苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司刘定桦获国家专利权
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龙图腾网获悉苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司申请的专利一种两段复合的硅碳负极材料制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121260783B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-07发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511802421.0,技术领域涉及:H01M4/36;该发明授权一种两段复合的硅碳负极材料制备方法是由刘定桦;张韬;孔建军;于阳辉;黄建树;程飞飞;赖玮设计研发完成,并于2025-12-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种两段复合的硅碳负极材料制备方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种两段复合的硅碳负极材料制备方法,属锂离子电池技术领域,具体步骤如下:先制备多级孔碳基体,用碱‑热改性石墨形成大孔,酸浸活化煤基热解碳形成介孔,生物质热解碳补充微孔,构建三级孔隙结构;接着进行纳米硅氧‑碳机械复合,将质量比1:1的微米硅粉与二氧化硅粉末球磨成纳米硅氧粉末,再与碳基体混合,初步填充介孔内硅;随后高温热解并强化界面,在900‑1200℃促进碳石墨化及硅‑碳界面键合;之后硅烷气相沉积补硅,于750‑900℃通入混合气,在大孔内壁及硅表面补覆纳米硅;最后包覆碳化及后处理,形成致密碳层,经打散、除磁得成品,解决了高硅含量下硅团聚、体积膨胀失控及界面稳定性差的问题。
本发明授权一种两段复合的硅碳负极材料制备方法在权利要求书中公布了:1.一种两段复合的硅碳负极材料制备方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、多级孔碳基体的预处理与制备:选取石墨、煤基热解碳、生物质热解碳作为碳源,分别进行预处理后,按比例混合并经球磨得到多级孔隙碳基体;其中,石墨预处理为选用纯度≥99.95%的天然石墨,与质量浓度20%~40%的NaOH溶液按固液质量比1:2~5混合,在850~950℃反应2~3h,经抽滤、水洗、干燥后得到含大孔的多孔石墨;煤基热解碳预处理为选用固定碳含量≥90%、灰分≤3%的煤基热解碳,与质量浓度12~15%的盐酸溶液按固液质量比1:5~10混合,60~80℃恒温搅拌2h,水洗至中性后与KOH按质量比1:2~5混合,700~900℃活化0.5~3h,得到含介孔的活化煤基热解碳;生物质热解碳选用比表面积900~1500m²g、总孔容0.6~1.2cm³g、灰分≤0.2%且微孔占比≥70%的高纯生物质热解碳,筛除>50μm颗粒; S2、纳米硅氧-碳机械复合:将按质量比1:1的微米硅粉与二氧化硅粉末球磨制备纳米硅氧粉末,再与多级孔碳基体混合球磨,得到纳米硅氧-碳复合料; S3、高温热解与界面强化:将纳米硅氧-碳复合料在氮气氛围下、900-1200℃的高温下热解,得到纳米硅氧-碳复合热解料; S4、硅烷气相沉积补硅:将纳米硅氧-碳复合热解料置于气相沉积炉中,通入电子级硅烷气体与高纯氮气的混合气体进行气相沉积,得到第二段硅-碳复合料; S5、包覆碳化及后处理:采用气相沉积包覆或固相包覆方式对第二段硅-碳复合料进行包覆碳化,再经打散、除磁处理,得到硅碳负极材料成品。
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