生产用作锂离子可再充电电池中的阳极材料的硅颗粒的方法、用于方法的旋转反应器的用途以及通过方法生产的颗粒和用于操作方法的反应器技术

技术编号:21040313 阅读:41 留言:0更新日期:2019-05-04 09:07
用于生产用作锂离子可再充电电池中的阳极材料的硅颗粒的方法,其特征在于以下步骤:a)任选地,将硅晶种颗粒和/或锂晶种颗粒引入可旋转反应器中,或在可旋转反应器中生产硅晶种颗粒或锂晶种颗粒或内部芯材,作为单独的任选步骤或作为包括于步骤b)中,b)将用于CVD的含硅的第一反应气体引入反应器中,将反应器设置为在CVD条件下旋转;在晶种颗粒上生长富含硅的芯颗粒,同时反应器以在所述芯颗粒上产生向心加速度的旋转速度旋转,向心加速度超过自然重力加速度至少1000倍,c)任选地,将第二反应气体、液体或材料引入步骤a)和步骤b)的反应器中,或引入步骤b)的芯颗粒已经被引入其中的第二反应器中;生长硅含量低于芯材的第二材料,并且第二反应气体、液体或材料不同于第一反应气体。本发明专利技术还提供了用作锂离子可再充电电池中的阳极材料的硅颗粒、用于所述方法的旋转反应器的用途以及用于操作所述方法的反应器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产用作锂离子可再充电电池中的阳极材料的硅颗粒的方法、用于方法的旋转反应器的用途以及通过方法生产的颗粒和用于操作方法的反应器专利
本专利技术涉及可再充电锂离子电池,可再充电锂离子电池通常被称为Li-离子电池或二次电池,并且通常用于手持装置例如移动电话。更具体地,本专利技术涉及用于所述电池的以用于生产的方法的形式的硅阳极材料,用于所述方法的旋转反应器的用途以及颗粒本身。专利技术背景和现有技术目前,锂离子可再充电电池的从碳基阳极向硅基阳极的变化发生。原因是增大的容量可实现。石墨具有约350-365mAh/g石墨的理论容量,其优于若干种替代品。然而,当形成Li22Si5时,硅具有4200mAh/g的理论容量,并且当形成Li15Si4时,硅具有3580mAh/g的理论容量,如果在锂离子电池中向硅基阳极的转化是可行的,则这给出极大的潜力。使用硅作为活性材料的一部分的挑战在于,当嵌入锂离子时,硅经历大的体积膨胀。这种膨胀导致材料开裂和降解。其他问题包括形成电断开的活性材料,硅与电解质之间的表面反应形成还被称为固体电解质界面(SEI)的非活性脆性层。在锂离子的释放期间,这种SEI层还可能开裂并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于生产用作锂离子可再充电电池中的阳极材料的硅颗粒的方法,其特征在于以下步骤:a)任选地,将硅晶种颗粒和/或锂晶种颗粒引入可旋转反应器中,或在可旋转反应器中生产硅晶种颗粒或锂晶种颗粒或内部芯材,作为单独的任选步骤或作为包括于步骤b)中,b)将用于CVD的含硅的第一反应气体引入所述反应器中,将所述反应器设置为在CVD条件下旋转;在所述晶种颗粒上生长富含硅的芯颗粒,同时所述反应器以在所述芯颗粒上产生向心加速度的旋转速度旋转,所述向心加速度超过自然重力加速度至少1000倍,c)任选地,将第二反应气体、液体或材料引入步骤a)和步骤b)的所述反应器中,或引入步骤b)的所述芯颗粒已经被引入其中的第二反...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.19 NO 201614901.用于生产用作锂离子可再充电电池中的阳极材料的硅颗粒的方法,其特征在于以下步骤:a)任选地,将硅晶种颗粒和/或锂晶种颗粒引入可旋转反应器中,或在可旋转反应器中生产硅晶种颗粒或锂晶种颗粒或内部芯材,作为单独的任选步骤或作为包括于步骤b)中,b)将用于CVD的含硅的第一反应气体引入所述反应器中,将所述反应器设置为在CVD条件下旋转;在所述晶种颗粒上生长富含硅的芯颗粒,同时所述反应器以在所述芯颗粒上产生向心加速度的旋转速度旋转,所述向心加速度超过自然重力加速度至少1000倍,c)任选地,将第二反应气体、液体或材料引入步骤a)和步骤b)的所述反应器中,或引入步骤b)的所述芯颗粒已经被引入其中的第二反应器中;生长硅含量低于所述芯材的第二材料,并且所述第二反应气体、液体或材料不同于所述第一反应气体。2.根据权利要求1所述的方法,包括另外的步骤:d)将第三反应气体、液体或材料引入步骤a)-c)的所述反应器中,或引入步骤c)的所述颗粒已经被引入其中的第二反应器或第三反应器中;在步骤c)的所述颗粒上生长硅含量低于所述第二材料的第三材料,所述第三反应气体、液体或材料不同于所述第二反应气体、液体或材料。3.根据权利要求1或2所述的方法,步骤b)中的旋转在所述芯颗粒上产生超过至少2000倍g,更优选地至少5000g,更优选地至少10000g,甚至更优选地至少25000g或50000g或100000g的向心加速度,其中g是自然重力加速度。4.根据权利要求1、2或3所述的方法,其中所述第一反应气体包括SiH4、Si2H6、SiHCl3以及高阶硅烷和氯硅烷中的一种或更多种;并且...

【专利技术属性】
技术研发人员:沃纳·O·菲尔特维特
申请(专利权)人:戴纳泰克工程有限公司
类型:发明
国别省市:挪威,NO

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