JP7429235B2 - 金属イオン電池用電気活性材料 - Google Patents
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Description
(a)ミクロ細孔及びメソ細孔を含む多孔質炭素骨格であって、
(i)該ミクロ細孔及びメソ細孔は、ガス吸着により測定した全細孔容積がP1cm3/gであり、ここで、P1は、少なくとも0.6の値を有し、
(ii)ミクロ細孔及びメソ細孔の全容積に対するミクロ細孔の容積率(φa)が、0.1~0.9の範囲であり、
(iii)ミクロ細孔及びメソ細孔の全容積に対する20nm以下の細孔径を有する細孔の容積率(φ20)が、少なくとも0.75であり、かつ、
(iv)該多孔質炭素骨格が、20μm未満のD50粒子径を有する、多孔質炭素骨格と、
(b)上記多孔質炭素骨格の上記ミクロ細孔及び/又はメソ細孔内に位置する複数の元素シリコンのナノスケールドメインと、
を含み、
上記複合粒子における、上記多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1×P1~2.2×P1]:1の範囲である、粒子状材料を提供する。
Z=1.875×[(Mf-M800)/Mf]×100%
(式中、Zは、800℃での未酸化シリコンの割合であり、Mfは、酸化完了時の試料の質量であり、M800は、800℃での試料の質量である)。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ20が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~18μmの範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~12μmの範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ20が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~18μmの範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~12μmの範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~0.9の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が3μm~6μmの範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ20が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~18μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.8]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.6]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~12μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.8]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.6]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.8]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.6]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.8]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.6]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.8]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.6]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~0.9の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が3μm~6μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.8]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.6]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ20が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~18μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.9]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~12μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.9]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.9]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.9]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.9]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~0.9の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が3μm~6μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.9]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ20が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~18μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+1]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~12μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+1]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+1]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+1]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+1]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~0.9の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が3μm~6μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+1]×P1で与えられる値であり、好ましくは[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ20が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~18μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1.2×P1~1.8×P1]:1の範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~12μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1.2×P1~1.8×P1]:1の範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲である、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1.2×P1~1.8×P1]:1の範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1.2×P1~1.8×P1]:1の範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~1.4の範囲であり、
