【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由低成本多相硅合金大量生产硅纳米线和纳米带，并且涉及所述硅纳米线和/或纳米带在阳极中和/或用于电化学能量储存装置如二次锂电池中的用途或应用。专利技术背景硅是已在例如光子装置、电子器件、传感器、医疗装置、能量储存装置等领域有广泛应用的最重要的现代材料之一。在电化学能量储存领域中，近年来由于锂的高理论储存容量而对于使用硅作为锂离子电池中的阳极材料的研发活动已有显著增加。硅在其完全锂化形式(即Li22Si5)下具有4200mAh/g的理论比容量。这是石墨的理论容量372mAh/g的10倍以上，石墨是当今最通用的商业阳极材料。然而，硅在锂化和脱锂期间可经历高达400％的体积变化并且这可在材料中引入巨大的应力和应变。当使用体硅或甚至微米级硅作为锂离子电池中的阳极材料时，上述应力和应变引起活性材料粒子和由这些材料制成的阳极的物理崩解，因此可导致快速的容量衰减。因此，主要的研发努力涉及纳米级硅材料的使用，所述材料在尺寸上小到足以释放所述材料中的应力和应变，因此保持其充当可再充电锂电池中的阳极材料的能力[H.K.Liu等人，J.Mater.Chem.,2010,20,10055-10057]。目前，在电化学性能和商业潜力方面最有前景的纳米级硅阳极材料是一维硅纳米线[C.K.Chan等人，NatureNanotech.,2008,3,31-35；H.K.Liu等人，J.Mater.Chem.,20...
【技术保护点】
一种用于生产硅纳米线和/或纳米带的方法，其包括提供具有硅纳米结构相和至少一个其它相的多相硅合金；使用选择性去除所述其它相的蚀刻剂蚀刻所述多相硅合金，以形成硅纳米线和/或纳米带；去除所述蚀刻剂和被蚀刻的其它相材料；和收获剩余的硅纳米线和/或纳米带。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.07 CA 2829605;2013.12.31 US 14/144,7741.一种用于生产硅纳米线和/或纳米带的方法，其包括提供具有硅纳
米结构相和至少一个其它相的多相硅合金；使用选择性去除所述其它相的
蚀刻剂蚀刻所述多相硅合金，以形成硅纳米线和/或纳米带；去除所述蚀刻
剂和被蚀刻的其它相材料；和收获剩余的硅纳米线和/或纳米带。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多相硅合金在其微结构中
含有一维和/或二维硅纳米结构。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述一维和/或二维硅合金纳米
结构包括硅纳米线、硅纳米棒、硅纳米板、硅纳米片材和硅纳米层。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻剂是相对于硅相优先
蚀刻所述至少一个其它相的化学蚀刻剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述蚀刻剂是氢氟酸的水溶液
和/或有机溶液。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述蚀刻剂是氢氟酸的水溶液
和/或有机溶液，且具有以重量计5％与80％之间的氢氟酸含量。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述氢氟酸含量在5％与20％
之间。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述氢氟酸含量在5％与15％
之间。
9.根据权利要求5所述的方法，其中所述蚀刻剂另外包含另外的酸
或盐，且其中所述酸或盐的量小于所述蚀刻剂的以重量计的15％。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述酸或盐在所述蚀刻剂中的
量小于所述蚀刻剂的以重量计的5％。
11.根据权利要求2所述的方法，其中以直接浇注和/或通过硅合金的
后续热处理形成所述多相硅合金中的所述一维和/或二维硅纳米结构。
12.根据权利要求1所述的方法，其中由包含至少一个经历共析反应
的组成相的硅合金制备所述多相硅合金，所述共析反应具有硅作为共析反
应产物的一个成员相。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述硅合金是Si-Fe合金。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述Si-Fe合金包含以原子百分
比计50％到99％之间的硅。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述Si-Fe合金包含以原子百分
比计60％与90％之间的硅。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述Si-Fe合金包含以原子百分
比计67％到73.5％之间的硅。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述硅合金是Si-Pd合金。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述Si-Pd合金包含以原子百分
比计33％到99％之间的硅。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述Si-Pd合金包含以原子百分
比计45％到55％之间的硅。
20.根据权利要求1所述的方法，其中所述多相硅合金具有式
Si-M-MI，其中M是Fe或Pd...
【专利技术属性】
技术研发人员：X·孙，Y·胡，X·L·李，R·李，Q·杨，
申请(专利权)人：SPI公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA
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