーム、金属棒、金属板、前記方法で調製された高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料又は前駆体Bのうちの1種又は複数種であることを特徴とする、請求項6に記載の高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の調製方法。
- 前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の初回の可逆容量は、1800mAh/g以上、50サイクル後の膨張率は40%未満、容量維持率は95%を超えることを特徴とする、請求項6に記載の高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料の調製方法。
- リチウムイオン電池における請求項1~5のいずれか一項に記載の高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料又は前記高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料と炭素粉末を混合した混合物の応用。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110355374.5A CN113097487B (zh) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | 一种高度致密结构硅碳复合材料、其制备方法及其应用 |
CN202110355374.5 | 2021-04-01 | ||
PCT/CN2021/099115 WO2022205619A1 (zh) | 2021-04-01 | 2021-06-09 | 一种高度致密结构硅碳复合材料、其制备方法及其应用 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023523107A true JP2023523107A (ja) | 2023-06-02 |
Family
ID=76672561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021573402A Pending JP2023523107A (ja) | 2021-04-01 | 2021-06-09 | 高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料、その調製方法及びその応用 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11909036B2 (ja) |
JP (1) | JP2023523107A (ja) |
KR (1) | KR20220137528A (ja) |
CN (1) | CN113097487B (ja) |
DE (1) | DE102022102728A1 (ja) |
WO (1) | WO2022205619A1 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108883407A (zh) | 2015-12-16 | 2018-11-23 | 阿马斯坦技术有限责任公司 | 球状脱氢金属和金属合金颗粒 |
AU2020264446A1 (en) | 2019-04-30 | 2021-11-18 | 6K Inc. | Mechanically alloyed powder feedstock |
AU2020400980A1 (en) | 2019-11-18 | 2022-03-31 | 6K Inc. | Unique feedstocks for spherical powders and methods of manufacturing |
US11590568B2 (en) | 2019-12-19 | 2023-02-28 | 6K Inc. | Process for producing spheroidized powder from feedstock materials |
CA3180426A1 (en) | 2020-06-25 | 2021-12-30 | Richard K. Holman | Microcomposite alloy structure |
US11963287B2 (en) | 2020-09-24 | 2024-04-16 | 6K Inc. | Systems, devices, and methods for starting plasma |
AU2021371051A1 (en) | 2020-10-30 | 2023-03-30 | 6K Inc. | Systems and methods for synthesis of spheroidized metal powders |
AU2022246797A1 (en) | 2021-03-31 | 2023-10-05 | 6K Inc. | Systems and methods for additive manufacturing of metal nitride ceramics |
CN113732013A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-12-03 | 昆明理工大学 | 一种废弃光伏组件的微波催化处理方法及其得到的硅碳复合材料 |
US12040162B2 (en) | 2022-06-09 | 2024-07-16 | 6K Inc. | Plasma apparatus and methods for processing feed material utilizing an upstream swirl module and composite gas flows |
CN117374232A (zh) * | 2022-06-29 | 2024-01-09 | 溧阳天目先导电池材料科技有限公司 | 一种超高温制备的多层次复合材料及其制备方法和应用 |
US12094688B2 (en) | 2022-08-25 | 2024-09-17 | 6K Inc. | Plasma apparatus and methods for processing feed material utilizing a powder ingress preventor (PIP) |
CN118173733A (zh) * | 2022-12-08 | 2024-06-11 | 兰溪致德新能源材料有限公司 | 纳米硅碳复合材料、其制备方法及应用 |
CN115911341B (zh) * | 2023-02-06 | 2024-05-28 | 江苏正力新能电池技术有限公司 | 一种多孔硅碳负极材料、制备方法以及应用 |
CN116504986A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-07-28 | 北京壹金新能源科技有限公司 | 硅碳复合材料及其制备方法、锂离子电池、电子设备 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020151093A1 (zh) * | 2019-01-24 | 2020-07-30 | 广东凯金新能源科技股份有限公司 | 一种硅碳复合材料及其制法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7618678B2 (en) * | 2003-12-19 | 2009-11-17 | Conocophillips Company | Carbon-coated silicon particle powders as the anode material for lithium ion batteries and the method of making the same |
CN102214817A (zh) * | 2010-04-09 | 2011-10-12 | 清华大学 | 一种碳/硅/碳纳米复合结构负极材料及其制备方法 |
CN103579589A (zh) * | 2012-07-25 | 2014-02-12 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 石墨烯-硅-石墨烯复合材料、其制备方法、锂离子电池及其制备方法 |
