DECOMPOSITION OF SILICON-CONTAINING PRECURSORS ON POROUS SCAFFOLD MATERIALS

• Main Authors: CHRISTOPHER TIMMONS, HENRY R COSTANTINO, AARON M FEAVER, AVERY J SAKSHAUG
• Format: Patent
• Language: English; Japanese
• Published: 30.01.2024
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES ORLIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE; CHEMISTRY; COMPOUNDS THEREOF; ELECTRICITY; INORGANIC CHEMISTRY; METALLURGY; NON-METALLIC ELEMENTS; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY

To provide easily scalable, inexpensive, and improved processes for producing porous silicon materials comprising nano-sized particles and/or exhibiting nano-features.SOLUTION: Embodiments of the present invention generally relate to methods of manufacturing novel materials exhibiting extremely durable intercalation of lithium. The novel materials comprise a porous scaffold, for example, a carbon having a pore volume comprising micropores, mesopores, and/or macropores. The volume is impregnated with silicon. Suitable precursors for the carbon scaffold include sugars and polyols, organic acids, phenolic compounds, and amine compounds. Suitable precursors for the silicon include silane, disilane, trisilane, and tetrasilane. The silicon-impregnated porous scaffold can be further coated to reduce any remaining surface area, for example, coated with carbon or conductive polymers.SELECTED DRAWING: None 【課題】ナノ寸法の粒子を含むおよび／またはナノ特徴を示す多孔質ケイ素材料を製造するための、容易に規模拡大可能で安価な改良された製造方法を提供する。【解決手段】本発明の実施形態は、一般に、リチウムの極めて耐久性の高い挿入（インターカレーション）を示す新規な材料の製造方法に関する。新規な材料は、多孔質足場、例えば、ミクロ細孔、メソ細孔および／またはマクロ細孔を含む細孔容積を有するカーボンを含み、前記容積はシリコンで含浸されている。炭素足場の適切な前駆体には、糖およびポリオール、有機酸、フェノール化合物、およびアミン化合物が含まれる。シリコンの適切な前駆体には、シラン、ジシラン、トリシラン、およびテトラシランが含まれる。シリコンで含浸された多孔質足場は、残りの表面積を減少させるためにさらに被覆することができ、例えば、炭素または伝導性ポリマーで被覆することができる。【選択図】なし