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专利号: 2021108361008
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.氧化硅/磷化物碳化复合物,其特征在于,所述复合物的化学式为C‑SiOx‑MyP,其中0<x<2、0<y<2,M为Sn、Fe、Sb、Cu中的一种,SiOx:MyP的摩尔比为(1‑3):1,碳源与SiOx和MyP的质量比为8:1:(10‑14);所述复合物为纤维管状结构。

2.根据权利要求1所述的氧化硅/磷化物碳化复合物,其特征在于,所述氧化硅是粒径为20nm‑50μm的粉末。

3.根据权利要求1所述的氧化硅/磷化物碳化复合物,其特征在于,复合物中的C来自柠檬酸、油酸、苹果酸、葡萄糖、蔗糖,油酸钠、柠檬酸钠、苹果酸钠,聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

4.权利要求1‑3任一所述氧化硅/磷化物碳化复合物的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

S1、将SiO分散于N,N二甲基甲酰胺中,充分溶解后加入聚乙烯吡咯烷酮,搅拌均匀得到溶液A,其中,SiO与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:(6‑8);

S2、将三苯基膦溶于N,N二甲基甲酰胺中,充分溶解后加入九水硝酸铁、硝酸铜、氯化锡、氯化锑或Sn、Fe、Sb、Cu的醋酸盐中的一种,其中,三苯基膦中的磷元素与金属元素的摩尔比为3‑6:1,充分混匀后加入聚乙烯吡咯烷酮混合搅拌至均匀透明溶液B,其中,聚乙烯吡咯烷酮与磷化物质量比为1:2;

S3、将S1中的溶液A抽注在注射器A中,将S2中的溶液B抽注在注射器B中,注射器A和B用同芯针头连接,注射器A位于同芯针头内径,注射器B位于同芯针头外径;将注射器固定于静电纺丝机的推注泵卡口,调节注射器高度及距离后给注射器A加上正电压15~20KV、转轴加上负电压‑3~‑5KV、调节推注速度0.020~0.075mm/min,开启静电纺丝机制得氧化硅/磷化物的复合材料;

S4、将S3的产物烘干后在管式炉内进行碳化处理,管式炉内通有氩氢混合气体,升温速率为5℃/min,200℃条件下保持1小时,然后550℃条件下保持2小时后自然降温至室温,得到氧化硅/磷化物碳化复合物。

5.根据权利要求4所述的氧化硅/磷化物碳化复合物的制备方法,其特征在于,同芯针头规格为16G或18G。

6.权利要求1‑3任一所述氧化硅/磷化物碳化复合物在制备二次电池负极材料中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述负极材料包括导电剂和粘结剂,且质量含量分别为:氧化硅/磷化物碳化复合物50‑99.5wt%、导电剂0.1‑40wt%、粘结剂0.1‑

40wt%。

8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述导电剂为炭黑、乙炔黑、天然石墨、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的至少一种;所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯基醚、聚酰亚胺、苯乙烯‑丁二烯共聚物、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠中的至少一种。

9.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述二次电池包括正极、隔膜、电解液;其中,所述正极为钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、或锂的复合金属氧化物;所述隔膜为芳纶隔膜、无纺布隔膜、聚乙烯微孔膜、聚丙烯膜、聚丙烯聚乙烯双层或三层复合膜及其陶瓷涂覆层隔膜中的一种;所述电解液包含电解质和溶剂,电解质为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)、LiBOB、LiCl、LiBr、LiI中的至少一种;溶剂包括丙烯碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,2‑二甲氧基乙烷、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、亚硫酸乙烯酯中的至少一种。