制备作为可再充电电池阳极材料的MSnx纳米颗粒的方法技术

本发明专利技术涉及制备MSnx纳米颗粒的方法，其中M是选自Co、Mn、Fe、Ni、Cu、In、Al、Ge、Pb、Bi、Ga的元素，和0<x≤10，所述方法包括以下步骤：合成Sn纳米颗粒：用氢化物在无水极性溶剂中的溶液还原锡盐，将由所述溶液形成的固体Sn纳米颗粒分离和洗涤所述Sn纳米颗粒；合成M纳米颗粒：用氢化物在无水极性溶剂中的溶液还原金属盐，将由所述溶液形成的固体M纳米颗粒分离和洗涤所述M纳米颗粒，将所述Sn纳米颗粒和所述M纳米颗粒机械混合以将它们转化成MSnx纳米颗粒。

【技术实现步骤摘要】
专利
本专利技术总体上涉及作为可再充电电池，尤其是钠离子或锂离子电池的阳极材料的MSnx纳米颗粒的制备方法，和包含此种材料的阳极的制备方法。专利技术背景尽管在最近几十年中对可再充电锂离子电池的材料已有广泛研究，但是石墨仍然是商业电池的最广泛使用的阳极材料。然而，石墨与许多合金型(例如Si、Ge、Sn)和转化型材料(例如Fe3O4、MoS2、SnSb)相比具有较低比容量和体积容量(372mAhg-1；820mAhcm-3)。虽然这些材料通常经历在锂化/脱锂化期间发生的大的体积变化，但是对于许多体系已经证实这种问题可以通过使用纳米结构化材料缓解。[1]虽然如此，此种大容量合金型或转化型阳极的工业化由于若干原因被阻碍。特别是对于转化型阳极，在超过1.0Vvs.Li+/Li的电势下获得主要份额的容量，这导致相应全电池(full-cells)的能量密度低。其次，通常电池材料的合成太成本密集或太复杂而不能以工业规模执行。在作为能够替代商业电池中的石墨的现实备选的几种材料中包括Sn，原因在于它兼具大多数关键性能：高的体积容量和比容量(～7300mAhcm-3,992mAhg-1)、低的脱锂电势本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备MSnx纳米颗粒的方法，其中M是选自Co、Mn、Fe、Ni、Cu、In、Al、Ge、Pb、Bi、Ga的元素，和0<x≤10，所述方法包括以下步骤：‑合成Sn纳米颗粒：用氢化物在无水极性溶剂中的溶液还原锡盐，将由所述溶液形成的固体Sn纳米颗粒分离和洗涤所述Sn纳米颗粒，‑合成M纳米颗粒：用氢化物在无水极性溶剂中的溶液还原金属盐，将由所述溶液形成的固体M纳米颗粒分离和洗涤所述M纳米颗粒，‑将所述Sn纳米颗粒和所述M纳米颗粒机械混合以将它们转化成MSnx纳米颗粒。

【技术特征摘要】
2015.07.30 EP 15179106.81.制备MSnx纳米颗粒的方法，其中M是选自Co、Mn、Fe、Ni、Cu、In、Al、Ge、Pb、Bi、Ga的元素，和0<x≤10，所述方法包括以下步骤：-合成Sn纳米颗粒：用氢化物在无水极性溶剂中的溶液还原锡盐，将由所述溶液形成的固体Sn纳米颗粒分离和洗涤所述Sn纳米颗粒，-合成M纳米颗粒：用氢化物在无水极性溶剂中的溶液还原金属盐，将由所述溶液形成的固体M纳米颗粒分离和洗涤所述M纳米颗粒，-将所述Sn纳米颗粒和所述M纳米颗粒机械混合以将它们转化成MSnx纳米颗粒。2.根据权利要求1的方法，其中用于机械混合步骤的M纳米颗粒和Sn纳米颗粒的摩尔比在1:1至1:3范围内。3.根据权利要求1的方法，其中机械混合通过球磨达到。4.根据权利要求3的方法，其中球磨在惰性气体中进行。5.根据权利要求4的方法，其中球磨在氮气下进行。6.根据权利要求3的方法，其中球磨在空气中进行。7.根据权利要求1的方法，其中M是Co。8.根据权利要求1的方法，其中在50℃-70℃范围内的温度下进行所述锡盐的还原反应。9.根据权利要求1的方法，其中在60℃-180℃范围内的温度下进行金属盐的还原反应。10.根据权利要求1的方法，其中所述氢化物选自NaBH4、氢化锂、氢化钠、氢化钾、氢化镁、氢化钙、氢化三丁基锡、氢化二异丁基铝、氢化锂铝、三乙基硼氢化锂和它们的混合物。11.根据权利要求10的方法，其中所述氢化物是NaBH4。12.根据权利要求1的方法，其中所述无水极性溶剂选自1-甲基-2-吡咯烷酮、六甲基磷酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2(1H)-嘧啶酮、二甲亚砜、环丁砜、甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三乙二醇二甲基醚和它们的混合物。13.根据权利要求12的方法，其中所述无水极性溶剂是1-甲基-2-吡咯烷酮。14.根据权利要求1的方法，其中所述锡盐选自氯化锡、氟化锡、溴化锡、碘化锡、锡氧化物、锡硫化物、锡酸钠三水合物、四丁基锡和它们的混合物。15.根据权利要求14的方法，其中所述锡盐是氯化锡。16.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·V·科瓦连科，M·沃尔特，
申请(专利权)人：巴莱诺斯清洁能源控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH