[发明专利]涂覆的碳颗粒的制造方法及其在锂离子电池阳极材料中的应用

权利要求书

1. 一种制造涂覆的导电碳颗粒的方法，其特征在于，在无氧气氛中于反应空间内通过在500-1400℃的温度下的化学气相沉积由至少一种气态硅烷对导电碳颗粒涂覆掺杂或无掺杂的元素硅，其中所述导电碳颗粒的比电阻不超过10^-2 Ωcm，并且所述导电碳颗粒是石墨形式晶态的或者是由相互结合形成聚集体和/或附聚体的初始颗粒构成的炭黑颗粒，在所述气相沉积过程中所述气态硅烷和掺杂元素的气态化合物分解形成掺杂或无掺杂的元素硅，并且在气相沉积过程中所述导电碳颗粒处于不断的运动中。

2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于使用平均粒径为10 nm-44 μm的碳颗粒。

3. 如权利要求1-2中至少一项所述的方法，其特征在于使用BET表面积为5-700 m²/g的碳颗粒。

4. 如权利要求1-3中至少一项所述的方法，其特征在于，向反应空间内引入包含至少一种气态硅烷和氩气的气流。

5. 如权利要求1-4中至少一项所述的方法，其特征在于，所述气流中包含5-50体积%的气态硅烷。

6. 如权利要求1-5中至少一项所述的方法，其特征在于，所述气流中除气态硅烷之外还包含选自磷、砷、锑、硼、铝、镓和/或铟的掺杂元素的气态化合物。

7. 如权利要求1-6中至少一项所述的方法，其特征在于，所述气流中仅包含甲硅烷SiH₄作为气态硅烷。

8. 一种根据权利要求1－7之一的方法制备的涂覆的导电碳颗粒，其特征在于，导电碳核上被涂以掺杂或无掺杂的元素硅，且所述导电碳核是石墨形式晶态的或者是由相互结合形成聚集体和/或附聚体的初始颗粒构成的炭黑颗粒，并且其比电阻不超过10^-2 Ωcm。

9. 如权利要求8所述的涂覆的导电碳颗粒，其特征在于其平均粒径为10 nm-65 μm。

10. 如权利要求8或9所述的涂覆的导电碳颗粒，其特征在于包含以所述涂覆的导电碳颗粒计为4-60重量%的硅。

11. 如权利要求8-10中至少一项所述的涂覆的导电碳颗粒，其特征在于，所述元素硅涂层包含选自磷、砷、锑、硼、铝、镓和/或铟的掺杂元素。

12. 权利要求8-11中至少一项所述的涂覆的导电碳颗粒在制造锂离子电池阳极材料中的应用。

13. 锂离子电池阳极材料，其特征在于包含权利要求8-11中至少一项所述的涂覆的导电碳颗粒。

14. 如权利要求13所述的阳极材料，其特征在于包含：

- 5-86重量%的如权利要求8-9中至少一项所述的涂覆的导电碳颗粒，

- 4-20重量%的粘结剂，

- 0-10重量%的导电助剂，和

- 0-40重量%的平均粒径为1 μm-100 μm的石墨，

其中各组分的比例总计不超过100重量%。

15. 如权利要求13或14所述的阳极材料，其特征在于包含：

- 5-86重量%的如权利要求10-11中至少一项所述的涂覆的导电碳颗粒，

- 4-20重量%的粘结剂，和

- 0-10重量%的导电助剂，

其中各组分的比例总计不超过100重量%。

16. 锂离子电池，其特征在于包含由如权利要求13-15中至少一项所述的阳极材料构成的阳极。