一种具有等级结构的硅酸亚铁锂锂离子电池正极材料及制备方法

摘要

本发明涉及一种具有等级结构的硅酸亚铁锂锂离子电池正极材料及制备方法。该硅酸亚铁锂正极材料是一种单个的晶粒由更微小的相同或相近尺寸的晶粒构成，所述的晶粒具有0-3维的晶形。本发明是采用乙醇、乙二醇或多元醇辅助水热反应在低温条件制备具有等级结构的硅酸亚铁锂，本发明也包括具有等级结构的硅酸亚铁锂与碳复合的高性能锂离子二次电池正极材料。利用本发明制备的材料可具有微米或纳米级别的等级结构，其优点是分散性能好，振实密度密度高，且电解液能够很好地渗入特殊形貌的等级结构中，具有良好的电子导电性和锂离子扩散性能；而且，还具有较高的放电比容量，较好的倍率性能，特别适合于用作锂离子动力电池的正极材料。

主权项

一种具有等级结构的硅酸亚铁锂材料的制备方法，该材料是一种单个的晶粒，由更微小的相同或相近尺寸的晶粒构成，所述单个的晶粒具有0‑3维的晶形，其制备包括以下步骤：1）在有机醇与蒸馏水的混合溶剂中加入铁盐和有机胺，搅拌均匀配成铁离子浓度为0.0001~3M溶液，有机醇与蒸馏水体积配比为40:20~10:10，待用；2）将硅源材料和锂源分散在蒸馏水中，搅拌10~60分钟，配成硅及锂离子浓度各为0.0001~3M混合液待用，所述的锂源为氢氧化锂或锂盐；3）将步骤1)的混合溶液和步骤2）的混合溶液混合搅拌10‑60分钟装入反应釜，其混合的反应物中锂:铁:硅摩尔比=2:1:1~5:1:1；4）将步骤3)的反应釜放入水热反应箱在水热条件下反应，所得产物进行洗涤和干燥得到等级结构的硅酸亚铁锂；5）对步骤4）获得的等级结构的硅酸亚铁锂进行碳包覆或碳复合，得到碳包覆或碳复合的等级结构硅酸亚铁锂材料，所述的碳包覆或碳复合用的碳材料为碳凝胶、碳黑、石墨、碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯或还原氧化石墨烯，或为碳的前驱体沥青、葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、抗坏血酸、酒石酸中的一种以上，其碳包覆或碳复合产物的碳含量为1 wt%~10wt%；步骤1)所述的有机醇为乙醇或多元醇；步骤1)所述的有机胺为乙二胺、四甲基乙二胺、N‑乙基乙二胺中的一种以上。