KR20160091892A - 리튬-이온 배터리 애노드 물질로서 나노 규모 필라멘트 구조를 갖는 SiOx의 제조 방법 및 이의 용도 - Google Patents

리튬-이온 배터리 애노드 물질로서 나노 규모 필라멘트 구조를 갖는 SiOx의 제조 방법 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

x가 0.8 내지 1.2인 SiOx의 나노 필라멘트 입자들의 제조를 위한 방법으로서, 가스성 실리콘 모녹사이드(SiO)를 생성하는 적어도 약 1410℃의 온도에서 실리카(SiO2)와 실리콘(Si) 사이의 융합 반응으로 구성된 단계; 및 상기 SiOx 나노 필라멘트 입자들을 생성하는 상기 가스성 SiO의 응축으로 구성된 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 탄소를 이용하는 것을 포함할 수 있다.

Description

리튬-이온 배터리 애노드 물질로서 나노 규모 필라멘트 구조를 갖는 SiOx의 제조 방법 및 이의 용도{METHOD FOR PREPARING SiOx HAVING A NANOMETRIC FILAMENT STRUCTURE, AND USE THEREOF AS A LITHIUM-ION BATTERY ANODE MATERIAL}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2013년 11월 28일에 출원된 캐나다 출원 CA 2,835,583의 이익을 주장한다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 리튬-이온(Li-이온) 배터리들을 위한 애노드 물질들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 나노 규모 필라멘트 구조를 갖는 SiOx의 제조 방법과, 리튬-이온 배터리들에서 애노드 물질로서의 사용에 관한 것이다.
19세기 초기부터 소니사에 의해 리튬-이온 배터리 분야에서 연구가 시작된 이래로, 이러한 유형의 배터리들은 널리 사용되어, 상업적 성공을 이룩하였다. 일반적으로, 기술은 전극 물질로서 리튬 삽입 물질들의 이용에 기초한다. 특히, 코발트 옥사이드는 캐소드 물질(J.B. Goodenough에 의해 발명됨)로서 사용되고, 탄소-기반의 물질들(코크 또는 흑연화된 탄소)은 애노드 물질로서 사용된다.
그 이래로, 리튬-이온 배터리들은 점차 Ni-Cd 및 Ni-MH 배터리들을 대체하였다. 더욱이 많은 전자 응용물에서, 리튬-이온 배터리들은 Ni-Cd 및 Ni-MH 배터리들보다 더 양호하게 수행된다. 하지만, 리튬-이온 배터리들의 생성 비용이 높기 때문에, 그리고 그 고유 안정성이 일반적으로 힘든(harsh) 상태 하에서 절충되기 때문에, 작은 포맷의 리튬-이온 배터리들은 성공적으로 상업화되었다.
오늘날, 상기와 같은 기술은 흑연을 포함하는 애노드 물질들의 이용에 대부분 기초한다. 하지만, 그러한 탄소-기반의 애노드의 이용이 추가 증가 가능성 없이, 비에너지 용량에 대해 372 mAh/g 한계를 부과한다는 것이 나타난다.
애노드 물질로서 금속 리튬의 이용이 조사되었다. 더욱이, 금속 리튬은 높은 에너지 밀도를 나타내고, 높은 비에너지 용량을 초래할 수 있다. 하지만, 안전 사안이 금속 리튬의 이용에 연관된다. 이것은 사용할 동안 수지상 조직의 성장으로 인한 것이다. 더욱이, 많은 충전/방전 주기 이후의 수명에 대한 한계가 주지되었다. 이들 단점들은 연구자들이 다른 해법들을 검토하도록 하였다. 예를 들어, 잠재적인 고용량의 애노드 물질들로서 실리콘(Si), 주석(Sn) 및 그 합금들의 이용이 구상되었다.
더욱이 실리콘에 관해, 이 금속은 실리콘과 리튬 사이의 반응을 통한 리튬 이온들의 가역적 삽입 및 탈-삽입을 허용하고, 5Si+22Li-> Si5Li22, 이것은 4200 mAh/g의 이론적 용량에 대응한다. 이러한 용량은 탄소-기반의 물질들보다 상당히 더 높다. 하지만, 실리콘-기반의 애노드들은 실리콘의 높은 용적 팽창(최대 약 320%)으로 인한 사이클링 동안 안정하지 않다.
실리콘-기반의 애노드 물질(예를 들어, 나노 규모 입자들의 이용)의 입자 크기를 감소시키는 것은 더 양호한 사이클링 성능을 초래한다. 더욱이, 나노 규모 입자들의 이용은 큰 규모 증가[1]와 연관된 내부 기계적 구속의 완화를 허용한다. 기술은 나노 규모 필라멘트 구조를 갖는 물질을 이용하는 것으로 구성된다. 더욱이, 그러한 구조는 섬유들의 방사상 방향에서의 변형을 수용할 수 있어서, 실리콘의 분쇄와, 전기 접점들[1,2]의 손실을 피한다.
