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公开(公告)号：CN110474032B
公开(公告)日：2021-06-25
申请号：CN201910775618.8
申请日：2019-08-21
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
摘要： 本发明提供了一种基于光伏废硅的硅碳负极材料及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：（1）将收集的废硅料粉碎、干燥得到废硅粉；（2）将废硅粉置于惰性气氛中进行高温除杂，经过酸洗纯化和干燥后得到高纯硅粉；（3）将高纯硅粉加入到分散介质中，经高速球磨获得纳米硅溶液；（4）将该纳米硅溶液收集并调整固含，按照一定比例加入有机碳源、导电剂和分散剂后砂磨混合均匀；（5）将混合溶液喷雾干燥并煅烧，最后获得硅碳负极材料。该方法所制备的硅碳负极材料首效高、循环稳定性好，制备方法具有成本优势、操作简单、适合产业化生产。
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公开(公告)号：CN112456498A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202011262377.6
申请日：2020-11-12
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
IPC分类号： C01B33/037 , C01B33/02 , B82Y40/00 , B82Y30/00 , H01M4/134 , H01M4/1395 , H01M4/38 , H01M4/02
摘要： 本发明提供了一种具有疏水包覆层的纳米硅材料、制备方法及应用，所述纳米硅表面具有疏水包覆层，疏水包覆层为成膜性疏水物质或表面活性剂。本发明以光伏废硅为原料进行纯化、细化制备纳米硅负极材料，工艺简单，成本低廉，实现了光伏废硅的资源化利用；本发明纳米材料中形成的疏水包覆层可以避免与水和氧气的进一步接触，合成的材料可以在空气中稳定存在；本发明采用的疏水包覆层简单有效，相比无包覆层的抗氧化性效果要好得多，同时本发明的包覆层制备方法工艺简单，只需要在细化过程中添加含疏水性物质或表面活性剂的溶剂分散均匀即可达到较好效果。
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公开(公告)号：CN109360962B
公开(公告)日：2021-02-12
申请号：CN201811242706.3
申请日：2018-10-24
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M4/583 , H01M10/0525 , C01B32/158 , B82Y30/00
摘要： 本发明属于电化学领域，涉及一种锂电池用高稳定性硅碳负极材料及其制备方法。所述方法包括以下步骤：（1）将纳米硅与基底碳材料在常温下进行充分混合，得到原料A；（2）以颗粒状石油沥青或煤沥青机械粉碎得到的沥青粉末为原料B；（3）将原料A、原料B、碳纳米管与硬碳前驱体进行充分混合，得到原料C；（4）将原料C在气体保护下进行低温软化预包覆，降温后得到的块状物粉碎，筛分得到原料D；（5）将原料D与原料B在常温下混合均匀，在气体保护下高温烧结，得到的块状物粉碎、筛分，最终得到高稳定性硅碳负极材料。本发明工艺简单、安全性高，制备的硅碳负极材料具有首效高、稳定性和倍率性能优异等优势，适于工业化生产。
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公开(公告)号：CN112331838B
公开(公告)日：2022-02-08
申请号：CN202011385776.1
申请日：2020-12-01
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
摘要： 本发明提供了一种锂离子电池高容量氧化亚硅复合负极材料及其制备方法。所述高容量氧化亚硅复合负极材料为多层复合网络交联结构，最内层为氧化亚硅SiOx，中间层为包覆碳，外层为通过化学添加剂预锂的锂盐，多层复合结构颗粒间通过导电碳形成的导电网络相互连接。本发明通过质子化碳源静电吸附包覆作用、材料预锂化处理过程和材料内部构造导电网络，改善材料结构稳定性，增强反应动力学过程。利用喷雾干燥和固液相高能混合等方式实现二次造粒，构造具有多层复合网络交联结构的硅碳复合负极材料。本发明提供的高容量氧化亚硅复合负极材料粒径分布窄，导电性高，具有高库伦效率，低膨胀，循环保持率高等优点，制备工艺简单，易于工业化生产。
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公开(公告)号：CN112467067B
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN202011390366.6
申请日：2020-12-02
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
摘要： 本发明提供了一种提纯光伏硅泥制备的三维多孔硅碳材料及制备方法，所述材料使用光伏硅泥为原料，通过粒度优化处理得到二维片层/类球形颗粒纳米硅，然后与小颗粒石墨复合制备得到。其中材料内部为多孔结构，孔来源为洗涤去除硅泥中含有的金属/盐类杂质得到和材料制备过程产生的交联网络结构。孔结构为锂离子传输提供通道，石墨烯和热解碳形成的导电层提升电子迁移率。石墨及多孔结构为硅膨胀提供缓冲，提升材料循环稳定性，外部包覆碳层抑制硅与电解液接触稳定表面SEI膜。本发明思路与工艺新颖，得到的硅碳材料首效高、电化学稳定性优异，具有很好的产业化应用前景。
