[發(fā)明專利]具有核?殼結(jié)構(gòu)的材料有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201510044766.4 | 申請(qǐng)日： | 2009-04-16 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN104638239B | 公開(kāi)（公告）日： | 2017-07-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | C·魯爾斯;J·菲利普斯;M·N·理查德;K·L·斯塔姆 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 豐田自動(dòng)車工程及制造北美公司;新墨西哥大學(xué)科技公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/36 | 分類號(hào)： | H01M4/36;H01M4/40;H01M4/38;H01M4/46;H01M4/62 |
| 代理公司： | 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038 | 代理人： | 李躍龍 |
| 地址： | 美國(guó)*** | 國(guó)省代碼： | 暫無(wú)信息 |
| 權(quán)利要求書(shū)： | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū)： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 結(jié)構(gòu) 材料 | ||
1.一種材料，包含：
具有外殼和內(nèi)核的復(fù)合顆粒，所述外殼由碳制成，所述內(nèi)核具有第一容積和任選的第二容積，所述第一容積由鋰合金化材料制成，所述鋰合金化材料含有選自錫、硅、鋁和鍺的元素，所述任選的第二容積是孔隙空間；
所述復(fù)合顆粒具有小于100nm的外部平均直徑；
其中所述外殼具有小于20nm的平均厚度；
且其中所述鋰合金化材料選自錫、錫二元合金、錫三元合金和錫四元合金，
其中所述復(fù)合顆粒是通過(guò)包括如下步驟的方法制備的：
提供具有外殼和內(nèi)核的成分的粉末前體材料；
在氬氣氣體中懸浮該前體材料的所述粉末以形成氣溶膠；和
使氣溶膠穿過(guò)等離子炬的熱區(qū)，其中所述前體材料中的碳經(jīng)歷形成碳碎片的碳化機(jī)制；
使所述前體粉末中錫材料熔化以當(dāng)冷卻時(shí)通過(guò)成核過(guò)程形成核；和
使所述碳碎片聚集于所述核上，并基于相對(duì)混溶性偏析到核的表面。
2.權(quán)利要求1的材料，其中所述復(fù)合顆粒具有小于70nm的外部平均直徑。
3.權(quán)利要求1的材料，其中所述復(fù)合顆粒具有小于50nm的外部平均直徑。
4.用于鋰電池的陽(yáng)極，所述陽(yáng)極包含：
具有外殼和內(nèi)核的復(fù)合顆粒，所述外殼由碳制成，所述內(nèi)核具有第一容積和任選的第二容積，所述第一容積由鋰合金化材料制成，所述鋰合金化材料含有錫，所述任選的第二容積是孔隙空間；
所述復(fù)合顆粒具有小于100nm的外部平均直徑；
其中所述復(fù)合顆粒的所述外殼具有小于20nm的平均厚度；
其中所述鋰合金化材料選自錫、錫二元合金、錫三元合金和錫四元合金，
其中所述復(fù)合顆粒是通過(guò)包括如下步驟的方法制備的：
提供具有外殼和內(nèi)核的成分的粉末前體材料；
在氬氣氣體中懸浮該前體材料的所述粉末以形成氣溶膠；和
使氣溶膠穿過(guò)等離子炬的熱區(qū)，其中所述前體材料中的碳經(jīng)歷形成碳碎片的碳化機(jī)制；
使所述前體粉末中的錫熔化以當(dāng)冷卻時(shí)通過(guò)成核過(guò)程形成核；和
使所述碳碎片聚集于所述核上，并基于相對(duì)混溶性偏析到核的表面。
5.權(quán)利要求4的陽(yáng)極，其中所述復(fù)合顆粒具有小于70nm的外部平均直徑。
6.權(quán)利要求5的陽(yáng)極，其中所述復(fù)合顆粒具有小于50nm的外部平均直徑。
7.權(quán)利要求4的陽(yáng)極，還包含粘結(jié)劑。
8.用于鋰電池的陽(yáng)極，所述陽(yáng)極包含：
具有外殼和內(nèi)核的復(fù)合顆粒，所述外殼含有選自碳、氮、氧和硫的元素，所述內(nèi)核具有第一容積和任選的第二容積，所述第一容積由鋰合金化材料制成，所述鋰合金化材料含有選自錫、硅、鋁和鍺的元素，所述第二容積是孔隙空間；
所述復(fù)合顆粒具有小于100nm的外部平均直徑，且所述外殼具有小于20nm的平均厚度，
其中所述復(fù)合顆粒是通過(guò)包括如下步驟的方法制備的：
提供具有外殼和內(nèi)核的成分的粉末前體材料；
在氬氣氣體中懸浮該前體材料的所述粉末以形成氣溶膠；和
使氣溶膠穿過(guò)等離子炬的熱區(qū)，其中所述前體材料中的碳經(jīng)歷形成碳碎片的碳化機(jī)制；
使所述前體粉末中的錫材料熔化以當(dāng)冷卻時(shí)通過(guò)成核過(guò)程形成核；和
使所述碳碎片聚集于所述核上，并基于相對(duì)混溶性偏析到核的表面。
9.權(quán)利要求8的陽(yáng)極，其中所述復(fù)合顆粒具有小于70nm的外部平均直徑。
10.權(quán)利要求9的陽(yáng)極，其中所述復(fù)合顆粒具有小于50nm的外部平均直徑。
11.權(quán)利要求8的陽(yáng)極，其中所述外殼是碳。
12.權(quán)利要求8的陽(yáng)極，其中所述內(nèi)核由鋰合金化材料制成，所述鋰合金化材料選自錫、錫二元合金、錫三元合金和錫四元合金。
13.權(quán)利要求8的陽(yáng)極，還包含粘結(jié)劑。
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