广东海洋大学赵娟获国家专利权
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龙图腾网获悉广东海洋大学申请的专利一种氧化亚硅基复合负极材料及其制备方法与应用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:CN115411241B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02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:202210987601.0,技术领域涉及:H01M4/36;该发明授权一种氧化亚硅基复合负极材料及其制备方法与应用是由赵娟设计研发完成,并于2022-08-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种氧化亚硅基复合负极材料及其制备方法与应用在说明书摘要公布了:本发明属于锂离子电池用负极材料技术领域,具体涉及一种氧化亚硅基复合负极材料及其制备方法与应用。本发明首先在SiO的颗粒表面和或SiO的颗粒之间形成大量的微孔或不规则微凹坑,然后再将ZnFe‑MOF包覆在其表面,高温热解过程中大量的Zn挥发出去,Fe原子均匀分布在MOF碳化形成的多孔碳骨架上,然后以Fe为催化剂制备出碳纳米管,最后酸刻蚀去除Fe和少量的Zn。这不但能增强SiO颗粒与多孔碳框架之间的结合力,而且能在多孔碳表面原位生成碳纳米管,使之成一个牢固结合的整体。多孔碳框架可有效抑制SiO在充、放电时的体积变化,增加负极SEI膜的稳定性。
本发明授权一种氧化亚硅基复合负极材料及其制备方法与应用在权利要求书中公布了:1.一种氧化亚硅基复合负极材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: (1)将改性SiO、锌盐、铁盐、有机配体和有机溶剂混合,进行自组装反应,得到物料1;所述物料1具有以改性SiO为核,ZnFe-MOF为壳的核壳结构; (2)将步骤(1)的物料1放入化学气相沉积炉中,在惰性气体的保护下升温,升温至反应温度后通入有机碳源,反应,得到物料2; (3)将步骤(2)的物料2进行酸处理,得到物料3;所述物料3具有以改性SiO为核,多孔碳为中间层和碳纳米管为最外层的核壳结构; (4)将步骤(3)的物料3放入化学气相沉积炉中,在惰性气体的保护下升温,升温至反应温度后通入Ti源和N源气体,反应,得到氧化亚硅基复合负极材料; 步骤(1)中,所述锌盐和有机配体的质量比为1:2~4;所述锌盐和铁盐的质量比为6~10:1;所述锌盐和有机配体的质量之和与有机溶剂的体积比为0.01~0.1g:1mL;所述锌盐和改性SiO的质量比为1:7~10; 步骤(1)中,所述改性SiO是通过如下方法制备得到的: 将SiO在惰性气氛条件下先加热至850~1000℃,然后用能量为100~600eV,束流密度为0.4~0.8mAcm2的离子束进行轰击,控制离子束至SiO颗粒表面的距离为1~10mm,轰击角度为30~150°,轰击的同时对SiO颗粒进行搅拌翻动,轰击时间为30~60min; 步骤(2)中,所述反应温度为700℃~800℃; 步骤(4)中,所述反应温度为700~850℃; 所述氧化亚硅基复合负极材料包括作为内核的改性SiO,以及包覆在改性SiO表面的多孔碳层,包覆在多孔碳层表面的碳纳米管层,包覆在碳纳米管层表面的TiN层。
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