(ii)φaが0.5~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1.2×P1~1.8×P1]:1の範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~0.9の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が3μm~6μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1.2×P1~1.8×P1]:1の範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ20が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~18μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1.2×P1~1.6×P1]:1の範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が1μm~12μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1.2×P1~1.6×P1]:1の範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ10が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1.2×P1~1.6×P1]:1の範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.8であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1.2×P1~1.6×P1]:1の範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.8~1.2の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が2μm~8μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1.2×P1~1.6×P1]:1の範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
(i)P1が0.7~0.9の範囲であり、
(ii)φaが0.6~0.8の範囲であり、
(iii)φ5が少なくとも0.75であり、
(iv)多孔質炭素骨格のD50粒子径が3μm~6μmの範囲であり、
(v)多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1.2×P1~1.6×P1]:1の範囲である、
本発明の第1の態様による粒子状材料。
表1に示す特性を有する粒子状多孔質骨格1.8gを、ステンレス鋼プレート上に、その長さに沿って1mmの一定厚さで配置することによって、シリコン-炭素複合粒子を作製した。次いで、プレートを外径60mmのステンレス鋼管の内部に配置し、ガスの入口ライン及び出口ラインをレトルト炉のホットゾーンに配置した。炉管を室温で30分間、窒素ガスでパージした後、試料温度を450℃~500℃に上昇させた。窒素ガスの流量を、炉管内で少なくとも90秒のガス滞留時間が確保されるように調節し、その速度で30分間維持する。次いで、ガス供給を窒素から、濃度1.25体積%の窒素中のモノシランの混合物に切り替える。モノシランの投入を、反応器圧力を101.3kPa(1atm)に維持して、5時間にわたって行う。投入が完了した後、窒素を使用してシランを炉からパージする間、ガス流量を一定に保つ。炉を窒素下で30分間パージした後、数時間かけて室温まで冷却する。次いで、ガス流を窒素から圧縮空気供給からの空気に切り替えることにより、雰囲気を2時間かけて徐々に空気に切り替える。
シリコン-炭素複合粒子は、内径83mmのステンレス鋼円筒形容器を備えた縦型気泡流動床反応器で作製した。表1に示す特性を有する炭素骨格粒子の粉末を250gの量で反応器に入れる。不活性ガス(窒素)を低流量で反応器に注入して、酸素を除去する。次いで、反応器を400℃~500℃の反応温度に加熱し、窒素で希釈した4v/v%のモノシランガスを、炭素骨格粒子を流動化するのに十分な流量で、目標質量のシリコンを堆積させるのに十分な長さの時間、反応器の底部に供給する。反応器を窒素下で30分間パージした後、数時間かけて室温まで冷却する。次いで、ガス流を窒素から圧縮空気供給からの空気に切り替えることにより、雰囲気を2時間かけて徐々に空気に切り替える。
表1に示す特性を有する粒子状多孔質骨格5gを、球状部を備えた石英管(長さ11.4cm)に配置することにより、シリコン-炭素複合粒子を作製した。次いで、石英管を、約15cm×20cm(L×D)の加熱ゾーンを備えたロータリーチューブ炉反応器の内部に配置し、ガスの入口ライン及び出口ラインを炉のホットゾーンから約29cm離れたところに配置する。炉内の石英管は、時計回り、次いで反時計回りに約315°回転し、これにより、多孔質炭素を連続的に移動/回転させる。炉管を室温で30分間、窒素ガスでパージした後、試料温度を450℃~500℃に上昇させた。窒素ガスの流量を、炉管内で少なくとも90秒のガス滞留時間が確保されるように調節し、その速度で30分間維持する。次いで、ガス供給を窒素から、濃度1.25体積%の窒素中のモノシランの混合物に切り替える。モノシランの投入を、反応器圧力を101.3kPa(1atm)に維持して、5時間にわたって行う。投入が完了した後、窒素を使用してシランを炉からパージする間、ガス流量を一定に保つ。炉を窒素下で30分間パージした後、数時間かけて室温まで冷却する。次いで、ガス流を窒素から圧縮空気供給からの空気に切り替えることにより、雰囲気を2時間かけて徐々に空気に切り替える。
以下の方法を用いて、表1に示す試料及び比較試料の材料から負極被膜(アノード)を作製した。
フルコインセルを、多孔質ポリエチレンセパレータ及びニッケルマンガンコバルト(NMC532)正極と共に、実施例4の電極から切り出した半径0.8cmの円形負極を使用して作製した。正極及び負極は、負極に対する正極の容量比が0.9となるように、バランスの良いペアを形成するように設計した。次いで、3重量%のビニレンカーボネートを含有する7:3のEMC/FEC(エチレンメチルカーボネート/フルオロエチレンカーボネート)溶液中に、1MのLiPF6を含む電解質を、密封前にセルに添加した。
Claims (43)
- 複数の複合粒子を含む粒子状材料であって、該複合粒子が、
(a)ミクロ細孔及びメソ細孔を含む多孔質炭素骨格であって、
(i)該ミクロ細孔及びメソ細孔は、ガス吸着により測定した全細孔容積がP1cm3/gであり、ここで、P1は、少なくとも0.6の値を有し、
(ii)ミクロ細孔及びメソ細孔の全容積に対するミクロ細孔の容積率(φa)が、0.1~0.9の範囲であり、
(iii)ミクロ細孔及びメソ細孔の全容積に対する20nm以下の細孔径を有する細孔の容積率(φ20)が、少なくとも0.75であり、かつ、
(iv)該多孔質炭素骨格が、20μm未満のD50粒子径を有する、多孔質炭素骨格と、
(b)前記多孔質炭素骨格の前記ミクロ細孔及び/又はメソ細孔内に位置する複数のナノスケール元素シリコンドメインと、
を含み、
前記複合粒子における、前記多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[1×P1~2.2×P1]:1の範囲である、粒子状材料。 - P1が、少なくとも0.65の値を有する、請求項1に記載の粒子状材料。
- P1が、2以下の値を有する、請求項1又は2に記載の粒子状材料。