용적 팽창을 감소시키기 위한 다른 기술은 변형을 수용할 수 있는 실리콘의 본질적 혼합물 및 불활성 성분을 제조하는 것으로 구성된다. 예를 들어, 기계적 구속들을 완화하고 전기적 지속성을 보장하는 비활성 매트릭스에서의 실리콘의 미세 분산이 제조되었다[1,3]. 그러한 절충은 실리콘 용량의 부분적 손실의 비용으로 Si/SiO2의 혼합물을 이용함으로써 달성될 수 있다. 이러한 관점에서, 어닐링된 실리콘 모녹사이드(SiOx, x
Figure pct00001
1)의 이용은 부동변화 반응을 허용한다, 2SiO -> SiO2 + Si. 반응 평형 외부의 SiOx의 비결정 상은 비결정 SiO2 매트릭스에서의 실리콘을 침전시키고, 이것은 1338 mAh/g [4]의 이론적 용량을 갖는 물질을 초래한다.
SiOx의 제 1 합성은 1907 [5]에서의 포터(potter)에 의해 수행되었다. 포터는, 1000℃보다 높은 온도에서, 실리콘(Si)과 실리콘 옥사이드(SiO2) 사이의 급속 반응이 발생한다는 것을 주지하였다. 그는 그 반응이 불활성 대기 하에서 발생하는 경우, 반응 생성물이 갈색의 경량의 매우 미세하고 용적가 큰 분말로서 나타난다는 것을 추가로 주지하였다.
SiOx는 현재 상업적으로 이용가능하다. 이것은 다음의 반응식 [6]을 따라 진공 하에서 중간적으로 높은 온도(약 1250℃)에서 생성된다:
Figure pct00002
튜브에서의 SiO2 분말 및 Si 분말의 동물 혼합물은 1250℃의 온도에 도달할 때까지 진공 하에서 가열된다. 형성된 가스성 SiO는 더 냉각되고 응축된 튜브의 영역으로 향한다. 튜브는 냉각되고, 재가압되고, 고체 SiOx는 회복된다. 고체 SiOx는, 원하는 입도 분석에 도달할 때까지 연삭 방법에 제출된다.
방법의 비교적 낮은 온도, 약 1250℃는 스테인리스 강으로 만들어진 진공 튜브 리토트 노(retort furnace)의 이용을 허용한다. 하지만, 그 대신, 튜브에서의 가스성 SiO의 부분 압력은 매우 낮은 레벨로 유지되고, 이것은 방법의 생성성에 크게 영향을 미친다. 스캐닝 전자 현미경에 의해 찍혀진 현미경 사진은 X-선 회절 분석을 통해 일반적인 양상의 물질(도 1)을 보여준다. X-선 회절 분석은 물질의 비결정 특성을 보여준다. 더욱이, 회절 사진이 관찰되지 않는다. 이것은, 급속히 냉각되었고 어떠한 부동변화 반응도 겪지 않은 비결정 SiO에 일반적이다.
불활성 대기 하에서 900℃보다 높은 온도에서 그러한 물질을 어닐링하는 것은 SiO의 부동변화 반응을 작용하고, 이것이 비결정 실리콘 매트릭스 [3]에서 매우 미세 실리콘 상의 침전을 초래한다는 것이 알려져 있다:
Figure pct00003
더욱이, 타카미 등 [3]은 1000℃에서 푸르푸릴 산의 중합화 및 실리콘 모녹사이드의 부동변화에 의해 Si, SiOx 및 C의 조성물을 제조하였다. 이들은 200 주기 동안 약 700 mAh/g의 가역적 용량을 보고하였다.
높은 에너지 용량을 갖는 물질들이 여전히 필요하고; 유리하게, 용량은 많은 수의 주기 동안 가역적이다. 따라서, 이들 물질들을 조제하기 위한 방법들이 또한 필요하고; 유리하게, 방법은 효율적이고 비용에 효율적이다.
높은 에너지 용량을 갖는 물질은 비결정 SiO2 매트릭스에서 결정(Si)의 나노 측정 분산일 수 있다. Lamontagne 등은 그러한 물질의 조제를 위한 방법를 개시한다. 방법은 SiO2 기체를 이용하고; 또한 방법은 다양한 촉매들의 이용들을 수반한다 [7].
Si, SiOx 및 C [3]의 조성물에 대해 타카미 등에 의해 수득된 결과에 의해 촉진될 때, 당 조사 그룹은 Li-이온 배터리들에서 전극 물질로서 SiOx의 이용의 더 자세한 조사를 취했다. 우리는 리튬-이온 배터리들 [4]에서 애노드 물질로서 SiOx 및 흑연와 혼합된 SiOx의 이용을 각각 연구하였다. SiOx의 제 1 충전/방전 주기의 쿨롱 효율 및 전자 전도성이 낮다는 점으로 인해, SiOx의 이론적 비용량(specific capacity)은 양호하다, 1338 mAh/g. 우리는 SiOx에 흑연을 첨가하는 것을 고려하였다.
