所生产的金属钒氧化物颗粒的平均直径小于５００纳米，并具有很均匀的性质，在实施例中，银钒氧化物是由纳米级钒氧化物和银化合物的混合物经热处理而制成的。激光高温热解法可用来直接生产金属钒氧化物组合物纳米颗粒，反应物流中包括有钒初始粒子和第二金属初始粒子，并从光束中吸收能量从而实现高温热解。金属钒氧化物纳米颗粒可组合入锂基电池的阴极中的提供能量密度，可植入式除纤震器可用具有高能量密度的锂基电池制成。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属钒氧化物颗粒。本专利技术还涉及金属钒氧化物粉末颗粒的制造方法，例如用激光高温分解法。尤其是，本专利技术涉及一种要用激光高温分解法制造纳米级金属钒氧化物粉末颗粒。本专利技术还涉及与纳米级金属钒氧化物颗粒，如银钒氧化物颗粒有关的性能改良的电池。锂基电池由于其很高的能量密度而在商业上获得了很大成功。锂基电池适用的正电极材料应包括那些能将锂原子插入到它们晶格中去的材料。负电极可采用锂金属，锂合金或化合物，因它们可以将锂原子可逆地插入其晶格中去。由锂金属或锂合金负电极制成的电池称为锂电池，而由可插入锂离子的阳极(负电极)活性金属制成的电池称为锂离子电池。为了生产改良的电池，曾经试用各种材料来作锂基电池的阴极(正电极)活性材料。有各种材料，通常是硫族化合物，可应用于锂基电池，例如氧化钒在某种氧化状态下是制造锂基电池正电极的有效材料。金属钒氧化物一直被认为在用作锂基电池的正电极时具有高的能量密度和功率密度的。而银钒氧化物在用作锂基电池时则具有非常高的能量的功率密度。银钒氧化物电池已经发现其在可植入式心脏除纤震器中的特殊应用，其中的电池必须有能力在十秒钟甚至更短时间内，以快速连续方式向电容重覆充电传送强能量脉冲。本专利技术的第一方面是属于一种包含金属钒氧化物的颗粒团，其颗的平均直径小于500纳米。本专利技术的另一方面属于一种生产金属钒氧化物的方法，其特征是包括将钒氧化物颗粒和非钒金属氧化物的混合物加热，钒氧化物颗粒的平均直径小于500纳米。本专利技术的再一方面属于一种电池，其特征是包括用含氧化钒活性颗粒在粘结剂中的正电极，其钒氧化物颗粒平均直径小于约500纳米。本专利技术还属于生产金属钒氧化物颗粒的方法，其特征是包括将含钒初级粒子和第二金属初级粒子合成的反应物流在反应炉中起反应，反应是吸收电磁场中的能量而引起的。本专利技术的又一方面是属于一种电池，其特征是包含一种由银钒氧化物活性颗粒和粘合剂而成的阴极。这种正电极所具有的能量密度放电到1.0伏时，大于约340毫安小时/每克活性颗粒。而且，本专利技术还属于一种电池，其特征是包含一种具有金属钒活性颗粒和粘合剂的阳极，正电极所具有的能量密度在放电到1.0伏时，大于约400毫安小时/每克活性颗粒。本专利技术的再一方面属于一种可植入式除纤震器，其特征是其中的电池具有一个银钒氧化物的阴极，其能量密度在放电到1.0伏时，大于约340毫安小时/每克阴极活性材料。本专利技术还属于一种生产元素金属纳米颗粒和钒氧化物纳米颗粒混合物的方法，该方法的特征是包括将含钒初级粒子和第二金属初级粒子合成的反应物流在反应炉中起反应，反应是由吸收电磁场能量而引起的。本专利技术的再一方面属于一种生产金属钒氧化物颗粒的方法，其特征是包含将钒初级粒子和第二金属初级粒子合成反应物流在反应炉中起反应，反应由吸收燃烧火焰的能量而引起的。本专利技术的又一方面，属于一种含有选自铜、银、金族中的一个单元素金属颗粒团，颗粒团中颗粒的平均尺寸小于约500纳米，而且事实上任何颗粒的直径都不大于其平均直径的四倍。此外，本专利技术还属于一种制造颗粒的方法，颗粒包括一种选自铜、银、金族中的一个单元素金属，该方法的特征是包括一种分子流在反应炉中的反应，该分子流包括一种金属初始粒子和辐射吸收剂，其中的反应是由电磁场辐射引起。本专利技术的附图的图面说明是附图说明图1是一个激光高温热解装置一个实例的剖视草图，剖面是从激光辐射途径的中部剖开。上部插图是收集喷咀的俯视图；下部插图是发送喷咀的顶视图。图2是一个反应物发送装置的草图，该装置用于将蒸汽反应物发送到如图1中的激光高温热解装置中去。图3A是一个反应物发送装置的侧视草图，该装置用于将气浮反应物发送到如图1中的激光高温热解装置中去。