- ミクロ細孔及びメソ細孔の全容積に対するミクロ細孔の容積率(φa)が、0.15~0.85の範囲の範囲である、請求項1~3のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- ミクロ細孔及びメソ細孔の全容積に対するミクロ細孔の容積率(φa)が、0.45~0.85の範囲である、請求項4に記載の粒子状材料。
- ミクロ細孔及びメソ細孔の全容積に対するミクロ細孔の容積率(φa)が、0.2~0.5の範囲である、請求項4に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子における、前記多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+0.75]×P1で与えられる値であり、ここで、φbは、ミクロ細孔及びメソ細孔の全容積に対するメソ細孔の容積率を表す、請求項1~6のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子における、前記多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+1]×P1で与えられる値である、請求項7に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子における、前記多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも[φb+1.1]×P1で与えられる値である、請求項8に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子における、前記多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[φb+1.6]×P1で与えられる値以下である、請求項1~9のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子における、前記多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、[φb+1.5]×P1で与えられる値以下である、請求項1~10のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子における、前記多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも1.1×P1である、請求項4~6のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子における、前記多孔質炭素骨格に対するシリコンの重量比が、少なくとも1.45×P1である、請求項6に記載の粒子状材料。
- ミクロ細孔及びメソ細孔の全容積に対する20nm以下の細孔径を有する細孔の容積率(φ20)が、少なくとも0.8である、請求項1~13のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- ミクロ細孔及びメソ細孔の全容積に対する10nm以下の細孔径を有する細孔の容積率(φ10)が、少なくとも0.70である、請求項1~14のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- ミクロ細孔及びメソ細孔の全容積に対する5nm以下の細孔径を有する細孔の容積率(φ5)が、少なくとも0.7である、請求項1~15のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記多孔質炭素骨格が、単峰性の細孔径分布を有する、請求項1~16のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記多孔質炭素骨格が、二峰性又は多峰性の細孔径分布を有する、請求項1~16のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記多孔質炭素骨格が、50nm超~100nmの範囲の直径を有し、水銀圧入法により測定した全容積がP2cm3/gであるマクロ細孔を含み、ここで、P2は、0.2×P1以下である、請求項1~18のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子が、少なくとも0.5μmのD50粒子径を有する、請求項1~19のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子が、18μm以下のD50粒子径を有する、請求項1~20のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子が、少なくとも0.2μmのD10粒子径を有する、請求項1~21のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子が、40μm以下のD90粒子径を有する、請求項1~22のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子が、5以下の粒度分布スパンを有する、請求項1~23のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子が、150m2/g以下のBET表面積を有する、請求項1~24のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子が、少なくとも0.1m2/gのBET表面積を有する、請求項1~25のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- リチウム化した際の比容量が、1200mAh/g~2340mAh/gである、請求項1~26のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 前記複合粒子におけるシリコン質量の少なくとも90重量%が、前記多孔質炭素骨格の内部細孔容積中に位置する、請求項1~27のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 粒子状材料を、空気中において10℃/分の温度上昇速度でTGAにより分析する場合に、該粒子状材料のシリコン含有量の10%以下が800℃で未酸化である、請求項1~28のいずれか一項に記載の粒子状材料。
- 請求項1~29のいずれか一項に記載の粒子状材料と、少なくとも1つの他の成分とを含む組成物。
- 請求項1~29のいずれか一項に記載の粒子状材料と、(i)バインダー、(ii)導電性添加剤、及び(iii)追加の粒子状電気活性材料から選択される少なくとも1つの他の成分とを含む、請求項30に記載の組成物。
- 少なくとも1つの追加の粒子状電気活性材料を含む、請求項31に記載の組成物。
- 組成物の総乾燥重量に対して、請求項1~29のいずれか一項に記載の粒子状材料を、1重量%~20重量%含む、請求項32に記載の組成物。
- 組成物の総乾燥重量に対して、前記少なくとも1つの追加の粒子状電気活性材料を、10重量%~98重量%含む、請求項32又は33に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つの追加の粒子状電気活性材料のリチウム化した際の比容量が、100mAh/g~600mAh/gの範囲である、請求項32~34のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つの追加の粒子状電気活性材料が、黒鉛及び硬質炭素から選択される、請求項35に記載の組成物。
- バインダーを含む、請求項31~36のいずれか一項に記載の組成物。
- 1つ以上の導電性添加剤を含む、請求項31~37のいずれか一項に記載の組成物。
- 集電体と電気的に接触した請求項1~29のいずれか一項に記載の粒子状材料を含む電極。
- 前記粒子状材料が、請求項30~38のいずれか一項に記載の組成物の形態を有する、請求項39に記載の電極。
- (i)請求項39又は40に記載の電極を含むアノードと、
(ii)金属イオンを放出及び再吸収することができるカソード活物質を含むカソードと、
(iii)前記アノードと前記カソードとの間の電解質と、
を含む充電式金属イオン電池。 - アノード活物質としての、請求項1~29のいずれか一項に記載の粒子状材料の使用。
- 前記粒子状材料が、請求項30~38のいずれか一項に記載の組成物の形態を有する、請求項42に記載の使用。
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