一种以稻壳粉为硅源原位合成硅酸盐/碳复合正极材料的方法

摘要

本发明公开了一种以稻壳炭为硅源原位合成硅酸盐/碳复合正极材料的方法，包括以下制备步骤：（1）稻壳初粉碎；（2）稻壳纯化；（3）稻壳在金属元素催化下热解，得到SiMO/C混合物；（4）用气流粉碎机粉碎SiMO/C混合物至D50=1-2um；（5）加锂源球磨混合（6）气体保护下烧结，得到Li₂MSiO₄/C。利用廉价的生物二氧化硅来制备硅酸盐正极材料，实现农业废弃物的资源化利用，生产高附加值产品；同时，采用中温热解的方法获得以稻壳炭，利用稻壳炭中的残炭作为碳源，在硅酸盐正极材料的合成过程中免加额外碳源，同步实现Li₂MSiO₄/C材料的原位合成。

主权项

一种以稻壳粉为硅源原位合成硅酸盐/碳复合正极材料的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）用稀酸回流洗涤稻壳粉0.5‑5h，然后用去离子水洗涤稻壳粉至中性，再在100‑150℃的烘箱中干燥3‑5h；（2）用化学分析的方法测定干燥洁净稻壳粉中SiO₂含量，然后按M:Si=1:1的摩尔比例将金属元素M源和稻壳粉在球磨机中加水或酒精混合球磨2‑10h，然后将混合物干燥，在温度为400‑750℃进行热解，即得SiMO/C混合物；所述金属元素M源为Fe、Mn、Co、Ni、V、Ti、Mg和Cu元素的金属氧化物、碳酸盐、草酸盐和醋酸盐中的一种或几种；（3）用气流粉碎机粉碎SiMO/C混合物至D50=1‑2μm；（4）将粉碎后的SiMO/C混合物与锂源以摩尔比Li:Si=2.05‑2.1:1的比例在球磨机中湿法球磨0.5—20h，干燥后得到硅酸盐正极材料前驱体；（5）将步骤（4）中前驱体在保护性气氛、500‑800℃焙烧0.5‑24h，得到硅酸盐/碳复合正极材料。