발명의 요약
본 발명자들은 나노 규모 필라멘트 구조(나노 필라멘트들, 나노-구조화된 입자들)를 갖는 SiOx 물질의 조제를 위한 방법를 설계하였고 수행하였다. 본 발명의 방법은 가스성 SiO의 형성을 초래하는 SiO2와 Si 사이의 고온 융합 반응과, 정상(표준) 또는 감소된 압력 하에 실리콘 모녹사이드 기체의 축합 반응을 포함한다. 바람직한 실시예에 따라, 방법은 탄소의 이용을 포함한다. 본 발명의 물질은 리튬-이온 배터리들을 위한 고성능 애노드들의 제조를 허용한다.
양태에 따라, 본 발명은
(1) x가 0.8 내지 1.2인 SiOx의 나노 필라멘트 입자들의 제조를 위한 방법으로서, 방법은
가스성 실리콘 모녹사이드(SiO)를 생성하는 적어도 약 1410℃의 온도에서 실리카(SiO2)와 실리콘(Si) 사이의 융합 반응으로 구성된 단계; 및
SiOx 나노 필라멘트 입자들을 생성하는 가스성 SiO의 응축으로 구성된 단계를 포함한다.
(2) x가 0.8 내지 1.2인 SiOx의 나노 필라멘트 입자들의 제조를 위한 방법으로서, 방법은 다음의 단계들:
가스성 실리콘 모녹사이드(SiO)를 생성하는 적어도 약 1410℃의 온도에서 실리카(SiO2), 실리콘(Si) 및 탄소(C)의 공급원 사이의 융합 반응으로 구성된 단계; 및
SiOx 나노 필라멘트 입자들을 생성하는 가스성 SiO의 응축으로 구성된 단계를 포함한다.
(3) 항목 (1) 또는 (2)에 따른 방법으로서, SiO2는 고체 형태이고, Si는 액체 형태이다.
(4) 항목 (1) 또는 (2)에 따른 방법으로서, 융합 단계는 유도 로(furnace), 전기 아크로 또는 침지된 아크로에서 수행된다.
(5) 항목 (1) 또는 (2)에 따른 방법으로서, 응축 단계는 로의 저온 영역에서 수행되고, 가스성 SiO는 벡터 가스에 의해 저온 영역으로 이동된다.
(6) 항목 (6)에 따른 방법으로서, 벡터 가스는 불활성 가스, 바람직하게 Ar, He, N2; 산화제 가스, 바람직하게 공기, H2O, O2, CO2; 환원 가스, 바람직하게 CO, H2; 휘발성 탄화수소; 또는 이들의 조합이다.
(7) 항목 (1) 또는 (2)에 따른 방법으로서, 융합 단계는 진공 하에 수행된다.
(8) 항목 (1) 또는 (2)에 따른 방법으로서, 융합 단계는 불활성 대기 하에 수행된다.
(9) 항목 (8)에 따른 방법으로서, 불활성 대기는 Ar, He, 또는 N2로 구성된다.
(10) 항목 (1) 또는 (2)에 따른 방법으로서, 융합 단계에서의 온도는 약 1450과 약 1700℃ 사이, 바람직하게 약 1500℃이다.
(11) 항목 (2)에 따른 방법으로서, 탄소의 공급원은 흑연, 목탄, 석유, 코크, 목탄, 목재 또는 이들의 조합으로 구성된다.
(12) x가 0.8 내지 1.2인 SiOx의 나노 필라멘트 입자들의 제조를 위한 방법으로서, 방법은 다음의 단계들:
액체 실리콘(Si)이 로(furnace)에 주입되고 온도가 적어도 약 1410℃가 되는 단계;
고체 실리카(SiO2)가 혼합물을 진탕하는 동안 로에 주입되고 가스성 실리콘 모녹사이드(SiO)가 생성되는 단계; 및
가스성 SiO가 벡터 가스를 이용하여 로의 저온 영역으로 이동되고, 응축되어 SiOx 나노 필라멘트 입자들을 산출하는 단계를 포함한다.
(13) x가 0.8 내지 1.2인 SiOx의 나노 필라멘트 입자들의 제조를 위한 방법으로서, 방법은 다음의 단계들:
액체 실리콘(Si) 및 탄소의 공급원가 로에 주입되고 온도가 적어도 약 1410℃가 되고 금속 실리콘(Si) 및 가스성 실리콘 모녹사이드(SiO)가 생성되는 단계; 및
가스성 SiO가 벡터 가스를 이용하여 로의 저온 영역으로 이동되고, 응축되어 SiOx 나노 필라멘트 입자들을 산출하는 단계를 포함한다.
(14) 항목 (12)에 따른 방법으로서, 로는 유도 로, 전기 아크 로 또는 침지된 아크 로이다.
(15) 항목 (12)에 따른 방법으로서, 로는 유도 로이고, 진탕은 로에 의해 생성된 자기장으로부터 유래한다.
(16) 항목 (12)에 따른 방법으로서, 실리카를 로에 주입하는 단계는 존재하는 산소가 제거되는 정화 방법에 의해 동반된다.
(17) 항목 (13)에 따른 방법으로서, 로는 침지된 아크 로이다.
(18) 항목 (13)에 따른 방법으로서, 탄소의 공급원은 흑연, 목탄, 석유, 목탄, 목재 또는 이들의 조합으로 구성된다.
(19) 항목 (12) 또는 (13)에 따른 방법으로서, 가스성 SiO를 생성하는 단계는 진공 하에 수행된다.
