哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)慈立杰获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)申请的专利一种包覆碳层的多孔纳米硅碳复合材料及其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:CN119050290B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01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:202411029221.1,技术领域涉及:H01M4/36;该发明授权一种包覆碳层的多孔纳米硅碳复合材料及其制备方法是由慈立杰;聂雪伊;吉凤君;李德平设计研发完成,并于2024-07-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种包覆碳层的多孔纳米硅碳复合材料及其制备方法在说明书摘要公布了:本发明属于电池负极材料技术领域,公开了一种包覆碳层的多孔纳米硅碳复合材料及其制备方法。包覆碳层的多孔纳米硅碳复合材料的制备方法包括:将纳米硅和酚醛树脂分别分散在乙醇中,得到纳米硅浆液和酚醛树脂溶液,混合搅拌后经喷雾干燥得到混合粉末,炭化处理后得到多孔结构的纳米硅碳;在煤沥青溶液中加入多孔结构的纳米硅碳,搅拌溶解后进行球磨混料,炭化处理后得到包覆碳层的多孔纳米硅碳复合材料。制备方法流程简单、成本低,所得的包覆碳层的多孔纳米硅碳复合材料能有效地缓冲纳米硅颗粒在循环前后的体积膨胀,避免硅颗粒的粉碎、材料从极片上粉化脱落,而且提升电子电导率,显著提升循环稳定性、首次库伦效率和循环库伦效率。
本发明授权一种包覆碳层的多孔纳米硅碳复合材料及其制备方法在权利要求书中公布了:1.一种包覆碳层的多孔纳米硅碳复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、将纳米硅和酚醛树脂分别分散在乙醇中,得到纳米硅浆液和酚醛树脂溶液,混合、搅拌,形成混合浆液; S2、将所述混合浆液进行喷雾干燥,使纳米硅颗粒分散在酚醛树脂中,得到混合粉末; S3、将所述混合粉末在惰性气氛中进行第一炭化处理,得到多孔结构的纳米硅碳; S4、将煤沥青加入溶剂中进行搅拌,再加入所述多孔结构的纳米硅碳搅拌溶解,进行球磨混料,然后进行第二炭化处理,得到所述包覆碳层的多孔纳米硅碳复合材料; 步骤S3中,所述将所述混合粉末在惰性气氛中进行第一炭化处理的步骤,具体包括:将所述混合粉末放置在通入惰性气体的管式炉内,升温方式为: 以1~5℃min的速率从室温升至第一温度,保温0.5~2h; 以1~5℃min的速率从第一温度升至第二温度,保温0.5~2h; 以1~5℃min的速率从第二温度升至第三温度,保温0.5~2h; 以3-10℃min的速率从第三温度升至第一炭化温度,保温0.5~2h; 其中,所述第一温度为80~120℃,所述第二温度为100~140℃,所述第三温度为120~180℃,且所述第三温度>第二温度>第一温度; 所述第一炭化温度为500~700℃; 步骤S4中,所述第二炭化处理的升温方式为: 以5~30℃min的升温速率从室温升至第四温度; 以5~30℃min的升温速率从第四温度升至第二炭化温度,保温6h; 其中,所述第四温度为400~600℃; 所述第二炭化温度为800~1000℃; 步骤S1中,所述纳米硅的粒径为10~200nm;所述纳米硅和所述酚醛树脂的质量比为(1:3)~(3:1); 步骤S2中,所述喷雾干燥的工艺条件为:喷雾干燥的进口温度为100~200℃,出口温度为50~150℃,喷雾干燥时间为0.5~5h; 步骤S4中,所述煤沥青的质量与纳米硅和酚醛树脂质量之和的比例为1:(30~150);和或,所述溶剂为乙醇或甲苯。
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