[发明专利]用于电化学用途的分级多孔碳颗粒

权利要求书

1.制造具有互连的微孔和中孔的纳米级石墨碳颗粒的方法，所述方法包括：

形成液体水滴在惰性气体流中的胶态分散体，所述液体水滴包含碳化合物和促进所述碳化合物的碳化的金属化合物的水溶液，所述水溶液含有作为中孔的模板的二氧化硅颗粒和作为微孔的模板的硅酸酯簇；

加热所述流以蒸发水并形成溶解和分散成分的固体颗粒；

从所述流中收集该固体颗粒；

加热该收集的颗粒以碳化所述碳化合物，从而形成含有所述金属和模板材料的石墨颗粒；

从石墨颗粒中除去金属促进剂和含硅材料，以形成具有纳米范围尺寸的多孔石墨颗粒，所述石墨颗粒的特征在于与中孔互连的微孔。

2.如权利要求1中所述的方法，其中由含有分散的二氧化硅颗粒和分散的原硅酸乙酯簇的碳水化合物和过渡金属化合物的水溶液形成液滴。

3.如权利要求1中所述的方法，其中由含有分散的二氧化硅颗粒和分散的原硅酸乙酯簇的蔗糖和硝酸镍的水溶液形成液滴。

4.如权利要求2中所述的方法，其中所述液滴携带在氮气流中并将所述流加热至大约450^oC，达到足以蒸发溶剂并形成溶解和分散成分的固体颗粒的时间。

5.如权利要求4中所述的方法，其中所述固体颗粒在氮气氛中在大约900^oC的温度下碳化形成多孔石墨颗粒。

6.如权利要求5中所述的方法，其中所述多孔石墨颗粒为直径50至300纳米的大致球形，含有最多大约2纳米的微孔和大约2至20纳米的中孔，并具有大约1500 m² g^-1或更高的BET表面积。

7.如权利要求1中所述的方法，其中所述多孔石墨颗粒为直径50纳米至5微米的大致球形，含有最多大约2纳米的微孔和大约2至20纳米的中孔，并具有大约1500 m² g^-1或更高的BET表面积。

8.具有直径为50纳米至5微米的大致球形的石墨颗粒，所述颗粒具有互连的微孔和中孔。

9.如权利要求8中所述的石墨颗粒，其中该微孔具有最多大约2纳米的直径，和该中孔具有大约2至20纳米的直径，并具有大约1500 m² g^-1或更高的BET表面积。

10.用于电化学电池的电极，其包含粘合到金属集电器上的密堆积石墨颗粒，所述石墨颗粒具有直径为50纳米至5微米的大致球形，所述石墨颗粒具有互连的微孔和中孔，该微孔具有最多大约2纳米的直径，和该中孔具有大约2至20纳米的直径，和该石墨颗粒具有大约1500 m² g^-1或更高的BET表面积。