(20) 항목 (12) 또는 (13)에 따른 방법으로서, 가스성 SiO를 생성하는 단계는 불활성 대기 하에 수행된다.
(21) 항목 (20)에 따른 방법으로서, 불활성 대기는 Ar, He 또는 N2로 구성된다.
(22) 항목 (12) 또는 (13)에 따른 방법으로서, 대기는 약 1450과 약 1700℃ 사이, 바람직하게 약 1500℃이다.
(23) 항목 (12) 또는 (13)에 따른 방법으로서, 벡터 가스는 불활성 가스, 바람직하게 Ar, He, N2; 산화제 가스, 바람직하게 공기, H2O, O2, CO2; 환원 가스, 바람직하게 CO, H2; 휘발성 탄화수소; 또는 이들의 조합이다.
(24) 항목 (1) 내지 (23) 중 어느 하나에 따른 방법으로서, x는 약 1이다.
(25) 항목 (1) 내지 (24) 중 어느 하나에 따른 방법으로서, SiO2는 석영, 규암, 또는 이들의 조합인 형태이다.
(26) 항목 (1) 내지 (25) 중 어느 하나에 따른 방법으로서, SiOx 입자들은 나노 필라멘트들로 구성된 구형 웅집물들이고, 각 응집물은 약 2 내지 10㎛의 직경을 갖는다.
(27) 항목 (1) 내지 (26) 중 어느 하나에 따른 방법으로서, 각 나노 필라멘트들은 약 50nm의 직경을 갖고, 응집물들은 약 100 내지 150nm의 직경을 각각 갖는 구체들에 의해 함께 연결된다.
(28) 항목 (1) 내지 (27) 중 어느 하나에 따른 방법으로서, 수득된 나노 필라멘트 SiOx 입자들은 비결정 SiO2, 결정 Si 및 SiC 중 적어도 하나를 포함하고, 바람직하게 SiC는 β 형태이다.
(29) 항목 (1) 내지 (28) 중 어느 한 항에 정의된 방법에 의해 수득된 SiOx의 나노 필라멘트 입자들.
(30) 항목 (1) 내지 (28) 중 어느 한 항에 정의된 방법에 의해 수득된 SiOx의 나노 필라멘트 입자들을 포함하는 물질.
(31) 애노드 물질의 제조시, 항목 (1) 내지 (28) 중 어느 한 항에 정의된 방법에 의해 수득된 SiOx의 나노 필라멘트 입자들의 이용.
(32) 항목 (1) 내지 (28) 중 어느 한 항에 정의된 방법에 의해 수득된 SiOx의 나노 필라멘트 입자들을 포함하는 애노드.
(33) 항목 (30)에 정의된 물질을 포함하는 애노드.
(34) 항목 (32) 또는 (33)에 정의된 애노드를 포함하는 배터리.
본 발명의 다른 목적들, 장점들 및 특징들은 단지 첨부도들을 참조하여 예로서 주어진, 특정 실시예들의 다음의 비-제한적 설명을 읽을 때 더 명백해질 것이다.
도 1은 상업적으로 이용가능한 SiO 물질의 일반적인 양상으로서, 전자 현미경 및 X-선 회절 분석에 의해 취해진 현미경 사진을 도시한다.
도 2는 상업적으로 이용가능한 SiOx이 사용될 때, 그리고 SiOx와 흑연의 혼합물이 사용될 때 애노드의 용량을 도시한다.
도 3은 흑연 도가니가 설치된 유도 로(furnace)를 도시한다.
도 4는 본 발명의 방법에 의해 수득된 SiOx의 나노 필라멘트들을 도시한다.
도 5는 본 발명의 방법에 의해 수득된 SiOx의 나노 필라멘트 입자들의 X-선 회절 분석을 도시한다.
도 6은 사이클링 형성(전자 화학 테스트들)의 결과들을 도시한다.
도 7은 사이클링 안정성(전자 화학 테스트들)의 결과들을 도시한다.
본 발명은 SiOx 물질의 제조를 위한 방법에 관한 것으로, x는 약 0.8 내지 약 1.2이고, 바람직하게 x는 약 1이다. 본 발명에 따른 SiOx 물질은 나노 규모 필라멘트 구조(나노 필라멘트들, 나노-구조화된 입자들)를 갖는다.
본 발명의 방법은 아래에 요약된 고온 야금 방법에 의해 수득된 가스성 SiO의 응축으로부터 SiOx 입자들의 합성을 포함한다.
SiO(g)를 생성하는 Si(l)와 SiO2(l,s) 사이의 융합 반응을 포함하는 단계는 제어된 대기 하에 수행된다. 예를 들어, 유도 로, 플라즈마 로, 전기 아크 로 또는 침지된 아크 로에서의 융합. 융합 반응은 다음의 반응식에 따라 진행된다:
Figure pct00004
그 후에, 가스와 가스들의 혼합물은 응축을 위한 냉온 영역에서 SiO(g)를 이동시키기 위해 벡터로서 사용된다. 고체 SiOx, 나노-구조화된 입자들의 핵 생성 및 성장은 응축 동안 발생한다.
