[发明专利]具有碳涂覆宏观孔的硅的阳极的电池

权利要求书

1.一种形成用于电池阳极的硅材料的方法，其特征在于：该方法包括：

使金属或多种金属的混合物与硅(Si)在固态反应中反应以形成金属硅化物；

用二氧化碳对形成的金属硅化物进行CO₂-热氧化工艺，以形成包括一种或多种金属氧化物、硅和碳的复合物；和

将包括一种或多种金属氧化物、硅和碳的复合物与酸接触，以去除复合物中一种或多种金属氧化物，以得到分别具有以下特质的硅材料颗粒：在CO₂-热氧化工艺中形成的硅；以及

在硅中的宏观孔，所述宏观孔对应于被酸去除的金属氧化物，并且具有碳涂覆的表面，所述碳来源于CO₂-热氧化工艺；

使所述金属或多种金属的混合物与硅反应包括使镁(Mg)、钙(Ca)或钡(Ba)中的一种与硅(Si)反应；固态反应中金属采用镁时，镁超过Mg₂Si的化学计量比；和

进行CO₂-热氧化工艺包括用硅化镁(Mg₂Si)、硅化钙(CaSi₂)和硅化钡(BaSi₂)中的一种进行CO₂-热氧化工艺。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使金属或多种金属的混合物与硅反应包括在惰性反应环境中，使金属或多种金属的混合物与硅(Si)在固态反应中反应。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

使所述金属或多种金属的混合物与硅反应包括在所述金属或多种金属的混合物与硅之间发生固态反应，所述金属或多种金属的混合物超过化学计量比，从而使用过量的金属或金属混合物形成金属硅化物；和

进行CO₂-热氧化工艺包括使用过量的金属或金属的混合物反应，以形成另外的一种或多种金属氧化物和另外的碳。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述CO₂-热氧化工艺包括在600℃至800℃的反应温度下进行所述CO₂-热氧化工艺，持续50分钟至600分钟的反应时间。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述CO₂-热氧化工艺包括：使二氧化碳气体流过所形成的金属硅化物，在600℃至800℃的反应温度下持续50分钟至600分钟的反应时间。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述CO₂-热氧化工艺包括使二氧化碳气体流过所形成的金属硅化物，在600℃至800℃的反应温度下持续50分钟至600分钟的反应时间，以形成包括一种或多种金属氧化物、硅和碳的复合物，一种或多种金属氧化物分布在所形成的复合物的硅中，并且硅的表面大致被所形成的碳均匀地涂覆。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

使金属或多种金属的混合物与硅反应包括使组中的至少两种与硅(Si)反应，所述组包括镁(Mg)、钙(Ca)和钡(Ba)；和

进行CO₂-热氧化工艺包括使组中的两种进行CO₂-热氧化工艺，所述组包括硅化镁(Mg₂Si)、硅化钙(CaSi₂)和硅化钡(BaSi₂)。