[發明專利]功能型復合顆粒的無溶劑制備方法、復合顆粒及其應用

有效

• 申請號: 202010689124.0
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111785941B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 王宇;馮蘭祥;楊偉
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 劉文娟

1.一種功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述制備方法為：將低熔點活性物質與高比表面積的納米材料進行機械物理共混，在流場剪切力和熱作用下，各組分實現粉碎，活性物質實現氣化，進而實現活性物質在納米材料內表面的自發吸附和復合，最終得到功能型復合二次顆粒；其中，所述低熔點活性物質為熔點低于300℃的活性物質，所述高比表面積的納米材料指比表面積≥50 m²/g的納米材料；所述低熔點活性物質與高比表面積的納米材料在高速共混設備中進行機械物理共混，共混速度為5000 r/min~50萬r/min。

2.根據權利要求1所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述高比表面積的納米材料包括：碳材料、金屬氧化物、氮化物、有機骨架及相關衍生物；或：

所述低熔點活性物質包括：硫單質、硒單質、磷單質、錫單質及其化合物。

3.根據權利要求2所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述高比表面積的納米材料為具有納米中空結構的碳材料、氧化石墨烯、金屬有機骨架、金屬碳化物或者氮化物及其衍生物。

4.根據權利要求2或3所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述碳材料選自：科琴黑、石墨烯、碳納米管、碳納米纖維、膨脹石墨、乙炔黑、SuperC45、硬碳、木炭或活性炭中的至少一種。

5.根據權利要求3所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述低熔點活性物質為硫單質，所述高比表面積的納米材料為具有中空結構的含碳材料，所得功能型復合顆粒為電化學儲能電池的正極材料。

6.根據權利要求1所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述共混速度為5000 r/min~10萬r/min。

7.根據權利要求6所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述共混速度為5000r/min~5萬r/min。

8.根據權利要求7所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述共混速度為1萬r/min~3萬r/min。

9.根據權利要求1所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，機械物理共混的時間為10s~20min。

10.根據權利要求1所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，機械物理共混過程中施加溫度，溫度控制為室溫～300℃。

11.根據權利要求1所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述低熔點活性物質的質量占功能型復合顆粒質量的1%~99%。

12.根據權利要求11所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述低熔點活性物質的質量占功能型復合顆粒質量的20%~99%。

13.根據權利要求1所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述低熔點活性物質的顆粒尺寸為1nm~100cm。

14.根據權利要求1～3任一項所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，原料還包括功能助劑。

15.根據權利要求14所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述功能助劑包括能夠抑制多硫化物穿梭的材料。

16.根據權利要求14所述的功能型復合顆粒的無溶劑制備方法，其特征在于，所述功能助劑的添加量占功能型復合顆粒質量的0.01%%~30%。