组合物、石墨粉末、阳极粉末及其生产方法与流程

技术特征：
1.一种包括生物炭、金属和石墨的混合物的物质组合物，具有(a)约25至65重量百分比之间的石墨含量，(b)约15至75重量百分比之间的金属含量和(c)1至35重量百分比之间的生物炭含量。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述石墨具有的d-间距为约0.3354至0.3401nm之间。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述石墨的电化学容量为至少200mah/g。4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述石墨的电化学容量为至少300mah/g。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述石墨的比表面积为约0.2至50m2/g之间。6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述石墨的比表面积为约0.5至20m2/g之间。7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述石墨显示大于60％的“库伦”或第一循环效率。8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述石墨显示大于80％的“库伦”或第一循环效率。9.根据权利要求1至8中任一项所述的组合物，其中所述混合物中所述石墨含量是呈颗粒形式。10.根据权利要求1至9中任一项所述的组合物，其中所述混合物中所述金属含量是呈颗粒形式。11.根据权利要求1至10中任一项所述的组合物，其中所述混合物中所述生物炭含量是呈颗粒形式。12.根据权利要求1至8中任一项所述的组合物，其中所述石墨、金属和生物炭含量都是呈颗粒形式。13.根据权利要求1至12中任一项所述的组合物，其中所述混合物是具有约25至75百分比之间的由生物炭和石墨组成的碳和约75至25百分比之间的选定金属的元素组成的二元混合物。14.根据权利要求1至13中任一项所述的组合物，其中所述生物炭含量来源于被加热至约200至1000摄氏度之间的温度的木质生物质。15.根据权利要求1至14中任一项所述的组合物，其中所述金属是过渡金属。16.根据权利要求15所述的组合物，其中所述过渡金属选自铬、锆、钼、钌、铑、钯、银、镉、锌、铜、镍、钴、铁、锰、铬、钒或其任何组合。17.根据权利要求1至16中任一项所述的组合物，其中生物炭组分的颗粒尺寸小于约1毫米。18.根据权利要求1至17中任一项所述的组合物，其中金属组分的颗粒尺寸小于约1毫米。19.根据权利要求1至18中任一项所述的组合物，其中石墨组分的颗粒尺寸小于约1毫米。20.根据权利要求1至16中任一项所述的组合物，其中所有组分的颗粒尺寸小于1毫米。21.根据权利要求1至20中任一项所述的组合物，其中所述混合物具有大于约55％wt的总石墨碳含量。22.一种由权利要求1至21中任一项所述的混合物生产的石墨粉末。
23.一种由权利要求1至21中任一项所述的混合物生产的高性能锂离子电池阳极粉末。24.一种生产权利要求1至23中任一项所述的混合物的方法；所述方法包括以下步骤：i)将呈颗粒形式的生物质在200至1000摄氏度之间的温度下热处理以形成颗粒生物炭；ii)将所得生物炭与湿或干形式的颗粒金属化合物组合以产生前体混合物；iii)将所述前体混合物在惰性条件下加热至约400至约3000摄氏度之间以形成含石墨的混合物；iv)将最终混合物筛分至低于约1mm颗粒尺寸以产生具有(a)约25至65重量百分比之间的石墨含量，(b)约15至75重量百分比之间的金属含量和(c)1至35重量百分比之间的生物炭含量的混合物。25.根据权利要求24所述的方法，其中所述生物质在水热步骤中在水中进行热处理。26.根据权利要求24所述的方法，其中所述生物质在干热解步骤中在惰性条件下进行热处理。27.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，其中所述生物质是林业残余物。28.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，其中所述生物质是锯屑、木片或其他木基材料。29.根据权利要求24至28中任一项所述的方法，其中所述生物质颗粒小于约10mm。30.根据权利要求24至28中任一项所述的方法，其中所述生物质颗粒小于约1mm。31.根据权利要求24至30中任一项所述的方法，其中所述方法包括一个或多个以下步骤，选自：(a)纯化；(b)洗涤并过滤所得石墨；(c)致密化；以及(d)碳涂覆。32.根据权利要求31所述的方法，其中在纯化步骤中使用酸浸。33.根据权利要求31或权利要求32所述的方法，其中在致密化步骤中使用球化。34.一种由权利要求24至33中任一项所述的方法生产的石墨粉末。35.一种由权利要求24至33中任一项所述的方法生产的高性能锂离子电池阳极粉末。

技术总结
本发明涉及组合物、石墨粉末、阳极粉末及其生产方法。本发明涉及一种包括生物炭、金属和石墨的混合物的物质组合物，具有(a)约25至65重量百分比之间的石墨含量，(b)约15至75重量百分比之间的金属含量和(c)1至35重量百分比之间的生物炭含量。本发明还涉及由该混合物生产的石墨粉末、由该混合物生产的高性能锂离子电池阳极粉末以及生产该混合物的方法。本发明还涉及由该方法生产的石墨粉末以及由该方法生产的高性能锂离子电池阳极粉末。法生产的高性能锂离子电池阳极粉末。法生产的高性能锂离子电池阳极粉末。


技术研发人员：海因里希
受保护的技术使用者：卡本斯科普有限公司
技术研发日：2022.04.20
技术公布日：2022/7/12