양상에 따라, 융합 단계는 아래의 반응에 의해 예시된 바와 같이 SiO2의 열탄소 반응의 단계로 대체될 수 있다. 탄소의 다양한 공급원, 예를 들어 흑연(도 2), 석유, 목탄, 목재 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 실리카는 예를 들어, 석영, 규암 또는 이들의 조합인 형태일 수 있다.
Figure pct00005
가스성 SiO를 이동시키기 위해 벡터로서 사용된 가스 혼합물은 불활성 가스들(예를 들어, Ar, He, N2), 산화제 가스들(예를 들어, 공기, H2O, O2, CO2), 환원 가스들(예를 들어, CO, H2, 휘발성 탄화수소) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
실시예
다음의 실시예들은 예시적인 실시예들로서만 제공되고, 임의의 방식으로 본 발명을 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 한다.
실시예 1
야금 그레이드 실리콘(Si)은 흑연 도가니가 설치된 유도 로에서 용해된다. 실험 시스템은 또한 도가니를 위한 커버, 벡터 가스로서 아르곤을 공급하기 위한 공급 포트, 및 커패시터를 포함한다(도 3).
액체 실리콘은 1500℃로 가열된다. 실리카(SiO2)가 액체(Si) 표면에 첨가된다. 도가니 커버는 그 후 적소에 놓이고, 아르곤을 공급하는 방법이 시작된다. 유도 로는 액체가 회전하도록 하는 자기장을 생성하여, 이것은 Si(l) 내에서 분산되는 SiO2(s)를 초래한다. 일단 시스템에 초기에 존재하는 산소가 완전히 정화되면, 실리카 기체를 생성하는 부가 반응은 (2SiO(g) + O2(g) -> 2SiO2(s))를 중지시키고, SiOx 입자들을 생성하는 반응은 (SiO(g) -> SiO(am))을 시작한다. 생성물의 컬러는 백색(실리카 가스, SiO2)으로부터 갈색(SiOx)으로 변한다.
수득된 물질은 높은 배율 하에 스캐닝 전자 현미경(SEM)을 이용하여 검사된다. 수득된 SiOx은 2 내지 10㎛의 직경들을 갖는 구체 응집물들 및 나노 규모 섬유 구조를 제공한다. 나노 필라멘트들은 약 50nm의 직경을 갖고, 약 100 내지 150nm의 직경을 갖는 구체들에 의해 함께 결합된다(도 4).
X-선 회절 분석(도 5)에 따라, 입자들은 비결정 실리카(SiO2), 결정 실시콘(Si) 및 실리콘 카바이드(SiC)(β 형태)를 포함한다. SiOx는 이에 따라 비결정 SiO2 매트릭스에서 결정 Si의 나노 측정 분산을 초래하는 부동변화 반응을 겪었다.
LECO에 의해 측정된 산소의 총량은 상업적으로 이용가능한 SiOx 및 실시예 1에서 수득된 SiOx에 대한 유사한 레벨의 산소를 도시한다.
실시예 2
금속 실리콘은 석탄, 목탄 또는 석유와 같은 환원 물질들과의 석영(SiO2)의 열탄소 반응에 의해 침지된 아크 로를 이용하여 제조된다. 반응 동안, 약 80%의 실리콘은 다음의 범용 반응에 따라 환원된다:
Figure pct00006
중간 반응이 발생하고, 이것은 다음의 반응식에 따라 로(아크)의 가장 뜨거운 영역에서 가스성 SiO의 생성이다:
Figure pct00007
SiOx의 샘플의 검색을 허용하기 위해, 변형은 아크 로에 이루어졌고, 이것은 흑연 전극들 중 하나에서 세로 개구부를 생성하는 것으로 구성된다. 반응 영역을 떠나는 가스성 SiO는 개구부를 통해 흡입되었다. 전극을 통해 흐르는 가스성 SiO는 다음의 반응식에 따라 산소의 부재시, 일단 더 차가운 영역에 도달하면 응축한다:
Figure pct00008
수득된 SiOx은 제 1 합성에서와 같이 섬유성이고, 실시예 1에서의 샘플에 대해 수득된 것과 동일한 회절분석도를 나타낸다; SiO의 양은 금속 실리콘 및 비결정 석영을 초래하는 열탄소를 겪고; 더욱이, 탄소가 풍부한 대기는 미량의 실리콘 카바이드(SiC)의 생성을 초래한다.
실시예 3
조성물 전극은 균질한 분산물을 수득하기 위해 탈이온화된 물로 구성된 용매에서 탄소 블랙(덴카 블랙)의 25%wt 및 결합제(나트륨 알기네이트, 알드리히)의 25%wt와 활성 물질(SiOx)을 혼합함으로써 제조되고, 균질한 분산물은 이 후 구리로 만들어진 전류 컬렉터 상에 증착된다. 전극은 110℃에서 진공 하에 20시간 동안 건조된다. CR2032 형태의 버튼 셀은 헬륨의 글러브박스 풀(glovebox full)에서 조립된다. 사용된 전해질은 2%wt 비닐렌 카보네이트(VC)(Ube)와의 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)의 3:7(v/v) 혼합물에서 LiPF6(1M)이다. 상대 전극은 리튬의 박막이다. 배터리 상의 전기 화학 테스트들은 C/24 속도에서 0.005 내지 2.5V의 포텐셜 내에서 갈바노 정적 모드에서 방전/충전 주기에 의해 수행된다(도 6). 일단 가역성 용량이 측정되면, 배터리의 사이클링은 C/6 속도에서 안정성을 측정하기 위해 수행된다(도 7).
