一种片状硅材料、其制备方法和用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113603090A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110884990.X(22)申请日2021.08.03(71)申请人辽宁石油化工大学地址113000辽宁省抚顺市望花区丹东路西段1号(72)发明人赵增华段春阳钱建华(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463代理人彭月(51)Int.Cl.C01B33/02(2006.01)H01M4/38(2006.01)H01M10/0525(2010.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称一种片状硅材料、其制备方法和用途(57)摘要本申请公开了一种片状硅材料的制备方法，所述方法包括：将分散有硅颗粒的悬浮液通入流通通道逐级变窄的微流道内，通过在所述微流道内流动进行微流道降级，获得片状硅材料；所述微流道能够提供沿管路圆周切向的剪切作用。所述制备方法采用物理方法将硅材料进行片层化，能够保留硅原料的晶型构象，克服了化学方法造成的试剂残留，对硅颗粒原料的制备方法兼容性好，降低了硅材料的制备门槛。CN113603090ACN113603090A权利要求书1/2页1.一种片状硅材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将分散有硅颗粒的悬浮液通入流通通道逐级变窄的微流道内，通过在所述微流道内流动进行微流道降级，获得片状硅材料；所述微流道能够提供沿管路圆周切向的剪切作用。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述剪切作用的剪切速率≥10000s‑1；优选地，所述分散有硅颗粒的悬浮液通入所述微流道的次数大于1。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微流道的流道设置流通通道尺寸不同的至少两个定径段和至少一个变径段；优选地，沿微流道内液体流动方向，定径段的长度是与所述定径段上游连接的变径段的长度的10倍以上，优选10～40倍。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述定径段的流道尺寸为0.5mm～5.0mm中的任意值；优选地，沿微流道的流道内液体流动方向，第一个定径段的流道尺寸为2～5mm，最后一个定径段的流道尺寸为0.5～0.8mm；优选地，所述微流道的流道设置至少三个定径段和至少两个变径段。5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述微流道包括流道壳体以及设置在所述流道壳体内部可以绕轴旋转的转动轴部件，从所述壳体与所述转动轴部件的间隙构成所述微流道的流道，所述转动轴部件的直径固定，所述微流道的流道尺寸的变化通过流道壳体内径变化实现；或者，所述微流道包括流道壳体以及设置在所述流道壳体内部可以绕轴旋转的转动轴部件，从所述壳体与所述转动轴部件的间隙构成所述微流道的流道，所述流道壳体的内径尺寸固定，所述微流道的流道尺寸的变化通过所述转动轴部件的尺寸变化实现。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述转动轴部件的转速≥5000rpm，优选8000rpm～15000rpm。7.如权利要求1～6之一所述的制备方法，其特征在于，所述分散有硅颗粒的悬浮液中，固液比1g/L～50g/L，优选20g/L～30g/L；优选地，所述分散油硅颗粒的悬浮液的溶剂包括水和有机溶剂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述有机溶剂20℃的粘度≤1.2cps，沸点≥65℃；优选地，在所述微流道内流动的悬浮液的流量为1～50L/min，优选15～25L/min。8.如权利要求1～7之一所述的制备方法，其特征在于，所述硅颗粒包括冶金级硅、太阳能级硅或电子级硅中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述硅颗粒的纯度≥90％；优选地，所述硅颗粒包括单晶硅颗粒、多晶硅颗粒或非晶硅颗粒中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述硅颗粒的最大维度尺寸≤0.1mm。9.一种通过权利要求1～8之一所述的制备方法制备得到的硅材料，其特征在于，所述纳米硅材料呈片状，且所述纳米硅材料的径厚比≥5，片径尺寸≥10nm，厚度≤5μm。10.如权利要求9所述的硅材料，其特征在于，所述纳米硅材料为单晶硅，所述纳米硅材2CN113603090A权利要求书2/2页料通过权利要求1～8之一所述的制备方法制备得到，且所述硅颗粒为单晶硅；或者，所述纳米硅材料为多晶硅，所述纳米硅材料通过权利要求1～8之一所述的制备方法制备得到，且所述硅颗粒为多晶硅；或者，所述纳米硅材料为非晶硅，所述纳米硅材料通过权利要求1～8之一所述的制备方法制备得到，且所述硅颗粒为非晶硅。11.一种如权利要求9或10所述的硅材料的用途，其特征在于，所述硅材料用作锂离子电池负极材料、有机硅制备前驱体、耐火材料保护层、粘结剂添加剂中的任意一种或至少两种的组合。3CN113603090