[发明专利]微粒阳极材料及其制备方法

权利要求书

1.制备包含第IVa族元素、其氧化物或其合金的粒子的微粒材料的方法，所述方法包括：

（a）由第IVa族元素、其氧化物或其合金的锭干磨粒子，以获得微米级粒子；和

（b）湿磨分散在溶剂载体中的微米级粒子，以获得具有10至100纳米尺寸的纳米级粒子，任选地，在该湿磨过程中或之后添加稳定剂。

2.根据权利要求1的方法，其中所述元素是Si。

3.根据权利要求1的方法，其中所述氧化物是氧化硅（SiO_x）。

4.根据权利要求1的方法，其中所述合金包含Li、Al、Mg、Fe、Ge、C、Bi、Ag、Sn、Zn、B、Ti、Sr、P和O中的至少一种。

5.根据权利要求1或4的方法，其中所述合金元素的量为所述微粒材料的大约2重量％或更少。

6.根据权利要求1的方法，进一步包括步骤（c）干燥所述纳米级粒子。

7.根据权利要求1或6的方法，进一步包括下述步骤：（d）将所述纳米级粒子与碳前体混合；和（e）热解所述混合物，由此在所述粒子的至少一部分表面上形成导电碳涂层。

8.根据权利要求1至7任一项的方法，其中步骤（a）在珠磨机、优选使用氧化锆珠的珠磨机；圆盘和环碾磨机；喷射磨机；或旋风磨碎机中进行。

9.根据权利要求1至8任一项的方法，其中所述载体溶剂是有机溶剂或水。

10.根据权利要求1至8任一项的方法，其中所述溶剂是异丙醇或环己烷。

11.根据权利要求1至10任一项的方法，其中调节所述溶剂载体的量以构成所述微粒材料的大约5-20重量％。

12.根据权利要求1至10任一项的方法，其中调节所述溶剂载体的量以构成所述微粒材料的大约8-15重量％。

13.根据权利要求1至10任一项的方法，其中调节所述溶剂载体的量以构成所述微粒材料的大约10重量％。

14.根据权利要求1至13任一项的方法，其中所述碳前体是有机材料。

15.根据权利要求1至13任一项的方法，其中所述碳前体是可交联的单体、低聚物、聚合物或共聚物。

16.根据权利要求1至13任一项的方法，其中所述碳前体是聚(马来酸酐-1-alt-十八碳烯)。

17.根据权利要求7的方法，其中形成的导电碳的量为所述微粒材料的大约0.5-10重量％。

18.根据权利要求7的方法，其中形成的导电碳的量为所述微粒材料的大约2-5重量％。

19.根据权利要求7的方法，其中步骤（e）在大约600-800℃、优选大约650-750℃、更优选大约730℃的温度进行。

20.根据权利要求7或19的方法，其中步骤（e）以大约3-10℃/分钟、优选大约6℃/分钟的速率进行。

21.根据权利要求7、19或20的方法，其中步骤（e）进行大约30分钟至2小时，优选大约1小时。

22.根据权利要求7和19至21任一项的方法，其中步骤（e）在惰性气氛、优选氩气气氛下进行。

23.根据权利要求7和17至22任一项的方法，其中所述导电碳是非粉状的。

24.根据权利要求1至23任一项的方法，其中所述稳定剂是表面活性剂。

25.根据权利要求1至23任一项的方法，其中所述稳定剂是Triton100X。

26.根据权利要求1至25任一项的方法，其中所述微粒材料用作电化电池或电化学储能装置中的阳极。

27.根据权利要求26的方法，其中所述电化学储能装置是锂离子电池。

28.根据权利要求26的方法，其中所述电化学储能装置是硅-空气电池。

29.根据权利要求26的方法，其中所述电化学储能装置是聚合物电池。