可充电电池和催化剂材料及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种生产适用于制造快速可充电离子电池的阴极或阳极材料的方法。该方法可包括以下步骤：选择前体材料，该前体材料在气流中加热时释放挥发性化合物以产生多孔材料，从而产生适合于离子电池中的电极的材料化合物；研磨该前体材料以产生具有第一预定粒度分布的颗粒粉末以形成前体粉末；在第一温度下用第一工艺气体在闪速煅烧炉反应器区段中煅烧该前体粉末以产生多孔颗粒材料，该多孔颗粒材料适合于离子电池中的电极，并且具有适于在这种电池中应用的孔特性、表面积和纳米级结构；用第二工艺气体在第二煅烧炉反应器区段中处理热的前体粉末以完成煅烧反应，以使材料退火从而优化颗粒强度，以改变产物的氧化态从而当颗粒在电池单元中被活化时使电荷密度最大化从而形成第二前体粉末；对第二前体粉末进行淬火；通过初始充电步骤在电解槽中活化第二前体粉末的颗粒以在颗粒中嵌入电解质离子。

Rechargeable Battery and Catalyst Materials and Their Production Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可充电电池和催化剂材料及其生产方法
本专利技术一般涉及用于可充电电池的材料和组件以及催化剂的生产。本专利技术是斯盖斯和霍利(第2007233570号澳大利亚专利)和斯盖斯等人(第2016904444号澳大利亚专利)描述的煅烧技术的进一步应用，所述文献的全部内容包括在本文中，所述文献描述了材料的一般制造方法，其在本文中被进一步发展并应用于制造用于电池子系统(例如阳极、阴极、离子导体、隔膜)的粉末材料和用于催化剂子系统(例如催化剂块)的材料，并且所述文献还包括能够生产子系统的片材以制造集成装置的方法。
技术介绍
基于用于锂离子电池的诸如锂的导电离子、用于镁离子电池的镁离子以及用于钠离子电池的钠离子，已经使用各种材料作为电极开发了用于诸如电动车辆的可充电(二次)电池。用于电动车辆的锂离子电池通常由两种类型的电池组成，即为高能量存储而制造的能量电池，其特征在于充电和放电速率慢，以及为高峰值功率动作(例如加速、制动和充电)而制造的电池。电池对驱动链的响应通常由电池管理系统管理，该系统控制这些电池之间的能量流以获得最佳的整体性能。用于生产与电池组件一起使用的材料的一些常用方法可以是热处理，然而这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产适用于制造快速可充电离子电池的阴极或阳极材料的方法，其包括以下步骤：a.选择前体材料，所述前体材料在气流中加热时释放挥发性化合物以产生多孔材料，从而产生适合于离子电池中的电极的材料化合物；b.研磨所述前体材料以产生具有第一预定粒度分布的颗粒粉末以形成前体粉末；c.在第一温度下用第一工艺气体在闪速煅烧炉反应器区段中煅烧所述前体粉末以产生多孔颗粒材料，所述多孔颗粒材料适合于离子电池中的电极，并且具有适于在这种电池中应用的孔特性、表面积和纳米级结构；d.用第二工艺气体在第二煅烧炉反应器区段中处理所述热的前体粉末以完成煅烧反应，以使材料退火从而优化颗粒强度，以改变产物的氧化态从而当颗粒在电...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.12 AU 20179000851.一种生产适用于制造快速可充电离子电池的阴极或阳极材料的方法，其包括以下步骤：a.选择前体材料，所述前体材料在气流中加热时释放挥发性化合物以产生多孔材料，从而产生适合于离子电池中的电极的材料化合物；b.研磨所述前体材料以产生具有第一预定粒度分布的颗粒粉末以形成前体粉末；c.在第一温度下用第一工艺气体在闪速煅烧炉反应器区段中煅烧所述前体粉末以产生多孔颗粒材料，所述多孔颗粒材料适合于离子电池中的电极，并且具有适于在这种电池中应用的孔特性、表面积和纳米级结构；d.用第二工艺气体在第二煅烧炉反应器区段中处理所述热的前体粉末以完成煅烧反应，以使材料退火从而优化颗粒强度，以改变产物的氧化态从而当颗粒在电池单元中被活化时使电荷密度最大化从而形成第二前体粉末；e.对所述第二前体粉末进行淬火；f.通过初始充电步骤在电解槽中活化所述第二前体粉末的颗粒以在颗粒中嵌入电解质离子。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法生产用于基于相应的电解质离子的锂离子电池、镁离子电池或钠离子电池的阴极材料。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述前体材料是孔隙率在0.01-0.03范围内的金属盐或混合金属盐，并且选择的前体材料具有挥发性成分，所述挥发性成分可在低于900℃的温度下煅烧以产生多孔材料，所述多孔材料具有0.3-0.6范围内的孔隙率、50m2/g-300m2/g范围内的表面积和高容量以使相应的电解质离子嵌入作为阴极，所述阴极在多次循环中无结构失效。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述前体材料是前体金属的化合物，所述前体金属是多价金属，例如镍、钴、锰或钒，并且所述盐成分是氢氧化物、水合物、硝酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐或有机配体。5.根据权利要求2所述的方法，其中工艺气流是空气。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法生产用于基于相应的电解质离子的锂离子电池、镁离子电池或钠离子电池的阳极材料。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述前体材料具有0.01-0.03范围内的孔隙率，并且选择的所述前体材料具有挥发性成分，所述挥发性成分可以在低于900℃的气化反应中部分煅烧以产生多孔材料，所述多孔材料具有0.3-0.6范围内的孔隙率、50m2/g-300m2/g范围内的表面积和高容量以使相应的电解质离子嵌入作为阳极，所述阳极在多次循环中无结构失效。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述前体材料是有机硅酸盐化合物，其中选择工艺气流以使所述材料气化，从而通过将氧和硅掺入被处理的材料中来产生具有高的锂离子嵌入容量的碳基材料，其中工艺气体包括蒸汽或合成气。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述前体材料是天然产物，包括稻壳和玉米叶。10.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·斯盖斯，菲利普·哈格雷夫斯·霍奇森，蔻坎·堪蒂·马巨德，
申请(专利权)人：嘉里士有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU