[发明专利]基于锂的电池负极的嵌入硅化镍纳米丝中的硅纳米丝结构

权利要求书

1.一种嵌入硅化镍NiSi_x纳米丝中的硅Si纳米丝结构，它包含：

衬底，

沉积于所述衬底上的镍Ni薄膜，

Si纳米丝，同时沉积于所述镍Ni薄膜上，以及

NiSi_x纳米丝，嵌入所述Si纳米丝，同时随机地沉积于所述镍Ni薄膜上，

其中所述衬底是负极的集电器，

其中所述NiSi_x纳米丝随机地生长于所述Si纳米丝上，以及

其中所述NiSi_x纳米丝至少部分地暴露在所述Si纳米丝外侧。

2.根据权利要求1所述的嵌入所述NiSi_x纳米丝中的Si纳米丝结构，其中，所述衬底是铜Cu衬底，或者是不锈钢SUS衬底。

3.一种制造嵌入NiSi_x纳米丝中的Si纳米丝结构的方法，所述方法包括：

在衬底上沉积Ni薄膜；

通过蚀刻方法获得Si纳米丝；

将所述Si纳米丝分散在悬浮溶液中；

将含有所述Si纳米丝的所述悬浮溶液提供在覆盖有所述Ni薄膜的衬底上；

将覆盖有所述Ni薄膜的衬底上的所述Si纳米丝加载入CVD反应器中；且

通过进行化学气相沉积CVD方法来使所述NiSi_x纳米丝生长。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述CVD方法是通过向所述CVD反应器中引入H₂和SiH₄来进行。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述衬底是Cu衬底或SUS衬底。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述衬底是负极的集电器。

7.根据权利要求3所述方法，其中，在通过蚀刻方法获得Si纳米丝的过程中，由晶体Si晶片或晶体Si粉末获得所述Si纳米丝。

8.根据权利要求3所述方法，其中，在获得所述Si纳米丝的过程中，所述蚀刻方法是金属辅助化学蚀刻。

9.根据权利要求3所述方法，其中，所述悬浮溶液是基于酒精的悬浮溶液。

10.根据权利要求3所述方法，其中，在所述悬浮溶液中的所述Si纳米丝通过滴落方法提供在覆盖有所述Ni薄膜的衬底上。

11.根据权利要求3所述方法，其中，在通过向所述CVD反应器中引入H₂和SiH₄来实施CVD方法以使所述NiSi_x纳米丝生长的过程中，向所述CVD反应器中引入H₂和SiH₄的速率分别在350到450sccm的范围内和0.5到1.5sccm的范围内；并且在40到60mTorr的压力范围内。

12.根据权利要求3所述方法，其中，通过实施所述CVD方法以使所述NiSi_x纳米丝生长是在300到500℃的温度范围内且在10^-5到10^-7Torr的压力范围内进行。

13.一种负极，包含权利要求1中所述的嵌入所述NiSi_x纳米丝中的Si纳米丝结构。

14.一种锂二次电池，包括包含权利要求1中所述的嵌入所述NiSi_x纳米丝中的Si纳米丝结构的负极。

15.根据权利要求14所述的锂二次电池，其中，所述电池用于车辆。