[发明专利]一种利用微流控技术制备锂离子电池空心球形材料的方法

说明书

本发明涉及一种利用微流控技术制备锂离子电池空心球形材料的方法，包括以下步骤：步骤1：将葡萄糖溶于去离子水中，制备溶液A；步骤2：将石油醚、溶液A和硅油分别从分散流体通道、第一连续流体通道和第二连续流体通道的输入口注入；以使第二液滴形成通道内形成双层球形液滴；步骤3：用紫外放射源对双层球形液滴加热；步骤4：加热去除胶粒内部的油相物质；步骤5：烧结后即制得锂离子电池空心球形材料。本发明利用微流控技术来制备锂离子电池行业原材料，使制得的锂离子电池空心球形材料的尺寸均匀、分散性好。

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，特别涉及一种利用微流控技术制备锂离子电池空心球形材料的方法。

背景技术

微流控芯片(microfluidicchip)是指把常规实验室基本操作单元集成到一块几平方厘米(甚至更小)的芯片上，由微通道形成网络，从而控制流体贯穿整个系统，以取代常规实验室的各种功能的一种技术。微流控技术具有以下明显优势：体系封闭，试剂消耗量少，反应条件稳定，易于控制；液滴生成操作简单，无需引入外界作用力，可一步合成目标尺寸颗粒；液滴单分散性好、大小均一。

锂电池行业材料的制备过程对材料均一性和规则性具有强烈要求，而目前并未出现有关微流控技术在锂电行业中应用的研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用微流控技术制备锂离子电池空心球形材料的方法，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用微流控技术制备锂离子电池空心球形材料的方法，包括以下步骤：

步骤1：将葡萄糖溶于去离子水中，制备溶质含量为5％-30％的溶液A；

步骤2：将石油醚从微流控芯片的分散流体通道的输入口注入，将溶液 A从微流控芯片的第一连续流体通道的输入口注入，将硅油从微流控芯片的第二连续流体通道的输入口注入；以使微流控芯片的第一液滴形成通道内形成单层液滴，微流控芯片的第二液滴形成通道内形成双层球形液滴；

步骤3：在第二液滴形成通道处，用紫外放射源对形成的双层球形液滴进行加热，以使其形成胶粒；

步骤4：在80℃-180℃的温度下，对胶粒进行加热以去除胶粒内部的油相物质；

步骤5：在1000℃-2000℃的温度下，对胶粒进行烧结，即制得锂离子电池空心球形材料。

进一步：分散流体通道的输出口和第一连续流体通道的输出口在第一液滴形成通道的输入口处交汇；第二连续流体通道的输出口和第一液滴形成通道的输出口在第二液滴形成通道的输入口处交汇；第一液滴形成通道的内径小于第二液滴形成通道的内径。

进一步：分散流体通道、第一连续流体通道和第一液滴形成通道呈T型结构、Y型结构、流聚焦结构或共聚焦结构；第一液滴形成通道、第二连续流体通道和第二液滴形成通道呈T型结构、Y型结构、流聚焦结构或共聚焦结构。

进一步：分散流体通道、第一连续流体通道、第二连续流体通道、第一液滴形成通道和第二液滴形成通道的内径范围均为5μm-500μm。

进一步：分散流体通道、第一连续流体通道和第一液滴形成通道的内径相等。

进一步：第二连续流体通道和第二液滴形成通道的内径相等。

进一步：分散流体通道、第一连续流体通道和第一液滴形成通道的内径均为60μm；第二连续流体通道和第二液滴形成通道的内径均为100μm。

进一步：分散流体通道内溶液的流速为0.1μL/h-100μL/h，第一连续流体通道和第二连续流体通道内溶液的流速均为10μL/h-800μL/h，且第二连续流体通道内溶液的流速和第一连续流体通道内溶液的流速均大于分散流体通道内溶液的流速。