专利汇可以提供多孔含硅复合物、其制备方法、碳复合物、电化学活性材料复合物、电极、锂电池和器件专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及多孔含 硅 复合物、其制备方法、 碳 复合物、电化学活性材料复合物、 电极 、锂 电池 和器件,所述多孔含硅复合物包括:包括多孔的硅复合二次颗粒的多孔芯;和在所述多孔芯的至少一个表面上的壳,所述壳包括第一 石墨 烯,其中所述多孔的硅复合二次颗粒包括如下的聚集体:包括硅的第一一次颗粒、包括硅的第二一次颗粒和在所述第二一次颗粒的至少一个表面上的第二 石墨烯 ,和其中所述第一一次颗粒和所述第二一次颗粒的形状和 氧 化程度的至少一种是不同的。,下面是多孔含硅复合物、其制备方法、碳复合物、电化学活性材料复合物、电极、锂电池和器件专利的具体信息内容。
1.多孔含硅复合物,其包括:
包括多孔的硅复合二次颗粒的多孔芯;和
在所述多孔芯的至少一个表面上的壳,所述壳包括第一石墨烯,
其中所述多孔的硅复合二次颗粒包括如下的聚集体:
包括硅的第一一次颗粒,
包括结构体的第二一次颗粒,和
在所述第一一次颗粒和所述第二一次颗粒的至少一个表面上的第二石墨烯,和其中所述第一一次颗粒和所述第二一次颗粒的形状和氧化程度的至少一种是不同的。
2.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述结构体包括硅、锗、锡、铝、锌、锑、其合金、或其组合。
3.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述结构体为硅。
4.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述第一一次颗粒具有板形状、针形状、立方体形状、棒形状、或其组合。
5.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述第二一次颗粒具有球形形式、纳米线形式、或其组合。
6.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述第一一次颗粒具有3原子%-15原子%的氧含量,基于所述第一一次颗粒的总含量,和
所述第二一次颗粒具有0.01原子%-3原子%的氧含量,基于所述第二一次颗粒的总含量。
7.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其进一步包括在所述一次颗粒和所述第二石墨烯之间的式SiOx的硅低价氧化物,其中0
其中所述多孔含硅复合物进一步包括第三一次颗粒,所述第三一次颗粒包括硅,所述第三一次颗粒具有纳米管形状、纳米棒形状、纳米带形状、或其组合。
9.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述第一一次颗粒具有板形状、针状形状、或其组合,和
所述第二一次颗粒具有球形形状。
10.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述第一一次颗粒和所述第二一次颗粒形成网络,或者所述第二一次颗粒嵌入所述第一一次颗粒之间。
11.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述第二一次颗粒的尺寸与所述第一一次颗粒的尺寸相同或者小于所述第一一次颗粒的尺寸。
12.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述第一一次颗粒和所述第二一次颗粒各自独立地具有10纳米-30微米的尺寸,所述第一一次颗粒具有20纳米-180纳米的尺寸,和所述第二一次颗粒具有100纳米或更小的尺寸。
13.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述第一一次颗粒对所述第二一次颗粒的混合重量比为1:99-99:1。
14.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中1-30个层的形式的第二石墨烯位于所述第一一次颗粒上,且
1-5个层的形式的第二石墨烯位于所述第二一次颗粒上,和鳞片形式的第二石墨烯位于在所述1-5个层的形式的第二石墨烯上。
15.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述多孔含硅复合物具有0.1平方米/克-100平方米/克的比表面积和0.1克/立方厘米-2.8克/立方厘米的密度。
16.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述第二石墨烯直接设置在硅低价氧化物的表面上,并且所述第一石墨烯直接设置在所述多孔的硅复合二次颗粒的表面上。
17.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中相对于100重量份的所述多孔含硅复合物的总重量,硅的量为0.1重量份-99重量份。
18.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述多孔含硅复合物具有双重芯/壳结构。