본 발명이 특정 실시예들에 의해 설명되지만, 다양한 변경들 및 변형들이 이들 실시예들에 연결될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 발명은 일반적으로 본 발명의 그러한 변형들, 이용들 또는 적응들을 커버하고, 본 발명의 원리들은 본 발명의 분야에서 알려지거나 종래이고 청구항들의 범주에 따라 전술한 필수 요소들에 적용될 수 있는 임의의 변경을 포함한다.
청구항의 범주는 실시예들에 설명된 바람직한 실시예들에 의해 제한되지 않아야 하고, 전체적으로 설명과 일치하는 가장 넓은 해석이 주어져야 한다.
Figure pct00009

Claims (34)

  1. x가 0.8 내지 1.2인 SiOx의 나노 필라멘트 입자들의 제조를 위한 방법으로서,
    가스성 실리콘 모녹사이드(SiO)를 생성하는 적어도 약 1410℃의 온도에서 실리카(SiO2)와 실리콘(Si) 사이의 융합 반응으로 구성된 단계; 및
    상기 SiOx 나노 필라멘트 입자들을 생성하는 상기 가스성 SiO의 응축으로 구성된 단계를 포함하는, 방법.
  2. x가 0.8 내지 1.2인 SiOx의 나노 필라멘트 입자들의 제조를 위한 방법으로서,
    가스성 실리콘 모녹사이드(SiO)를 생성하는 적어도 약 1410℃의 온도에서 실리카(SiO2), 실리콘(Si) 및 탄소(C)의 공급원 사이의 융합 반응으로 구성된 단계; 및
    상기 SiOx 나노 필라멘트 입자들을 생성하는 상기 가스성 SiO의 응축으로 구성된 단계를 포함하는, 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 SiO2는 고체 형태이고, 상기 Si는 액체 형태인, 방법.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 융합 단계는 유도 로(furnace), 전기 아크 로(furnace) 또는 침지된 아크 로(furnace)에서 수행되는, 방법.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 응축 단계는 로(furnace)의 저온 영역에서 수행되고, 상기 가스성 SiO는 벡터 가스에 의해 상기 저온 영역으로 이동되는, 방법.
  6. 청구항 6에 있어서, 상기 벡터 가스는 불활성 가스, 바람직하게 Ar, He, N2; 산화제 가스, 바람직하게 공기, H2O, O2, CO2; 환원 가스, 바람직하게 CO, H2; 휘발성 탄화수소; 또는 이들의 조합인, 방법.
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 융합 단계는 진공 하에 수행되는, 방법.
  8. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 융합 단계는 불활성 대기 하에 수행되는, 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 불활성 대기는 Ar, He, 또는 N2로 구성되는, 방법.
  10. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 융합 단계에서의 상기 온도는 약 1450℃ 내지 약 1700℃이고, 바람직하게는 약 1500℃인, 방법.
  11. 청구항 2에 있어서, 상기 탄소의 공급원은 흑연, 목탄, 석유, 코크, 목탄, 목재 또는 이들의 조합으로 구성되는, 방법.
  12. x가 0.8 내지 1.2인 SiOx의 나노 필라멘트 입자들의 제조를 위한 방법으로서,
    액체 실리콘(Si)이 로(furnace)에 주입되고, 온도가 적어도 약 1410℃가 되는 단계;
    고체 실리카(SiO2)가 혼합물을 진탕하는 동안 상기 로(furnace)에 주입되고 가스성 실리콘 모녹사이드(SiO)가 생성되는 단계; 및
    상기 가스성 SiO가 벡터 가스를 이용하여 상기 로(furnace)의 저온 영역으로 이동되고, 응축되어 상기 SiOx 나노 필라멘트 입자들을 산출하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. x가 0.8 내지 1.2인 SiOx의 나노 필라멘트 입자들의 제조를 위한 방법으로서,
    액체 실리콘(Si) 및 탄소의 공급원가 로(furnace)에 주입되고, 온도가 적어도 약 1410℃가 되고, 금속 실리콘(Si) 및 가스성 실리콘 모녹사이드(SiO)가 생성되는 단계; 및
    상기 가스성 SiO가 벡터 가스를 이용하여 상기 로(furnace)의 저온 영역으로 이동되고, 응축되어 SiOx 나노 필라멘트 입자들을 산출하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 로(furnace)는 유도 로(furnace), 전기 아크 로(furnace) 또는 침지된 아크 로(furnace)인, 방법.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 로(furnace)는 유도 로이고, 상기 진탕은 상기 로에 의해 생성된 자기장으로부터 유래하는, 방법.
  16. 청구항 12에 있어서, 상기 실리카를 상기 로(furnace)에 주입하는 단계는 존재하는 산소가 제거되는 정화 방법에 의해 동반되는, 방법.
