[发明专利]锂离子二次电池正极材料硅酸亚铁锂的双导体修饰改性制备方法

说明书

一种锂离子二次电池正极材料硅酸亚铁锂Li₂FeSiO₄/C/Cu/Li₃PO₄的双导体修饰改性制备方法，属于锂离子电池材料领域。首先是将Cu(NO₃)₂·3H₂O和(NH₄)₂HPO₄溶解在去离子水中，加热蒸发溶剂，得到干燥粉末，热处理后得到Cu₃(PO₄)₂；再将TEOS、LiAc·2H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O和Cu₃(PO₄)₂加入到P123的无水乙醇溶液中，搅拌蒸发溶剂后干燥；最后将干燥粉末热处理后得到Li₂FeSiO₄/C/Cu/Li₃PO₄。本发明采用简单的溶胶凝胶方法，原位制备出了Li₂FeSiO₄/C/Cu/Li₃PO₄复合材料。在得到的材料中，电子导体C和Cu以及离子导体Li₃PO₄共同修饰Li₂FeSiO₄，合成过程简单、成本低廉。对材料进行了电化学表征，该电极材料表现出了很好的倍率和循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料领域，具体涉及一种锂离子二次电池正极材料硅酸亚铁锂Li₂FeSiO₄/C/Cu/Li₃PO₄的双导体修饰改性制备方法。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长、比容量大、比功率大、无记忆效应、工作温度范围宽和体积小等诸多优点，已应用到现实生活中的各个领域，如电脑、手机、数码相机和电动车等，锂离子电池发展迅速。锂离子电池主要是由电极材料(正极和负极)、电解液和隔膜组成。其中，正极材料是锂离子电池的重要组成部分，影响着电池的能量、容量、电压、循环寿命和安全性等。

作为锂离子电池正极材料，硅酸亚铁锂(Li₂FeSiO₄)具有原料丰富、成本低、安全性高和环境友好等一系列优点，理论上可以实现两个锂离子的可逆脱嵌，理论比容量高达330mAh g^-1，在聚阴离子型材料中具有最高的理论比容量。但是，Li₂FeSiO₄仍然存在一些问题，低的电子导电性和锂离子扩散速率使其本身电化学性能很差，限制了它的实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原料丰富、工艺简单和利于工业化生产的锂离子二次电池正极材料硅酸亚铁锂Li₂FeSiO₄/C/Cu/Li₃PO₄的双导体修饰改性制备方法，材料制备过程如下：

(1)Cu(NO₃)₂·3H₂O和(NH₄)₂HPO₄按摩尔比3：2分别溶解在去离子水中，搅拌30～60min；然后将(NH₄)₂HPO₄溶液逐滴加入到Cu(NO₃)₂·3H₂O溶液中，搅拌30～60min；加热蒸发溶剂，80～120℃干燥，得到干燥粉末；

(2)将步骤(1)得到的干燥粉末在700～1000℃(升温速度1～5℃min^-1)空气中热处理8～15h，自然降温，得到Cu₃(PO₄)₂；