用于制备金属离子电池用的电活性材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制备复合粒子的方法，所述方法包括：使反应区中的多个粒子与包含至少25体积％的含硅前体的气体在有效引起硅在多孔粒子的孔隙中沉积的温度接触。在接触步骤期间保持反应区的内表面的最高温度与多个多孔粒子内的同期最低温度之间的受控温差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及用于利用化学气相渗透(cvi)将硅沉积到多孔颗粒材料的孔隙中来制备适用于金属离子电池的电活性材料的方法和系统。

技术介绍

1、本专利技术人先前报告了一类具有复合结构的电活性材料的开发，在所述复合结构中，纳米尺寸的电活性材料(比如硅)沉积到高度多孔颗粒材料(例如多孔碳材料)的孔隙中。

2、例如，wo 2020/128495公开了这样的包含多个复合粒子的颗粒材料。

3、已经利用cvi制备了wo 2020/128495中所述的材料。使多孔粒子与甲硅烷气体在400至500℃的温度接触。使用低浓度的甲硅烷，比如1.25体积％的甲硅烷。这样的现有cvi方法足以用于实验室规模的生产，但是不适合于大规模制造。

4、例如，这样的低浓度的含硅前体的使用意味着复合粒子的生产时间对于大规模来说是不可接受的。

5、此外，已经发现，利用cvi方法将硅沉积到多孔粒子的孔隙中的现有方法导致反应区的不受控制的染污(soiling)。特别地，在反应区的内表面上可能形成富含硅的复合材料的相对较大的薄片。

<p>6、这样的成薄片本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于制备复合粒子的方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)期间保持ΔT≤+85℃，或ΔT≤+80℃，或ΔT≤+75℃，或ΔT≤+70℃，或ΔT≤+65℃，或ΔT≤+60℃，或ΔT≤+55℃，或ΔT≤+50℃，或ΔT≤+45℃，或ΔT≤+40℃，或ΔT≤+35℃，或ΔT≤+30℃，或ΔT≤+25℃，或ΔT≤+20℃，或ΔT≤+15℃，或ΔT≤+10℃，或ΔT≤+5℃或ΔT≤0℃，或ΔT≤-5℃，或ΔT≤-10℃。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤(b)期间保持的所述ΔT在+90℃至-110℃、或+85℃至-11...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于制备复合粒子的方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)期间保持δt≤+85℃，或δt≤+80℃，或δt≤+75℃，或δt≤+70℃，或δt≤+65℃，或δt≤+60℃，或δt≤+55℃，或δt≤+50℃，或δt≤+45℃，或δt≤+40℃，或δt≤+35℃，或δt≤+30℃，或δt≤+25℃，或δt≤+20℃，或δt≤+15℃，或δt≤+10℃，或δt≤+5℃或δt≤0℃，或δt≤-5℃，或δt≤-10℃。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤(b)期间保持的所述δt在+90℃至-110℃、或+85℃至-110℃、或+80℃至-110℃、或+75℃至-110℃、或+70℃至-110℃、或+65℃至-110℃、或+60℃至-110℃、或+55℃至-110℃、或+50℃至-110℃、或+45℃至-110℃、或+40℃至-110℃、或+35℃至-110℃、或+30℃至-110℃、或+25℃至-110℃、或+20℃至-110℃、或+15℃至-110℃、或+10℃至-110℃、或+5℃至-110℃、或0℃至-110℃、或-5℃至-110℃、或-5℃至-105℃、或-5℃至-100℃、或-5℃至-95℃、或-5℃至-90℃、或-5℃至-85℃、或-5℃至-80℃、或-5℃至-75℃、或-5℃至-70℃、或-5℃至-65℃、或-5℃至-60℃、或-5℃至-55℃、或-5℃至-50℃、或-5℃至-45℃、或-5℃至-40℃、或-5℃至-35℃、或-5℃至-30℃、或-5℃至-25℃、或-5℃至-20℃、或-5℃至-15℃、或-5℃至-10℃的范围内。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述接触期间，所述多个多孔粒子内的最低温度在340至400℃、或340至395℃、或340至390℃、或345至400℃、或345至395℃、或345至390℃、或350至400℃、或350至395℃、或350至390℃、或350至385℃、或350至380℃、或355至400℃、或355至395℃、或355至390℃、或355至385℃、或355至380℃、或360至400℃、或360至395℃、或360至390℃、或360至385℃、或360至380℃、或365至400℃、或365至395℃、或365至390℃、或365至385℃、或365至380℃、或370至400℃、或370至395℃、或370至390℃、或370至385℃、或370至380℃的范围内。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(a)包括：在所述反应区中提供所述多个多孔粒子之前预热所述多个多孔粒子。

6.根据权利要求5所述的方法，其中将所述多个多孔粒子预热到300至480℃、或320至450℃、或330至400℃、或340至390℃、或345至390℃、或350至400℃、或350至390℃、或350至385℃、或350至380℃、或355至390℃、或355至385℃、或355至380℃、或360至390℃、或360至385℃、或360至380℃的温度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应区包括热源，并且步骤(a)包括操作所述热源以将所述多个多孔粒子加热到340至400℃、或340至395℃、或340至390℃、或345至400℃、或345至395℃、或345至390℃、或350至400℃、或350至395℃、或350至390℃、或350至385℃、或350至380℃、或355至400℃、或355至395℃、或355至390℃、或355至385℃、或355至380℃、或360至400℃、或360至395℃、或360至390℃、或360至385℃、或360至380℃、或365至400℃、或365至395℃、或365至390℃、或365至385℃、或365至380℃、或370至400℃、或370至395℃、或370至390℃、或370至385℃、或370至380℃的温度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述热源是对流或传导热源。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(b)包括在所述接触之前将所述气体预热到100至350℃、或110至340℃、或120至330℃、或130至320℃、或140至310℃、或150至300℃的温度。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述接触期间，所述反应区的内表面的最高温度为150至480℃，或150至460℃，或150至440℃，或150至420℃，或150至400℃，或150至390℃，或200至390℃，或250至390℃，或300至390℃，或340至375℃，或340至370℃，或345至370℃，或345至365℃，或350至400℃，或350至390℃，或350至380℃，或350至370℃，或350至365℃。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(a)包括在所述反应区中提供一批次的所述多个多孔粒子。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：

13.根据权利要求12所述的方法，其中在步骤(b)和/或(d)中的所述接触期间，所述反应区的内表面的最高温度为150至480℃，或150至460℃，或150至440℃，或150至420℃，或150至400℃，或150至390℃，或200至390℃，或250至390℃，或300至390℃，或340至375℃，或340至370℃，或345至370℃，或345至365℃，或350至400℃，或350至390℃，或350至380℃，或350至370℃，或350至365℃。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中在步骤(b)、(c)和(d)期间，所述多个多孔粒子内的最低温度保持为在340至400℃、或340至395℃、或340至390℃、或345至400℃、或345至395℃、或345至390℃、或350至400℃、或350至395℃、或350至390℃、或350至385℃、或350至380℃、或355至400℃、或355至395℃、或355至390℃、或355至385℃、或355至380℃、或360至400℃、或360至395℃、或360至390℃、或360至385℃、或360至380℃、或365至400℃、或365至395℃、或365至390℃、或365至385℃、或365至380℃、或370至400℃、或370至395℃、或370至390℃、或370至385℃、或370至380℃范围内的温度。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中步骤(d)包括在所述接触之前将所述气体预热到100至35...

【专利技术属性】
技术研发人员：何塞·梅德拉诺卡塔兰，马克斯·安德森，
申请(专利权)人：奈克松有限公司，
类型：发明
国别省市：