深圳索理德新材料科技有限公司危广路获国家专利权
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龙图腾网获悉深圳索理德新材料科技有限公司申请的专利一种基于多孔硅碳的掺杂电极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:CN120308949B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19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:202510812363.3,技术领域涉及:C01B32/05;该发明授权一种基于多孔硅碳的掺杂电极材料及其制备方法是由危广路;慈立杰;钟招汉;贾亚龙;王预;李德平设计研发完成,并于2025-06-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于多孔硅碳的掺杂电极材料及其制备方法在说明书摘要公布了:本发明提出一种基于多孔硅碳的掺杂电极材料及其制备方法,其中,制备方法的步骤包括:将树脂基材粉碎后放入高温炉进行碳化工艺,碳化温度为300~1500℃,保持温度区间依次加入碱性添加剂、磷源材料以及氮源材料,得到磷氮共掺杂多孔炭;使用二氧化硅微球模板混入磷氮共掺杂多孔炭中,加入第一包覆碳源进行第一次包覆处理,再通过刻蚀溶液刻蚀二氧化硅微球模板,得到空腔结构预制物;将空腔结构预制物放入流化床反应器,通入硅源气体和表面活化助剂,在400~550℃下进行沉积,再加入第二包覆碳源进行第二次包覆处理,得到基于多孔硅碳的掺杂电极材料。从而有效降低电极材料的膨胀系数和提高了倍率性能。
本发明授权一种基于多孔硅碳的掺杂电极材料及其制备方法在权利要求书中公布了:1.一种基于多孔硅碳的掺杂电极材料的制备方法,其特征在于,步骤包括:S1、将树脂基材粉碎后放入高温炉进行碳化工艺,碳化温度为300~1500℃,保持温度区间依次加入碱性添加剂、磷源材料以及氮源材料,得到磷氮共掺杂多孔炭; 步骤S1包括: S1.1、将树脂基体粉碎至D50粒径为10~20μm的均匀颗粒,置于80℃恒温干燥箱中烘干6~8小时; S1.2、将干燥后的树脂基体装入石英舟中,置于带有温度程序控制和气氛调节功能的管式炉内,通入高纯氮气,升温至300℃并保温1小时,再升温至700℃,保温2~3小时进行第一阶段热处理,得到第一阶段产物; S1.3、在碳化产物中依次加入碱性添加剂、磷源材料以及氮源材料在惰性气氛下进行混合2小时,混合后再次装入管式炉中,在氮气气氛下升温至750~850℃,进行第二阶段热处理,保温1.5小时,得到第二阶段产物; S1.4、将第二阶段产物置于浓度为1molL的盐酸溶液中浸泡1小时,期间使用磁力搅拌,然后采用去离子水反复清洗,直至清洗液的pH值为6.5~7.5,清洗完成后进行抽滤再放入真空干燥箱,真空干燥箱设定温度为80℃,干燥10小时,得到磷氮共掺杂多孔炭; S2、使用二氧化硅微球模板混入磷氮共掺杂多孔炭中,加入第一包覆碳源进行第一次包覆处理,再通过刻蚀溶液刻蚀二氧化硅微球模板,得到空腔结构预制物; 步骤S2包括: S2.1、将粒径为50~100nm的二氧化硅微球作为模板剂,与磷氮共掺杂多孔炭按照1:1的质量比进行混合,加入乙醇–水混合溶液,使用磁力搅拌器搅拌1小时,进行20分钟的超声处理,再进行离心干燥,得到复合物; S2.2、在复合物中加入第一包覆碳源,先升温至50~70℃,保温1~2小时,再转移至惰性气氛管式炉中,于600~700℃碳化2小时,得到第一包覆产物; S2.3、在第一包覆产物中加入刻蚀溶液,室温反应5~60分钟,并使用超声辅助5分钟,得到空腔结构预制物; 刻蚀溶液为氢氟酸溶液,控制刻蚀效果的方程为: 其中,r为刻蚀速率,单位是nmmin,[HF]为氢氟酸浓度,单位是molL,n为反应级数,无单位,氢氟酸刻蚀二氧化硅的反应级数在0.8~1.2之间,T为刻蚀溶液温度,单位是K,为氢氟酸溶液与二氧化硅反应的活化能,单位是Jmol,为固定值,R为气体常数,单位为Jmol·K,k单位为nm·min-1·(mol·L-1)-n; S3、将空腔结构预制物放入流化床反应器,通入硅源气体和表面活化助剂,在400~550℃下进行沉积,再加入第二包覆碳源进行第二次包覆处理,得到基于多孔硅碳的掺杂电极材料。
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