图3B是一个反应物发送装置另一实例的侧视草图，该装置用于将气浮反应物发送到如图1中的激光高温热解装置中去。图4是一个放大了的执行激光高温热解的反应炉的透视草图，其中反应炉的组件是透明的以显示其内部结构。图5是一个如图4中的反应炉沿5-5线剖开的剖视图。图6是一个用于热处理纳米颗粒的装置的剖视草图，其剖面是通过该装置中心剖开的。图7是一个用于高热作用纳米颗粒的炉子的剖视草图，剖面从炉子中部剖开。图8是本专利技术的一个电池的实施例的透视草图。图9是一个VO2纳米颗粒的X-光结晶衍射图。图10是一个将VO2纳米颗粒结晶作热处理而产生的V2O5纳米颗粒的X-光结晶衍射图。图11是一个V2O5纳米颗粒结晶的透射电子显微镜图。图12是一个如图11中的V2O5纳米颗粒结晶的颗粒尺寸分布图。图13是一个由V2O5纳米结晶加上硝酸银后在充氧气氛中热处理而产出的银钒氧化物的四种X光衍射图，其中每个衍射图是根据材料成形的不同条件而得出的。图14是一个由V2O5纳米结晶加上硝酸银后在充氩气氛中热处理而产出的银钒氧化物的四种X光衍射图，其中每个衍射图是根据材料成形的不同条件而得出的。图15是一个银钒氧化物纳米颗粒的透射电子显微镜视图。图16是一个用于生产如图15中银钒氧化物颗粒的V2O5颗粒样品的透射电子显微镜视图。图17是一个V2O5纳米颗粒和硝酸银粉末混合后在氧化中热处理后产出的银钒氧化物的X光衍射图。图18是一个从具有如图17的X光衍射图的样品中用微分扫描量热法测量得到的曲线图。图19是一个直接用激光高温热解法生产而得的混相银-钒氧化物材料的X光衍射图。图20是一个得到如图19所示的X光衍射图的那个直接用激光高温热解法产出的银-钒氧化物材料的透射电子显微镜视图。图21是一个银钒氧化物颗粒在经过了具有激光热解法合成的纳米级银-钒氧化物材料的氧气氛中热处理后的X光衍射图。图22是一个由热处理纳米级银钒氧化物材料生产所得的银钒氧化物颗粒的透射电子显微镜图。图23是一个含有直接由激光热解生产而得的银钒氧化物纳米颗粒的两个在略有不同条件下获得的X光衍射图。图24A是一个从相当应于如图23上面一个衍射图的样品中得出的透射电子显微镜图。图24B是一个从相应于如图23中下面一个衍射图的样品中得出的透射电子显微镜图。图25是用激光高温热解法直接生产出的银钒氧化物纳米颗粒的混相材料的五个X光衍射图，其中每个图中所生产的材料是由不同的银钒比例得出的。图26是一个由激光高温热法在如表5中第一列所指定的条件下生产而得的元素银纳米颗粒的X光衍射图。图27是一个由激光高温热解法在如表5中第二列所指定条件下生产而得的元素银纳米颗粒的X光衍射图。图28是一个相应于衍射图26中的样品材料的透射电子显微镜图。图29是一个由根据实例4中所述热处理步骤而获得的银钒氧化物纳米颗粒制造而成的锂电池的以时间为函数的电压曲线图。图30是一个相应于如图29的电压一时间曲线图的以电容量为函数的电压曲线图。图31是一个由根据如实例5所述的激光高温热解法获得的混相银钒氧化物纳米颗粒所制成的锂电池的以时间为函数的电压曲线图。图32是一个相应于如图31的电压-时间曲线图的以电容量为函数的电压曲线图。图33是一个由根据如实例6所述的热处理步骤制成的银钒氧化物纳米颗粒而制成的锂电池的以时间为函数的电压曲线图。图34是一个相应于图33所示电压-时间曲线图的以电容量为函数的电压曲线图。图35是一个由根据如实例7所述的混相银钒氧化物纳米颗粒所制成的锂电池的电压对时间曲线图。图36是本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种颗粒集团，其特征在于包括金属钒氧化物，所述颗粒的平均直径不大于５００纳米。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：克雷格R霍内，哈里克利亚德瑞斯瑞特兹，詹姆斯P伯格利，苏吉特库马尔，宇K福尔图纳克，毕向欣，
申请(专利权)人：美商纳克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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