[发明专利]基于气溶胶的高温合成材料

权利要求书

1.一种材料合成方法，其包括：

向雾化器装置加入至少一种液体前体溶液；

通过雾化器装置生成包含液滴的气溶胶；

将气溶胶输送至反应区以从气溶胶中蒸发一种或多于一种溶剂；和

收集由至少使气溶胶蒸发而合成的颗粒。

2.根据权利要求1所述的方法，其中

所述至少一种液体前体溶液包含溶解或稀释在溶剂中的金属盐；

金属盐包括碱金属、过渡金属或镧系金属中的至少一种；

所述溶剂包括水、金属醇盐或一种或多于一种烃液体中的至少一种；和

合成的颗粒的中值尺寸随液体前体溶液的摩尔浓度而增加。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种液体前体溶液的动态黏度小于0.2Pa·s，摩尔浓度为0.001mol/L至2mol/L。

4.根据权利要求1所述的方法，其中

对于雾化器装置的亚微米模式，以数量计至少99％的液滴的直径小于1μm，算术平均直径为0.1μm至1μm，并且所述颗粒是单分散的且平均直径为5nm至100nm；和

对于雾化器装置的双模式，液滴的直径为亚微米级或直径为1μm至100μm，并且所述颗粒是多分散的且直径为5nm至10μm。

5.根据权利要求1所述的方法，其中

所述雾化器装置包括微喷雾雾化器；

生成气溶胶包括将雾化气流引入微喷雾雾化器中并在微喷雾雾化器中生成气溶胶；

雾化气体包括氧化剂气体、惰性气体或燃料气体中的至少一种；和

雾化气流的压力为1巴至100巴。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述气溶胶输送至所述反应区之前，所述方法还包括：

将气溶胶输送至预热部分；和

在50℃至500℃的温度下预热气溶胶，以从气溶胶中蒸发一种或多于一种溶剂的至少一部分0.1秒至10秒。

7.根据权利要求6所述的方法，其中

通过电加热、燃烧加热或与再循环排放物气体的热交换中的至少一种来提供用于预热的能量。

8.根据权利要求1所述的方法，其中

所述反应区包括火焰、等离子体、加热炉、激光加热或电加热中的至少一种；

所述反应区的温度为500℃至10000℃，压力为500毫巴至10巴；和

将气溶胶输送至反应区以从气溶胶蒸发一种或多于一种溶剂包括将气溶胶输送至反应区以从气溶胶蒸发一种或多于一种溶剂0.1秒至10秒。

9.根据权利要求1所述的方法，其中

将气溶胶输送至反应区包括在不预热的情况下将气溶胶输送至反应区；和

合成的颗粒是中空结构的。

10.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

收集合成的颗粒包括，通过膜过滤、静电收集、袋式过滤或冷阱从反应区的排放物流中收集合成的颗粒。

11.根据权利要求1所述的方法，

合成的颗粒包括金属氧化物、氟化物、硫化物、氧硫化物、硅酸盐、硝酸盐或氮化物；和

合成的颗粒包括非聚集颗粒。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述合成的颗粒包括选自以下的颗粒：平均直径为5nm至100nm的单分散Li(Ni_0.33Mn_0.33Co_0.33)O₂颗粒、中空结构的Li(Ni_0.33Mn_0.33Co_0.33)O₂颗粒和直径为5nm至10μm的多分散Li(Ni_0.33Mn_0.33Co_0.33)O₂颗粒。