[发明专利]用于半连续及多步法生产复合材料的设备及工艺

权利要求书

1.一种用于产生复合材料的方法，包括：

对反应器中的第一批炭基体材料执行受控硅载入；

将所述炭基体材料自所述反应器转移至储存器；及

当第一批炭基体材料在所述储存器中冷却时，对所述反应器中的第二批炭基体材料执行受控硅载入。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应器是流化床反应器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括从所述炭基体材料制备硅-石墨烯复合材料。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硅-石墨烯复合材料是使用化学气相沉积制造的。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硅石墨烯复合材料是使用热沉积制造的。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述炭基体材料是硅-炭复合材料或锡-炭复合材料。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，气态前驱体材料通过化学气相沉积或热沉积分解。

8.一种用于产生复合材料的装置，包括：

反应器以及储存器，所述反应器进行硅气相沉积工艺以产生第一批炭基体材料，所述储存器接收所述第一批炭基体材料，并允许所述反应器执行第二批硅气相沉积工艺以产生第二批炭基体材料，同时所述第一批炭基体材料在所述储存器中冷却。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述气相沉积使用气体，所述气体包括至少一种反应性的前驱体气体，所述前驱体气体在炭质基体的表面或内部分解并变成固体形式，以及至少一种在反应过程中不分解和变为固体的气体。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述至少一种在炭质基体上反应的前驱体气体包括具有硅的气体。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述至少一种不分解的气体包括氩气或氮气。

12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述固体包含粉末，所述粉末为反应性化学气体提供表面供其分解形成固体并锚固，所述粉末包括不同的炭材料。

13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所形成的复合材料具有与起始固体材料相似的密度和形态，因此难以通过多晶硅生产中使用的方法将复合材料与起始材料分离。

14.一种复合结构，包括：

多个石墨烯层，所述多个石墨烯层形成两个或更多个间隙，其中每个间隙由所述多个石墨烯层中的相应的上部石墨烯层和相应的下部石墨烯层形成；和

多个硅颗粒嵌入在由多个石墨烯层形成的每个间隙内。

15.根据权利要求14所述的复合结构，其特征在于，所述复合结构包括纳米复合材料。

16.根据权利要求14所述的复合结构，其特征在于，所述多个硅颗粒均匀分散在所述多个石墨烯层内。

17.根据权利要求14所述的复合结构，其特征在于，所述多个石墨烯层和多个硅颗粒形成嵌入式导电基体。

18.根据权利要求14所述的复合结构，其特征在于，所述硅颗粒的宽度在约2纳米至约2微米的范围内。

19.根据权利要求14所述的复合结构，其特征在于，具有嵌入式硅颗粒的多个石墨烯层形成一个或多个耦合的滴状体和导电材料块体。

20.根据权利要求14所述的复合结构，其特征在于，所述复合结构由流化床反应器形成。

21.根据权利要求14所述的复合结构，其特征在于，所述复合结构用于电化学装置。

22.根据权利要求14所述的复合结构，其特征在于，所述硅颗粒的宽度在约10纳米至约1微米的范围内。

23.根据权利要求14所述的复合结构，其特征在于，所述复合结构形成团聚的硅-石墨烯复合颗粒。