锂离子电池正极材料硅酸锂系化合物、制备方法及其用途

摘要

本发明公开了一种锂离子电池正极材料硅酸锂系化合物及其制备方法。所述硅酸锂系化合物，化学组成为：Li_xM_ySiO₄，其中，1.96≤x≤2.04，0.98≤y≤1.02，M是Fe、Mn、Co、Ni中的任意一种或者至少两种的混合物。该硅酸锂系化合物的制备方法为：将铁源、锰源、钴源或镍源中的任意一种或者至少两种的混合物，锂源，硅源及碳源按比例称量并进行球磨，将球磨后的产物压成圆片，在保护性气氛煅烧，粉碎细化后得到硅酸锂系化合物。该硅酸锂系化合物在0.5C倍率时，在1.5～4.8V的充放电范围内，首次放电比容量大于160mAh/g，循环50次后容量保持率大于82%，在锂离子电池领域具有广阔的应用前景。

主权项

一种锂离子电池正极材料硅酸锂系化合物的制备方法，其特征在于，所述硅酸锂系化合物，其化学组成为：Li_xM_ySiO₄其中，1.96≤x≤2.04，0.98≤y≤1.02，M是Fe、Mn、Co、Ni中的任意一种或者至少两种的混合物；所述方法包括如下步骤：(1’)铁源、锰源、钴源或镍源中的任意一种或者至少两种的混合物，锂源以及硅源按配方称取并进行球磨，然后加入碳源继续球磨；所述硅源选自二氧化硅、硅酸、硅烷偶联剂、正硅酸甲酯或正硅酸乙酯中的任意一种或者至少两种的混合物；(2’)将步骤(1’)球磨后的产物干燥过筛后在1～15MPa的压力下压成圆片，并在保护性气氛中进行煅烧，得到锂离子电池正极材料硅酸锂系化合物；其中，加入碳源之前球磨的时间为2h以上，球磨的转速为200～1000转/分，加入碳源之后继续球磨的时间为1h以上，继续球磨的转速为100～800转/分，所述煅烧过程为：先以2～20℃/分的升温速率升温至300～550℃预烧1～20h，将产物细化过筛后再以5～30℃/分的升温速率升温至600～900℃煅烧4～36小时。