CN104577084A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-29 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 一种锂离子电池用纳米硅复合负极材料、制备方法及锂离子电池 |
CN107293700B (zh) * | 2016-03-31 | 2020-08-07 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂离子电池负极活性材料及其制备方法、负极和电池 |
CN106410158B (zh) * | 2016-11-07 | 2018-05-15 | 北京壹金新能源科技有限公司 | 一种石墨烯改性氧化亚硅与碳复合微球及其制备方法和应用 |
CN106328909B (zh) * | 2016-11-18 | 2020-01-24 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 纳米二氧化硅-硅基复合材料、制备方法及包含该复合材料的锂离子电池 |
CN106784833A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 | 硅碳负极材料及其制备方法 |
CN108461723B (zh) * | 2018-02-11 | 2020-08-18 | 安普瑞斯(南京)有限公司 | 一种用于锂离子电池的硅基复合材料及其制备方法 |
CN108963208B (zh) * | 2018-06-22 | 2020-09-15 | 清华大学深圳研究生院 | 一种硅碳负极材料的制备方法及锂离子电池 |
CN110429262A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-08 | 北方奥钛纳米技术有限公司 | 硅碳复合材料及其制备方法 |
CN112510185A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-16 | 南通路远科技信息有限公司 | 一种硅碳复合负极材料及其制作方法 |
-
2021
- 2021-04-01 CN CN202110355374.5A patent/CN113097487B/zh active Active
- 2021-06-09 WO PCT/CN2021/099115 patent/WO2022205619A1/zh active Application Filing
- 2021-06-09 KR KR1020217034938A patent/KR20220137528A/ko not_active Application Discontinuation
- 2021-06-09 JP JP2021573402A patent/JP2023523107A/ja active Pending
- 2021-09-29 US US17/489,770 patent/US11909036B2/en active Active
-
2022
- 2022-02-05 DE DE102022102728.7A patent/DE102022102728A1/de active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020151093A1 (zh) * | 2019-01-24 | 2020-07-30 | 广东凯金新能源科技股份有限公司 | 一种硅碳复合材料及其制法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
"A compact silicon-carbon composite with an embedded structure for high cycling coulombic efficiency", INORGANIC CHEMISTRY FRONTIERS, vol. 7, no. 13, JPN6023026471, 2020, pages 2487 - 2496, ISSN: 0005092831 * |
"Watermelon-Inspired Si/C Microspheres with Hierarchical Buffer Structures for Densely Compacted Lith", ADVANCED ENERGY MATERIALS, vol. 7, no. 3, JPN6023026472, 2016, pages 1 - 6, ISSN: 0005092832 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102022102728A1 (de) | 2022-10-06 |
US20220320495A1 (en) | 2022-10-06 |
WO2022205619A1 (zh) | 2022-10-06 |
KR20220137528A (ko) | 2022-10-12 |
CN113097487B (zh) | 2022-11-22 |
CN113097487A (zh) | 2021-07-09 |
US11909036B2 (en) | 2024-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2023523107A (ja) | 高緻密質構造のケイ素-炭素複合材料、その調製方法及びその応用 | |
JP2023522139A (ja) | 三次元多孔質ケイ素-炭素複合材料、その調製方法及びその応用 | |
US11851332B2 (en) | Silicon-carbon composite material and preparation method thereof | |
JP7553431B2 (ja) | 多孔質構造のシリコン系複合材料及びその製造方法 | |
US11905593B2 (en) | Process for preparing electroactive materials for metal-ion batteries | |
JP6367781B2 (ja) | リチウムイオン電池用ナノシリコン複合負極材、製造方法及びリチウムイオン電池 | |
JP5992989B2 (ja) | リチウムイオン電池のためのケイ素−炭素複合材料の負極材料およびその製造方法 | |
CN110137466B (zh) | 锂离子电池硅碳-碳纳米管复合微球负极材料的制备方法 | |
CN110556529A (zh) | 具有多层核壳结构的负极复合材料及其制备方法和应用 | |
WO2013017101A2 (zh) | 用作锂离子电池负极材料的介孔硅复合物及其制备方法 | |
JP7357699B2 (ja) | 自己充填被覆ケイ素ベース複合材料、その調製方法及びその応用 | |
CN110718685A (zh) | 一种用于电极材料的硅氧颗粒及其制备方法和应用 | |
CN112510185A (zh) | 一种硅碳复合负极材料及其制作方法 | |
JP7392030B2 (ja) | ケイ素-炭素複合材料、その調製方法及びその応用 | |
CN113948692A (zh) | 一种用于锂离子二次电池的含有惰性涂层包覆的硅氧化物复合材料及其制备 | |
JP7357698B2 (ja) | ガーネット類似構造のケイ素ベース複合材料、その調製方法及びその応用 | |
WO2015180189A1 (zh) | 一种碳负载的纳米硅颗粒结构及其制备方法和应用 | |
CN113471419A (zh) | 一种硅碳复合材料及其制备方法和应用 | |
CN116454255B (zh) | 一种硅碳负极材料及其应用 | |
WO2024001581A1 (zh) | 负极材料及其制备方法、电池 | |
WO2024174293A1 (zh) | 一种纤维状硅碳复合材料及其制备方法 | |
CN118099361A (zh) | 一种硅负极极片、电池及电子设备 | |
CN116387493A (zh) | 硅碳复合材料及其制备方法、负极活性材料、负极极片、二次电池及用电装置 | |
CN112928263A (zh) | 一种纳米碳硅复合材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211210 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230627 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20240206 |