[发明专利]金属或准金属纳米颗粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明的技术领域通常涉及纳米颗粒的制备方法。

背景技术

锂离子电池越来越多地作为可充电的电能源用于各种产品和设备，例如笔记本电脑、手机、以及其它便携电子设备，因为它们相对较高的每个电池单元的电压或电势，较高的能量密度，相比其它可充电电池能够在休眠状态下更久地保持电荷，在经受多次浅层放电和充电周期后，相比其它类型的可充电电池能够降低“记忆”现象的出现。基于许多相同的原因，锂离子电池作为一种可选的电池类型用于电动或混合动力车。用于制造锂离子电池以及其它类型电池的电极的材料类型能够影响多种它们的性能特征。

发明内容

一个实施方式包括一种方法，其包括提供包含元素碱金属和非质子溶剂的溶液，以及在向该溶液中添加卤化物的同时搅拌该溶液。该卤化物可与该碱金属反应生成卤化物盐和金属或准金属的颗粒。该卤化物可包含该金属或准金属，且该金属或准金属包括Sn、In、Al、Sb、Bi或Si中的至少一种。

另一个实施方式包括一种方法，其包括提供非均相的溶液，该溶液包含液化的元素碱金属和液体溶剂；在该溶液中诱导空化(cavitation)；以及在不断诱导空化的同时向该溶液中添加包含金属卤化物或准金属卤化物的流体。

另一个实施方式包括一种产品，其包括具有负极的电化学电池。所述负极可以包含纳米颗粒，该纳米颗粒包含包括Sn、In、Al、Sb、Bi或Si中的至少一种的元素金属或准金属，并且该电极可以基本上不含氧化物。

特别地，本发明涉及以下方面的技术方案：

1.方法，包括：

提供包含元素碱金属和非质子溶剂的溶液；

在向该溶液中添加卤化物的同时搅拌该溶液，该卤化物与所述碱金属反应生成卤化物盐，和金属或准金属的颗粒；

其中所述卤化物包含该金属或准金属，且该金属或准金属包括Sn、In、Al、Sb、Bi或Si中的至少一种。

2.方面1所述的方法，其中搅拌所述溶液包括在该溶液中诱导空化。

3.前述任一方面所述的方法，其中搅拌所述溶液包括高剪切混合或超声混合中的至少一种。

4.前述任一方面所述的方法，其中所述溶剂包括烃液体。

5.前述任一方面所述的方法，其中所述卤化物为流体形式。

6.前述任一方面所述的方法，其中所述元素碱金属为钠。

7.方法，包括：

提供非均相溶液，该溶液包含液化的元素碱金属和液体溶剂；

在该溶液中诱导空化；以及

在不断诱导空化的同时向该溶液中添加包含金属卤化物或准金属卤化物的流体。

8.方面7所述的方法，其中所述溶剂包括烃。

9.方面7或8所述的方法，其中所述金属或准金属包括Sn、In、Al、Sb、Bi或Si中的至少一种。

10.方面7-9中任一项所述的方法，其中诱导空化的步骤包括高剪切混合或超声混合中的至少一种。

11.方面7-10中任一项所述的方法，其中所述液化的碱金属包括金属钠。

12.方面7-11中任一项所述的方法，其中所述卤化物包括氯化物。

13.方面7-12中任一项所述的方法，其中所述卤化物的加入量与所提供的碱金属量达到化学计量平衡。

14.方面7-13中任一项所述的方法，其中卤化物的加入量低于使该卤化物与所述碱金属达到化学计量平衡所需的量。

15.方面14所述的方法，其中所述碱金属包括锂。

16.产品，包括：

具有负极的电化学电池，所述负极包含纳米颗粒，该纳米颗粒包含包括Sn、In、Al、Sb、Bi或Si中的至少一种的元素金属或准金属，其中该电极基本上不含氧化物。

17.方面16所述的产品，其中所述电化学电池是锂离子电池。

18.方面16或17所述的产品，其中所述负极包含合金，该合金包含锂和元素金属或准金属。

19.方面16-18中任一项所述的产品，其中所述负极包含微粒，该微粒包含元素金属或准金属。

20.方面16-19中任一项所述的产品，其中所述负极还包含碳。

附图说明

通过详细说明和附图，可以更好地理解本发明的说明性实施方式，其中：

图1为具有复数个电化学电池单元的电池组的示意图；

图2为图1的电化学电池单元的放大图；

图3为碳和各种其它材料的理论荷质比图；