  17. 청구항 13에 있어서, 상기 로(furnace)는 침지된 아크 로(furnace)인, 방법.
  18. 청구항 13에 있어서, 상기 탄소의 공급원은 흑연, 목탄, 석유, 목탄, 목재 또는 이들의 조합으로 구성되는, 방법.
  19. 청구항 12 또는 13에 있어서, 상기 가스성 SiO를 생성하는 단계는 진공 하에 수행되는, 방법.
  20. 청구항 12 또는 13에 있어서, 상기 가스성 SiO를 생성하는 단계는 불활성 대기 하에 수행되는, 방법.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 불활성 대기는 Ar, He 또는 N2로 구성되는, 방법.
  22. 청구항 12 또는 13에 있어서, 상기 대기는 약 1450℃ 내지 약 1700℃이고, 바람직하게 약 1500℃인, 방법.
  23. 청구항 12 또는 13에 있어서, 상기 벡터 가스는 불활성 가스, 바람직하게 Ar, He, N2; 산화제 가스, 바람직하게 공기, H20, O2, CO2; 환원 가스, 바람직하게 CO, H2; 휘발성 탄화수소; 또는 이들의 조합인, 방법.
  24. 청구항 1 내지 23 중 어느 한 항에 있어서, x는 약 1인, 방법.
  25. 청구항 1 내지 24 중 어느 한 항에 있어서, SiO2는 석영, 규암, 또는 이들의 조합인 형태인, 방법.
  26. 청구항 1 내지 25 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiOx 입자들은 나노 필라멘트들로 구성된 구형 응집물들이고, 각 응집물은 약 2㎛ 내지 10㎛의 직경을 갖는, 방법.
  27. 청구항 1 내지 26 중 어느 한 항에 있어서, 각 나노 필라멘트들은 약 50nm의 직경을 갖고, 상기 응집물들은 약 100nm 내지 150nm의 직경을 각각 갖는 구체들에 의해 함께 연결되는, 방법.
  28. 청구항 1 내지 27 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수득된 나노 필라멘트 SiOx 입자들은 비결정 SiO2, 결정 Si 및 SiC 중 적어도 하나를 포함하고, 바람직하게 SiC는 β 형태인, 방법.
  29. 청구항 1 내지 28 중 어느 한 항에 정의된 방법에 의해 수득된 SiOx의 나노 필라멘트 입자들.
  30. 청구항 1 내지 28 중 어느 한 항에 정의된 방법에 의해 수득된 SiOx의 나노 필라멘트 입자들을 포함하는 물질.
  31. 애노드 물질의 제조시, 청구항 1 내지 28 중 어느 한 항에 정의된 방법에 의해 수득된 SiOx의 나노 필라멘트 입자들의 용도.
  32. 청구항 1 내지 28 중 어느 한 항에 정의된 방법에 의해 수득된 SiOx의 나노 필라멘트 입자들을 포함하는 애노드.
  33. 청구항 30에 정의된 물질을 포함하는 애노드.
  34. 청구항 32 또는 33에 정의된 애노드를 포함하는 배터리.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102137707B1 (ko) 2019-11-22 2020-07-27 주식회사 테라테크노스 산화실리콘 나노입자 제조 장치
KR102171230B1 (ko) 2020-03-24 2020-10-28 주식회사 테라테크노스 금속복합 산화실리콘 제조 장치

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2835583A1 (fr) 2013-11-28 2015-05-28 Hydro-Quebec Methode de preparation de siox nano-structure, et son utilisation comme anode de batterie lithium-ion
CN107068996B (zh) * 2017-02-27 2019-10-25 陕西六元碳晶股份有限公司 一种硅碳氮复合材料的连续制备方法
EP3718158A1 (en) 2017-11-30 2020-10-07 YPF Tecnologia S.A. Sba-15/c anode for a lithium-ion battery and manufacturing method thereof
US10608246B2 (en) 2017-11-30 2020-03-31 Ypf Technologia S.A. SBA-15/C anode for a lithium-ion battery and manufacturing method thereof
CN111747416B (zh) * 2019-03-26 2022-03-04 新特能源股份有限公司 生产SiOx的装置及方法
CN109950499B (zh) * 2019-03-29 2022-05-20 中天新兴材料有限公司 纳米多孔硅碳材料的制备方法、极片
CN110311118B (zh) * 2019-07-10 2022-05-13 洛阳联创锂能科技有限公司 一种锂离子电池用歧化SiOx材料及其制备方法
CN111377452A (zh) * 2020-03-24 2020-07-07 洛阳联创锂能科技有限公司 一种硅氧负极材料的制备方法
EP3922601A4 (en) * 2020-04-16 2022-05-25 Tera Technos Co., Ltd. APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING SILICON OXIDES, AND SILICON OXIDE NEGATIVE ELECTRODE MATERIAL
CN112151767B (zh) * 2020-09-11 2021-10-12 成都新柯力化工科技有限公司 一种挤出机中硅-碳-二氧化硅复合制备锂电池负极的方法
CN112086630B (zh) * 2020-09-17 2021-10-08 浙江锂宸新材料科技有限公司 一种氧化亚硅复合负极材料的制备方法及其产品
CN116332193A (zh) * 2023-05-18 2023-06-27 深圳软硅材料科技有限公司 烧结硅氧负极材料的方法
CN117446807A (zh) * 2023-11-14 2024-01-26 银硅(宁波)科技有限公司 一种熔融淬火法氧化亚硅复合材料及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005225691A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Nippon Steel Corp 高純度ＳｉＯ固体の製造方法及び製造装置
JP2005231957A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Nippon Steel Corp ＳｉＯの製造方法及び製造装置
KR20120089073A (ko) * 2011-02-01 2012-08-09 인하대학교 산학협력단 열플라즈마를 이용한 산화규소분말의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 산화규소분말
JP2013180935A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Mitsubishi Chemicals Corp 酸化ケイ素（ＳｉＯｘ０＜ｘ＜２）の製造方法、該製造方法によって製造された酸化ケイ素、該酸化ケイ素を含む非水系電解液二次電池用負極、並びに該負極を備える非水系電解液二次電池

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1104384A (en) 1904-12-30 1914-07-21 George Westinghouse Process of producing silicon monoxid.
