[發明專利]用于電化學用途的分級多孔碳顆粒

有效

• 申請號: 201210165470.4
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102800486B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: M.蔡;Y.盧;Z.陳
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司;加州大學評議會
• 主分類號: H01G9/042
• 分類號: H01G9/042;H01M4/66
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;艾尼瓦爾

1.制造具有互連的微孔和中孔的納米級石墨碳顆粒的方法，所述方法包括：

形成液體水滴在惰性氣體流中的膠態分散體，所述液體水滴包含碳化合物和促進所述碳化合物的碳化的金屬化合物的水溶液，所述水溶液含有作為中孔的模板的二氧化硅顆粒和作為微孔的模板的硅酸酯簇；

加熱所述流以蒸發水并形成溶解和分散成分的固體顆粒；

從所述流中收集該固體顆粒；

加熱該收集的顆粒以碳化所述碳化合物，從而形成含有所述金屬和模板材料的石墨顆粒；

從石墨顆粒中除去金屬促進劑和含硅材料，以形成具有納米范圍尺寸的多孔石墨顆粒，所述石墨顆粒的特征在于與中孔互連的微孔。

2.如權利要求1中所述的方法，其中由含有分散的二氧化硅顆粒和分散的原硅酸乙酯簇的碳水化合物和過渡金屬化合物的水溶液形成液滴。

3.如權利要求1中所述的方法，其中由含有分散的二氧化硅顆粒和分散的原硅酸乙酯簇的蔗糖和硝酸鎳的水溶液形成液滴。

4.如權利要求2中所述的方法，其中所述液滴攜帶在氮氣流中并將所述流加熱至大約450^oC，達到足以蒸發溶劑并形成溶解和分散成分的固體顆粒的時間。

5.如權利要求4中所述的方法，其中所述固體顆粒在氮氣氛中在大約900^oC的溫度下碳化形成多孔石墨顆粒。

6.如權利要求5中所述的方法，其中所述多孔石墨顆粒為直徑50至300納米的大致球形，含有最多大約2納米的微孔和大約2至20納米的中孔，并具有大約1500?m^2?g^-1或更高的BET表面積。

7.如權利要求1中所述的方法，其中所述多孔石墨顆粒為直徑50納米至5微米的大致球形，含有最多大約2納米的微孔和大約2至20納米的中孔，并具有大約1500?m^2?g^-1或更高的BET表面積。

8.具有直徑為50納米至5微米的大致球形的石墨顆粒，所述顆粒具有互連的微孔和中孔。

9.如權利要求8中所述的石墨顆粒，其中該微孔具有最多大約2納米的直徑，和該中孔具有大約2至20納米的直徑，并具有大約1500?m^2?g^-1或更高的BET表面積。

10.用于電化學電池的電極，其包含粘合到金屬集電器上的密堆積石墨顆粒，所述石墨顆粒具有直徑為50納米至5微米的大致球形，所述石墨顆粒具有互連的微孔和中孔，該微孔具有最多大約2納米的直徑，和該中孔具有大約2至20納米的直徑，和該石墨顆粒具有大約1500?m^2?g^-1或更高的BET表面積。