由微硅粉制备掺杂硅酸亚铁锂正极材料的方法

摘要

由微硅粉制备掺杂硅酸亚铁锂正极材料的方法，用微硅粉、碳源、锂源及铁源，在惰性气氛下经固相反应制备金属离子掺杂型的Li2FeSiO4/C复合正极材料，在固相反应过程中，微硅粉中三价Fe还原为二价Fe，本发明使用的微硅粉为硅铁企业生产时的废弃物，是一种廉价硅源，粒径为50～500nm，本身又含有掺杂多种金属离子和一定量的碳，因此是制备价廉物美的掺杂型Li2FeSiO4正极材料的理想硅源，具有广阔的应用前景。

主权项

由微硅粉制备掺杂硅酸亚铁锂正极材料的方法，其特征在于：用微硅粉、碳源、锂源及铁源，在惰性气氛下经固相反应制备金属离子掺杂型的Li2FeSiO4/C复合正极材料，在固相反应过程中，微硅粉中三价Fe还原为二价Fe，其步骤为： (1)称取500g的微硅粉，放入1L、浓度为4～6mol/L的盐酸溶液中，将溶液加热至沸腾，然后，过滤洗涤干燥得到处理过的微硅粉，同时用热重法确定微硅粉的含炭量，然后计算确定微硅粉中SiO2含量、炭含量、Fe2O3含量； (2)以锂盐、亚铁盐和微硅粉为原料，依步骤1计算的SiO2含量、Fe2O3的含量，按照Li、Fe、Si的摩尔比为2∶1∶1的比例进行混合，并与碳源在无水乙醇或丙酮溶剂中混合均匀，碳源的掺杂量为上述锂盐、亚铁盐、微硅粉三种混合物总质量的2.8～70％，将所得到的混合物干燥，得到前驱体混合物； (3)将前驱体混合物在弱还原惰性气氛中300～450℃高温预处理1～6小时，使碳源炭化；然后，升温到650～800℃，保温7～13小时，微硅粉中的三价铁被炭还原为2价铁，冷却到室温，即可得到目标产物离子掺杂型的Li2FeSiO4/C正极材料。