恭喜鄭州中科新興產業技術研究院柴豐濤獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜鄭州中科新興產業技術研究院申請的專利一種氮摻雜碳包覆球形硅基負極材料及其制備方法和應用獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115172731B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-13發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211004793.5,技術領域涉及:H01M4/36;該發明授權一種氮摻雜碳包覆球形硅基負極材料及其制備方法和應用是由柴豐濤;阮晶晶;劉凡;劉景博;高哲;劉艷俠;霍鋒設計研發完成,并于2022-08-22向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種氮摻雜碳包覆球形硅基負極材料及其制備方法和應用在說明書摘要公布了:本發明屬于電化學領域,涉及硅基負極材料的制備,具體涉及一種氮摻雜碳包覆球形硅基負極材料及其制備方法和應用。其制備方法包括氧化亞硅原料高溫歧化、氫氧化鈉刻蝕、表面接枝氨基化、包覆與硅氧形成共價鍵的碳源,高溫固相反應形成氮摻雜碳包覆球形硅基負極材料。本發明提供的制備方法解決了現有硅基負極材料表面包覆不牢固及首次庫倫效率低的不足,所制備的氮摻雜碳包覆球形硅基負極材料在制備成鋰離子半電池后,具有容量高、首次充放電效率高、循環性能好的優點。在100mAg的電流密度下進行測試,首次充電比容量達到1705mAhg,首次庫倫效率73.35%,且在進行恒流循環性能測試時表現出較好的循環性能。
本發明授權一種氮摻雜碳包覆球形硅基負極材料及其制備方法和應用在權利要求書中公布了:1.一種氮摻雜碳包覆球形硅基負極材料的制備方法,其特征在于,步驟如下:(1)高溫歧化:將氧化亞硅原料在惰性氣氛下高溫歧化,得到前驅體I;所述惰性氣氛為氮氣,高溫歧化的溫度為900~1400℃,高溫歧化的時間為5min~8h,升溫速率為2~10℃min;(2)氫氧化鈉刻蝕:將步驟(1)所得的前驅體I與氫氧化鈉溶液進行混合反應,反應結束后經去離子水洗滌至中性后干燥,得到前驅體II;(3)表面接枝氨基化:將步驟(2)所得到的前驅體II加入到甲苯中配制成溶液,攪拌后加入溶劑A,進行回流反應,反應結束后則表面接枝氨基化過程結束,得到前驅體III;所述溶劑A為聚二烯丙基二甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨或含氨有機硅烷中的任意一種或至少兩種的組合,所述含氨有機硅烷為3-氨丙基三乙氧基硅烷;前驅體II與溶液A質量體積比為3g:(0.5~2)mL,回流反應的時間為6~10h;(4)碳包覆:將單壁碳納米管進行預處理后,與羧甲基纖維素鋰進行混合,待羧甲基纖維素鋰溶解完全后,與步驟(3)所得的前驅體III進行攪拌,攪拌結束后進行噴霧干燥,噴霧干燥的入口溫度180~350℃,出口溫度90~110℃,得到前驅體IV;(5)高溫固相反應:將步驟(4)所得的前驅體IV在惰性氣氛下進行高溫固相反應,得到氮摻雜碳包覆球形硅基負極材料。
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