19.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中相对于100重量份的硅,所述第一石墨烯和所述第二石墨烯的总量为0.1重量份-2,000重量份。
20.如权利要求7所述的多孔含硅复合物,其中所述第二石墨烯设置成距所述硅复合一次颗粒中的其中0
21.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述第一石墨烯设置成距所述多孔的硅复合二次颗粒中的其中0
22.如权利要求7所述的所述多孔含硅复合物,其中所述硅低价氧化物具有30微米或更小的厚度。
23.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述多孔的硅复合二次颗粒具有1微米-
30微米的平均粒径、0.1平方米/克-100平方米/克的比表面积、和0.1克/立方厘米-2.57克/立方厘米的密度。
24.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述多孔含硅复合物的氧含量为0.1原子%-15原子%,相对于氧、碳和硅原子的总含量。
25.如权利要求1所述的多孔含硅复合物,其中所述多孔含硅复合物进一步包括在所述多孔含硅复合物的至少一个表面上的包括无定形碳的碳质包覆层。
26.如权利要求25所述的多孔含硅复合物,其中所述碳质包覆层进一步包括结晶碳。
27.如权利要求26所述的多孔含硅复合物,其中所述结晶碳为富勒烯、天然石墨、人造石墨、石墨烯、碳纳米管、或其组合,和
所述无定形碳为沥青碳、软碳、硬碳、中间相沥青碳化产物、烧结焦炭、碳纤维、或其组合。
28.如权利要求25所述的多孔含硅复合物,其中所述碳质包覆层为无孔的连续包覆层并且具有1纳米-5000纳米的厚度。
29.制备如权利要求1-28任一项所述的多孔含硅复合物的方法,所述方法包括:
使具有第一形状和第一氧化程度的第一一次颗粒以及具有第二形状和第二氧化程度的第二一次颗粒接触以形成多孔的硅二次颗粒,其中所述第一和第二形状或者所述第一和第二氧化程度的至少一种是不同的;和
将所述多孔的硅二次颗粒和碳源气体热处理以制备所述多孔含硅复合物。
30.如权利要求29所述的方法,其中由包括所述第一一次颗粒、所述第二一次颗粒、分散剂和溶剂的组合物形成所述多孔的硅二次颗粒。
31.如权利要求30所述的方法,其中所述溶剂为醇,并且由所述组合物形成所述多孔的硅二次颗粒包括将所述组合物喷雾干燥。
32.如权利要求30所述的方法,其中所述分散剂为硬脂酸、间苯二酚、聚乙烯醇、碳沥青、或其组合。
33.如权利要求29所述的方法,其中所述碳源气包括由式1表示的化合物、由式2表示的化合物、由式3表示的含氧气体、或其组合:
式1
CnH(2n+2-a)[OH]a
其中在式1中,n为1-20的整数,并且a为0或1,
式2
CnH(2n)
其中在式2中,n为2-6的整数,
式3
CxHyOz
其中在式3中,x为1-20的整数,y为0或者1-20的整数,且z为1或2,和
其中,在式1和2中,n是独立选择的。
34.如权利要求29所述的方法,其中所述碳源气体进一步包括由式3a表示的第二含氧化合物,所述第二含氧化合物不同于由式3表示的含氧化合物:
式3a
CxHyOz
其中,在式3a中,x为0或者1-20的整数,y为0或者1-20的整数,且z为1或2。
35.如权利要求29所述的方法,其中所述碳源气体包括甲烷、乙烯、丙烯、乙炔、甲醇、乙醇、丙醇、或其组合。
36.如权利要求29所述的方法,其中所述热处理在750℃-1100℃下进行。
37.如权利要求29所述的方法,其进一步包括将包括所述多孔含硅复合物、碳质材料、和溶剂的组合物干混以获得包括碳质包覆层的多孔含硅复合物。
38.碳复合物,其包括如权利要求1-28任一项所述的多孔含硅复合物和碳质材料。
39.如权利要求38所述的碳复合物,其中相对于100重量份的所述碳复合物,所述碳质材料的量为0.001重量份-99.999重量份。
40.如权利要求38所述的碳复合物,其中所述碳质材料为石墨烯、石墨、富勒烯、碳纤维、石墨碳、碳纳米管、或其组合。
41.如权利要求38所述的碳复合物,其中相对于100重量份的所述碳复合物,所述多孔含硅复合物的量为0.001重量份-99.999重量份。
42.电化学活性材料复合物,其包括:
电化学活性材料;和
如权利要求1-28任一项所述的多孔含硅复合物、或如权利要求38-41任一项所述的碳复合物,
其中所述多孔含硅复合物在所述电化学活性材料的表面上。
43.电极,其包括:
如权利要求1-28任一项所述的多孔含硅复合物;或
如权利要求38-41任一项所述的碳复合物。
44.锂电池,其包括如权利要求43所述的电极。
45.如权利要求44所述的锂电池,其中在所述锂电池的100次或更少的充电和放电循环之后所述多孔含硅复合物包括所述第一一次颗粒和所述第二一次颗粒,其中在所述第二一次颗粒上生长石墨烯鳞片。
46.器件,其包括:
如权利要求1-28任一项所述的多孔含硅复合物、或如权利要求38-41任一项所述的碳复合物。
47.如权利要求46所述的器件,其中所述器件为场发射器件、生物传感器、半导体器件、或热电器件。
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