[发明专利]多孔硅组合物和装置以及其方法

权利要求书

1.一种制备多孔硅组合物的方法，所述方法包括：

将粒度10纳米至100微米的镁粉和粒度10纳米至100微米的硅源粉末的混合物压缩为镁：二氧化硅摩尔百分比为1:1.5至1:1.99的厚度为5至20mm的压缩形式；

将压缩形式在600℃至900℃进行加热以形成烧制形式；

将烧制形式研磨为中间产物粉末；

用酸溶液浸提中间产物粉末；和

洗涤所获得的浸提产物以形成多孔硅组合物的颗粒。

2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

用导电材料、强度增强材料、或它们的组合中的至少一种涂覆多孔硅组合物，以形成经涂覆的组合物。

3.一种能量储存装置，其包含：

电极，其包括：

涂覆有包含如权利要求2所述的经涂覆的组合物、导电碳和粘结剂的混合物的导电基材。

4.一种合金稳定多孔硅组合物，其包含：

通过NMR测定的70至90原子％Si的结晶相，其由通过XRD测定的20至80重量％的结晶Si、通过XRD测定的0.1至5重量％的结晶镁橄榄石、通过XRD测定的0.1至1重量％的结晶石英、以及通过XRD测定的1至80重量%的至少一种结晶金属硅化物组成；

由无定形二氧化硅、无定形硅酸盐或它们的混合物中的至少一种组成的无定形相，该无定形相具有通过NMR测定的10-30原子％的Si；

通过ICP测定的20至99重量%的总Si含量；

基于总计100重量%，总元素氧含量差异为0.001重量%至1重量％；和

包含多孔颗粒的形状因子。

5.如权利要求4所述的合金稳定多孔硅组合物，其特征在于，所述颗粒包含：

含有多孔硅组合物的连续相；以及

分散在连续相中的含有金属硅化物的非连续相，并且多孔颗粒具有以下至少一个性质：

60体积%至80体积%的孔隙率百分比；或

20至75m²/g的BET表面积，

多孔合金具有孔直径尺寸为1nm至1000nm的开孔结构，其中，孔直径大于10nm的总孔容大于85%，并且孔直径大于40nm至1000nm的总孔容大于50%。

6.一种制备多孔合金组合物的方法，所述方法包括：

将混合物进行压缩，所述混合物包含：

具有10纳米至100微米粒度的镁粉；以及

粒度为10nm至100微米的金属硅化物源、二氧化硅源粉末、硅酸盐玻璃、二氧化硅源粉末和金属氧化物的混合物、或它们的混合物中的至少一种，以形成为镁：二氧化硅摩尔百分比为1:1.5至1:1.99的厚度为5至20mm的压缩形式；

将压缩形式在600℃至900 ℃进行加热；

将压缩并加热的形式碾磨为中间体产物粉末；

用酸溶液浸提中间产物粉末；和

洗涤所获得的浸提产物以形成多孔合金组合物。

7.如权利要求6所述的制备多孔合金组合物的方法，所述方法还包括：

用导电材料、强度增强材料、或它们的组合中的至少一种涂覆多孔合金组合物，以形成经涂覆的多孔合金组合物。

8.如权利要求6所述的制备多孔合金组合物的方法，其特征在于，金属硅化物源、二氧化硅源粉末、硅酸盐玻璃、二氧化硅源粉末和金属氧化物的混合物、或它们的混合物中的至少一种选自：硅酸盐矿物、氧化钛或它们的混合物。

9.如权利要求7所述的制备多孔合金组合物的方法，其特征在于，金属硅化物源、二氧化硅源粉末、硅酸盐玻璃、二氧化硅源粉末和金属氧化物的混合物、或它们的混合物中的至少一种选自：硅酸镁矿物、氧化钛或它们的混合物。

10.一种能量储存装置，其包含：

电极，其包括：

涂覆有如权利要求5所述的组合物、导电碳和粘结剂的混合物的导电基材。