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公开(公告)号：CN112234182B
公开(公告)日：2021-08-24
申请号：CN202011178747.8
申请日：2020-10-29
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M10/052 , H01M10/0525
摘要： 本发明提供了一种锂电池负极用高容量硅碳材料及制备方法，所述材料主要通过液相自组装方式制备，碳化后在材料内部形成具有导电网络的多孔结构，其中纳米硅分布在材料内部，与碳中间体材料均匀结合在一起，同时周围分布着均匀的导电剂，促进电子传输，材料外部包覆一层均匀修饰层，实现结构的密实与表面的均匀，起到缓冲内部材料膨胀，避免纳米硅与电解液接触提高材料稳定性的作用。本发明工艺新颖，制备的硅碳负极材料具有首效高、稳定性好等优势，适于工业化生产。
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公开(公告)号：CN112331838A
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN202011385776.1
申请日：2020-12-01
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
摘要： 本发明提供了一种锂离子电池高容量氧化亚硅复合负极材料及其制备方法。所述高容量氧化亚硅复合负极材料为多层复合网络交联结构，最内层为氧化亚硅SiOx，中间层为包覆碳，外层为通过化学添加剂预锂的锂盐，多层复合结构颗粒间通过导电碳形成的导电网络相互连接。本发明通过质子化碳源静电吸附包覆作用、材料预锂化处理过程和材料内部构造导电网络，改善材料结构稳定性，增强反应动力学过程。利用喷雾干燥和固液相高能混合等方式实现二次造粒，构造具有多层复合网络交联结构的硅碳复合负极材料。本发明提供的高容量氧化亚硅复合负极材料粒径分布窄，导电性高，具有高库伦效率，低膨胀，循环保持率高等优点，制备工艺简单，易于工业化生产。
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公开(公告)号：CN110474032A
公开(公告)日：2019-11-19
申请号：CN201910775618.8
申请日：2019-08-21
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
摘要： 本发明提供了一种基于光伏废硅的硅碳负极材料及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：（1）将收集的废硅料粉碎、干燥得到废硅粉；（2）将废硅粉置于惰性气氛中进行高温除杂，经过酸洗纯化和干燥后得到高纯硅粉；（3）将高纯硅粉加入到分散介质中，经高速球磨获得纳米硅溶液；（4）将该纳米硅溶液收集并调整固含，按照一定比例加入有机碳源、导电剂和分散剂后砂磨混合均匀；（5）将混合溶液喷雾干燥并煅烧，最后获得硅碳负极材料。该方法所制备的硅碳负极材料首效高、循环稳定性好，制备方法具有成本优势、操作简单、适合产业化生产。
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公开(公告)号：CN109037665B
公开(公告)日：2019-10-15
申请号：CN201810864870.1
申请日：2018-08-01
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
IPC分类号： H01M4/38
摘要： 本发明公开了一种利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，该方法包括以下步骤：将收集的废硅渣粉碎得到废硅粉；通过对废硅粉进行酸洗、水洗、干燥，实现一次纯化；将一次纯化后的废硅粉粉碎至2 mm以下，并将其置于惰性气氛中进行煅烧，实现二次纯化；随后，经过粗粉和细粉处理，获得纳米硅悬浮液；将该纳米硅悬浮液进行喷雾干燥，可获得纳米硅负极材料。该方法简单易行、成本低廉、可工业化应用，能实现大量硅废料的资源化利用。所获得的纳米硅负极材料，不但首次放电容量高达3305 mAh/g，且库伦效率也达88.5%，优于市场上一般的纳米硅负极材料。
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公开(公告)号：CN109360962A
公开(公告)日：2019-02-19
申请号：CN201811242706.3
申请日：2018-10-24
申请人： 郑州中科新兴产业技术研究院 , 中国科学院过程工程研究所
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M4/583 , H01M10/0525 , C01B32/158 , B82Y30/00
摘要： 本发明属于电化学领域，涉及一种锂电池用高稳定性硅碳负极材料及其制备方法。所述方法包括以下步骤：（1）将纳米硅与基底碳材料在常温下进行充分混合，得到原料A；（2）以颗粒状石油沥青或煤沥青机械粉碎得到的沥青粉末为原料B；（3）将原料A、原料B、碳纳米管与硬碳前驱体进行充分混合，得到原料C；（4）将原料C在气体保护下进行低温软化预包覆，降温后得到的块状物粉碎，筛分得到原料D；（5）将原料D与原料B在常温下混合均匀，在气体保护下高温烧结，得到的块状物粉碎、筛分，最终得到高稳定性硅碳负极材料。本发明工艺简单、安全性高，制备的硅碳负极材料具有首效高、稳定性和倍率性能优异等优势，适于工业化生产。
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