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公开(公告)号：CN108063242B
公开(公告)日：2020-11-03
申请号：CN201711311124.1
申请日：2017-12-11
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
IPC: H01M4/38 , H01M10/0525 , B82Y30/00 , B82Y40/00
Abstract: 本发明公开了一种硅基合金材料及其制备方法和应用，属于锂离子电池领域。活性基体硅以及缓冲基质硅/金属合金共同组成硅基合金材料：硅作为活性物质，占主导储锂作用；硅/金属合金作为缓冲基质，起缓冲和导电作用。本发明最为突出的特点在于以粗硅粉和金属粉为原料，利用高频热等离子体无电极加热、高温、速冷的特性一步法制备。所制备的硅基合金材料为纳米球形结构，粒度均匀，分散性好，纯度高。同时，该方法工艺简单、过程环保、成本低廉、连续可控，可宏量制备。本发明制备的硅基合金材料作为锂离子电池负极，在嵌/脱锂过程中体积变化较小，结构稳定，有效提高了锂离子电池负极材料的能量密度和循环稳定性。
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公开(公告)号：CN108063242A
公开(公告)日：2018-05-22
申请号：CN201711311124.1
申请日：2017-12-11
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
IPC: H01M4/38 , H01M10/0525 , B82Y30/00 , B82Y40/00
Abstract: 本发明公开了一种硅基合金材料及其制备方法和应用，属于锂离子电池领域。活性基体硅以及缓冲基质硅/金属合金共同组成硅基合金材料：硅作为活性物质，占主导储锂作用；硅/金属合金作为缓冲基质，起缓冲和导电作用。本发明最为突出的特点在于以粗硅粉和金属粉为原料，利用高频热等离子体无电极加热、高温、速冷的特性一步法制备。所制备的硅基合金材料为纳米球形结构，粒度均匀，分散性好，纯度高。同时，该方法工艺简单、过程环保、成本低廉、连续可控，可宏量制备。本发明制备的硅基合金材料作为锂离子电池负极，在嵌/脱锂过程中体积变化较小，结构稳定，有效提高了锂离子电池负极材料的能量密度和循环稳定性。
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公开(公告)号：CN117976881A
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202410178718.3
申请日：2024-02-13
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
IPC: H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/587 , H01M4/62 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种硅碳复合材料及其制备方法和用途，属于锂离子电池技术领域。硅碳复合材料由以下组分构成：石墨或类石墨碳骨架，弥散在碳骨架中的硅颗粒，以及最外层的碳包覆层；所述碳包覆层将硅颗粒封装在内部。所述碳骨架由单质碳材料经高温瞬态烧结而成，硅颗粒由硅粉经熔融铺展而成，碳包覆层由碳水化合物经瞬态裂解而成，所述高温瞬态烧结、熔融铺展和瞬态裂解在同一装置内一步完成。本发明生产过程简单，设备易操作，一步完成硅细化和碳包覆，过程连续，所需原料成本低，易于推广。两种不同的碳源分别起到骨架和粘结、包覆的作用，使硅被稳定地封装在碳材料中，有效缓解了硅体积膨胀对电极结构的破坏，表现出良好的循环性能。
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公开(公告)号：CN115207319A
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202210956679.6
申请日：2022-08-10
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
IPC: H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/587 , H01M10/0525 , B82Y30/00
Abstract: 本发明公开了一种硅/石墨烯纳米片复合电池负极材料及其制备方法，属于锂离子电池技术领域。制备方法包括以下步骤：1、利用球磨法将低成本硅源与碳源混合均匀制备硅/石墨烯前驱体分散浆体。2、采用高频热等离子体一步法原位制备硅/石墨烯纳米片复合材料。该硅碳负极材料中硅纳米颗粒被封装在石墨烯纳米片内部，两者之间以化学键相连，结合强度高，稳定性好。
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公开(公告)号：CN107768640A
公开(公告)日：2018-03-06
申请号：CN201710978965.1
申请日：2017-10-19
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种结晶/无定形硅-碳纳米线及其制备方法和应用，属于锂离子电池领域。结晶硅核、无定形硅层和碳外层共同组成三级结构复合材料体系：结晶硅核主要起支撑作用；无定形硅占主导储锂作用；碳在最外层，起形成稳定SEI膜、提高库伦效率作用。本发明最为突出的特点在于利用热等离子体高温、速冷的特性一步法制备结晶/无定形硅纳米线，同时，热等离子体无电极加热特性保证了产品的高纯品质。该方法工艺简单、过程环保、成本低廉、连续可控，能够实现宏量制备。本发明制备的结晶/无定形硅-碳纳米线作为锂离子电池负极，在嵌/脱锂过程中体积变化较小，结构稳定，有效提高了锂离子电池负极材料的能量密度和循环稳定性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117534462A