US2823979A (en) * 1954-05-28 1958-02-18 Goodrich Co B F Method of making pigment
JPS6227318A (ja) * 1985-07-29 1987-02-05 Kawasaki Steel Corp Ｓｉｏ微粉末の製造方法およびその装置
US5009703A (en) * 1990-08-13 1991-04-23 Dow Corning Corporation Silicon smelting process in direct current furnace
GB2279942A (en) * 1993-07-13 1995-01-18 Elkem As Method for production of SiO-containing microfibres
JP3952118B2 (ja) * 2000-02-04 2007-08-01 信越化学工業株式会社 活性なケイ素を含むケイ素酸化物及びその評価方法
JP3865033B2 (ja) 2000-02-04 2007-01-10 信越化学工業株式会社 酸化珪素粉末の連続製造方法及び連続製造装置
JP3571287B2 (ja) * 2000-11-09 2004-09-29 独立行政法人 科学技術振興機構 酸化珪素のナノワイヤの製造方法
JP2002260651A (ja) * 2001-02-28 2002-09-13 Shin Etsu Chem Co Ltd 酸化珪素粉末及びその製造方法
KR100948245B1 (ko) 2002-02-18 2010-03-19 시바 홀딩 인크 아산화규소, 이산화규소 및/또는 탄화규소의 평면 평행구조물의 제조방법, 이러한 방법으로 수득 가능한 평면평행 구조물 및 이의 용도
TWI278429B (en) 2002-05-17 2007-04-11 Shinetsu Chemical Co Conductive silicon composite, preparation thereof, and negative electrode material for non-aqueous electrolyte secondary cell
KR100595896B1 (ko) * 2003-07-29 2006-07-03 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조 방법
KR101081864B1 (ko) * 2011-04-01 2011-11-09 한국에너지기술연구원 휘발성이 우수한 고순도 ＳＩＯｘ나노 분말 제조 방법 및 그 제조 장치
JP5675546B2 (ja) 2011-10-14 2015-02-25 信越化学工業株式会社 非水電解質二次電池負極材用珪素酸化物、その製造方法、リチウムイオン二次電池及び電気化学キャパシタ
JP2013171628A (ja) * 2012-02-17 2013-09-02 Bridgestone Corp 非水電解質二次電池用負極材の製造方法及び製造装置
WO2014126272A1 (ko) * 2013-02-13 2014-08-21 한국에너지기술연구원 슬라이딩 타입의 출탕 구조를 갖는 실리콘 용융 도가니를 구비하는 ＳｉＯｘ 나노 분말 제조 장치 및 이를 이용한 ＳｉＯｘ 나노 분말 제조 방법
CN103199227B (zh) * 2013-04-26 2015-06-03 中国东方电气集团有限公司 一种锂离子电池纳米炭硅复合负极材料及其制备方法
CA2835583A1 (fr) 2013-11-28 2015-05-28 Hydro-Quebec Methode de preparation de siox nano-structure, et son utilisation comme anode de batterie lithium-ion

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005225691A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Nippon Steel Corp 高純度ＳｉＯ固体の製造方法及び製造装置
JP2005231957A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Nippon Steel Corp ＳｉＯの製造方法及び製造装置
KR20120089073A (ko) * 2011-02-01 2012-08-09 인하대학교 산학협력단 열플라즈마를 이용한 산화규소분말의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 산화규소분말
JP2013180935A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Mitsubishi Chemicals Corp 酸化ケイ素（ＳｉＯｘ０＜ｘ＜２）の製造方法、該製造方法によって製造された酸化ケイ素、該酸化ケイ素を含む非水系電解液二次電池用負極、並びに該負極を備える非水系電解液二次電池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102137707B1 (ko) 2019-11-22 2020-07-27 주식회사 테라테크노스 산화실리콘 나노입자 제조 장치
KR102171230B1 (ko) 2020-03-24 2020-10-28 주식회사 테라테크노스 금속복합 산화실리콘 제조 장치

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