恭喜郑州中科新兴产业技术研究院柴丰涛获国家专利权
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龙图腾网恭喜郑州中科新兴产业技术研究院申请的专利一种氮掺杂碳包覆球形硅基负极材料及其制备方法和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:CN115172731B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-13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:202211004793.5,技术领域涉及:H01M4/36;该发明授权一种氮掺杂碳包覆球形硅基负极材料及其制备方法和应用是由柴丰涛;阮晶晶;刘凡;刘景博;高哲;刘艳侠;霍锋设计研发完成,并于2022-08-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种氮掺杂碳包覆球形硅基负极材料及其制备方法和应用在说明书摘要公布了:本发明属于电化学领域,涉及硅基负极材料的制备,具体涉及一种氮掺杂碳包覆球形硅基负极材料及其制备方法和应用。其制备方法包括氧化亚硅原料高温歧化、氢氧化钠刻蚀、表面接枝氨基化、包覆与硅氧形成共价键的碳源,高温固相反应形成氮掺杂碳包覆球形硅基负极材料。本发明提供的制备方法解决了现有硅基负极材料表面包覆不牢固及首次库伦效率低的不足,所制备的氮掺杂碳包覆球形硅基负极材料在制备成锂离子半电池后,具有容量高、首次充放电效率高、循环性能好的优点。在100mAg的电流密度下进行测试,首次充电比容量达到1705mAhg,首次库伦效率73.35%,且在进行恒流循环性能测试时表现出较好的循环性能。
本发明授权一种氮掺杂碳包覆球形硅基负极材料及其制备方法和应用在权利要求书中公布了:1.一种氮掺杂碳包覆球形硅基负极材料的制备方法,其特征在于,步骤如下:(1)高温歧化:将氧化亚硅原料在惰性气氛下高温歧化,得到前驱体I;所述惰性气氛为氮气,高温歧化的温度为900~1400℃,高温歧化的时间为5min~8h,升温速率为2~10℃min;(2)氢氧化钠刻蚀:将步骤(1)所得的前驱体I与氢氧化钠溶液进行混合反应,反应结束后经去离子水洗涤至中性后干燥,得到前驱体II;(3)表面接枝氨基化:将步骤(2)所得到的前驱体II加入到甲苯中配制成溶液,搅拌后加入溶剂A,进行回流反应,反应结束后则表面接枝氨基化过程结束,得到前驱体III;所述溶剂A为聚二烯丙基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵或含氨有机硅烷中的任意一种或至少两种的组合,所述含氨有机硅烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷;前驱体II与溶液A质量体积比为3g:(0.5~2)mL,回流反应的时间为6~10h;(4)碳包覆:将单壁碳纳米管进行预处理后,与羧甲基纤维素锂进行混合,待羧甲基纤维素锂溶解完全后,与步骤(3)所得的前驱体III进行搅拌,搅拌结束后进行喷雾干燥,喷雾干燥的入口温度180~350℃,出口温度90~110℃,得到前驱体IV;(5)高温固相反应:将步骤(4)所得的前驱体IV在惰性气氛下进行高温固相反应,得到氮掺杂碳包覆球形硅基负极材料。
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