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202311660185.4
申请日：2023-12-06
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
IPC: C04B35/48 , C04B35/626 , C04B35/64
Abstract: 本发明公开了一种制备钇掺杂的氧化锆空心颗粒的方法，属于隔热涂层及轻质复合材料技术领域。包括以下步骤：S1钇粉与氧化锆粉混合造粒，得到钇与氧化锆混合粉造粒料；S2把造粒的钇与氧化锆混合粉造粒料送入热等离子体中进行氧化烧结，形成钇掺杂的氧化锆空心颗粒；S3钇掺杂的氧化锆空心颗粒在气体输送下进入产物收集系统。本发明将热等离子体瞬态高温过程与金属氧化燃烧结合，添加的金属钇在微区氧化燃烧，提供微区高温环境，有助于钇的固溶；微区放热与等离子体热有机结合，促进氧化锆烧结致密化，微区氧化燃烧有助于快速实现团聚体颗粒表面致密化，为形成空心结构提供封闭表面；内部的微区氧化燃烧有助于内部致密化，提高空心颗粒强度。
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公开(公告)号：CN111717921B
公开(公告)日：2022-01-28
申请号：CN202010613053.6
申请日：2020-06-29
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
IPC: C01B33/113 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M10/0525 , B82Y30/00 , B82Y40/00
Abstract: 本发明提供一种SiOx纳米线及其制备方法和作为锂离子电池负极的应用，属于锂离子电池技术领域。SiOx纳米线中硅元素与氧元素均匀分布，硅作为活性物质，占主导储锂作用；硅氧化合物作为基质，起缓冲作用。制备方法包括以下步骤：1、利用球磨制备Si‑O前驱体。2、以上述前驱体为原料，采用高频热等离子体一步法制备SiOx纳米线。高频热等离子具有无电极加热、高温、速冷的特性，制备的SiOx纳米线直径、长度分布均匀，分散性好，纯度高。等离子体制备SiOx纳米线工艺简单，成本低，并可大规模连续化生产。本发明制备的SiOx线作为锂离子电池负极材料，体积膨胀小，结构稳定；容量衰减低，循环性能好。
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公开(公告)号：CN117534462B
公开(公告)日：2025-05-02
申请号：CN202311660185.4
申请日：2023-12-06
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
IPC: C04B35/48 , C04B35/626 , C04B35/64
Abstract: 本发明公开了一种制备钇掺杂的氧化锆空心颗粒的方法，属于隔热涂层及轻质复合材料技术领域。包括以下步骤：S1钇粉与氧化锆粉混合造粒，得到钇与氧化锆混合粉造粒料；S2把造粒的钇与氧化锆混合粉造粒料送入热等离子体中进行氧化烧结，形成钇掺杂的氧化锆空心颗粒；S3钇掺杂的氧化锆空心颗粒在气体输送下进入产物收集系统。本发明将热等离子体瞬态高温过程与金属氧化燃烧结合，添加的金属钇在微区氧化燃烧，提供微区高温环境，有助于钇的固溶；微区放热与等离子体热有机结合，促进氧化锆烧结致密化，微区氧化燃烧有助于快速实现团聚体颗粒表面致密化，为形成空心结构提供封闭表面；内部的微区氧化燃烧有助于内部致密化，提高空心颗粒强度。
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公开(公告)号：CN117410482A
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202311401789.7
申请日：2023-10-26
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种高导电性氮掺杂硅粉及其制备方法和应用，属于锂离子电池技术领域。上述制备方法包括：以氮气为氮源，采用高频热等离子体工艺一步法同时实现硅的纳米化与氮掺杂，最终获得超细氮掺杂硅粉末。本方法不仅生产过程简单，为一步连续过程，设备易操作，且所需的原料成本低，易于推广。氮掺杂通过增加材料中载流子的浓度，提升了硅材料的电子导电率，促进了电子在硅材料中的导通能力。用作锂离子电池负极时，具有首次库伦效率高，循环稳定性优秀的优点，特别是倍率性能得到了明显提升。
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公开(公告)号：CN107768640B
公开(公告)日：2020-09-08
申请号：CN201710978965.1
申请日：2017-10-19
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种结晶/无定形硅‑碳纳米线及其制备方法和应用，属于锂离子电池领域。结晶硅核、无定形硅层和碳外层共同组成三级结构复合材料体系：结晶硅核主要起支撑作用；无定形硅占主导储锂作用；碳在最外层，起形成稳定SEI膜、提高库伦效率作用。本发明最为突出的特点在于利用热等离子体高温、速冷的特性一步法制备结晶/无定形硅纳米线，同时，热等离子体无电极加热特性保证了产品的高纯品质。该方法工艺简单、过程环保、成本低廉、连续可控，能够实现宏量制备。本发明制备的结晶/无定形硅‑碳纳米线作为锂离子电池负极，在嵌/脱锂过程中体积变化较小，结构稳定，有效提高了锂离子电池负极材料的能量密度和循环稳定性。
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