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利用等離子的硅納米復(fù)合材料分散液的制造方法及陰極活性物質(zhì)及鋰二次電池與流程

文檔序號(hào):12480739閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種硅納米復(fù)合材料,其特征在于,包括平均直徑50~300nm硅納米粒子,在所述粒子表面的至少一領(lǐng)域結(jié)合0.1~0.5nm厚度的碳化硅,形成所述硅納米粒子及碳化硅的結(jié)合是通過硅材料在有機(jī)溶劑內(nèi)成為離子化狀態(tài)來形成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅納米復(fù)合材料,其特征在于,在所述硅納米粒子的全體表面積結(jié)合形成的所述碳化硅的表面積為10-50%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的硅納米復(fù)合材料,其特征在于,在所述硅納米復(fù)合材料的表面進(jìn)一步包括3~15nm厚度的碳層。

4.一種硅納米復(fù)合材料分散液的制造方法,其特征在于,包括:a)在有機(jī)溶劑內(nèi)在等離子發(fā)生器的第一電極與第二電極之間連接硅材料的步驟;b)向所述第一電極與第二電極供給5~20KV的電壓的步驟;b-1)將所述硅材料形成硅納米粒子的步驟;b-2)在所述硅納米粒子表面的至少一領(lǐng)域結(jié)合碳化硅或形成碳層的步驟。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅納米復(fù)合材料分散液的制造方法,其特征在于,在所述硅納米粒子的全體表面結(jié)合形成的所述碳化硅的表面積為10~50%。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅納米復(fù)合材料分散液的制造方法,其特征在于,在所述有機(jī)溶劑100重量部進(jìn)一步包括聚乙烯吡咯烷酮0.1~10重量部。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅納米復(fù)合材料分散液的制造方法,其特征在于,在所述有機(jī)溶劑的100重量部所述硅材料為1~20重量部。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅納米復(fù)合材料分散液的制造方法,其特征在于,所述硅材料的材料包括硅、硅粉末、硅與其他金屬的混合粉末、硅無機(jī)物混合體、硅合金、硅晶圓以及硅工程中廢棄物泥漿或硅無機(jī)物混合體中一個(gè)以上。

9.一種硅納米復(fù)合材料分散液,其特征在于,根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的硅納米復(fù)合材料分散液的制造方法來制造。

10.一種硅納米復(fù)合材料粉末的制造方法,其特征在于,包括將權(quán)利要求9的硅納米復(fù)合材料分散液過濾后,進(jìn)行離心分離來獲得硅納米復(fù)合材料的泥漿的步驟;將所述硅納米復(fù)合材料的泥漿在50~100℃真空干燥的步驟;將所述干燥的硅納米復(fù)合材料在非活性的環(huán)境下在900~1200℃高溫?zé)崽幚淼牟襟E;將所述熱處理的硅納米復(fù)合材料分解、分散及分級(jí)處理的步驟。

11.一種硅納米復(fù)合材料粉末,其特征在于,根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法來制造的硅納米復(fù)合材料粉末,硅納米復(fù)合材料粉末的大小為1~500μm。

12.一種硅納米復(fù)合材料陰極,其特征在于,將權(quán)利要求11的硅納米復(fù)合材料粉末在陰極活性物質(zhì)100重量部包含5重量部以上的陰極活性物質(zhì),由包含有導(dǎo)電材料及粘合劑、填充劑的陰極材料來制造。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的硅納米復(fù)合材料陰極,其特征在于,由在陰極材料100重量部包含所述陰極活性物質(zhì)5~80重量部、導(dǎo)電材料1~10重量部、粘合劑1~10重量部的陰極材料來制造。

14.一種鋰二次電池,其特征在于,包含權(quán)利要求12或13的硅納米復(fù)合材料陰極。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的鋰二次電池,其特征在于,具備陰極膨脹率為10-50%,容量為1400mAh/g以上,效率為98%以上,壽命為80%以上的常溫壽命特性,并具備初期充電容量為2500-3000mAh/g,初期放電容量為2000-2500mAh/g,初期效率為80-95%,陰極初期效率為85-99.5%的充放電特性。

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