[發明專利]一種六角桃核形硅酸鐵鋰聚集體及其制備方法

有效

• 申請號: 201310277184.1
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN103400981A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 褚衛國;米麟;王漢夫
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/60
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種六角桃核形硅酸鐵鋰的制備方法，包括：將二價鐵源與二氧化硅、鋰源在具有表面活性劑的溶液中混合反應，然后在150℃～220℃水熱反應得到硅酸鐵鋰。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面活性劑為醇類，特別優選為甘醇、二甘醇、四甘醇、異丙醇或聚乙二醇400中的1種或至少2種的組合。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）在含表面活性劑的二氧化硅分散液中加入鋰源，混合；

（2）在保護性氣氛下，將步驟（1）得到的混合液與二價鐵源分散液混合；

（3）將步驟（2）得到的混合液在150～220℃進行反應；

（4）除雜，得到六角桃核形硅酸鐵鋰。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟（1）所述表面活性劑為醇類，特別優選為甘醇、二甘醇、四甘醇、異丙醇或聚乙二醇400中的1種或至少2種的組合；

優選地，步驟（1）所述二氧化硅為氣相二氧化硅；

優選地，步驟（1）所述含表面活性劑的二氧化硅分散液的制備方法包括：超聲分散配制氣相二氧化硅懸濁液，然后在懸濁液中加入表面活性劑。

5.如權利要求3或4所述的方法，其特征在于，步驟（1）所述鋰源為磷酸二氫鋰、碳酸鋰、醋酸鋰、甲酸鋰、檸檬酸鋰、氯化鋰、溴化鋰、氫氧化鋰、叔丁醇鋰、苯甲酸鋰、磷酸鋰、磷酸氫二鋰、草酸鋰、硫酸鋰中的1種或至少2種的組合，特別優選為氫氧化鋰；

優選地，步驟（1）所述混合溫度為40～60℃，進一步優選為45～55℃，特別優選50℃；

優選地，步驟（1）所述混合為超聲混合；

優選地，步驟（1）所得到的混合液中硅和鋰的摩爾比為1:1.5～1:3，進一步優選為1:1.8～1:2.5，特別優選為1:2。

6.如權利要求3-5任一項所述的方法，其特征在于，步驟（2）所得到的混合液中硅和鐵的摩爾比為1:0.6～1:1.5，進一步優選為1:0.8～1:1.2，特別優選為1:1；

優選地，步驟（2）所述二價鐵源為草酸亞鐵、醋酸亞鐵、硫酸亞鐵、磷酸亞鐵或氯化亞鐵中的1種或至少2種的組合，特別優選為硫酸亞鐵和/或氯化亞鐵；

優選地，步驟（2）所述保護性氣氛為氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣或氮氣中的1種或至少2種的組合，特別優選為氬氣。

7.如權利要求3-6任一項所述的方法，其特征在于，步驟（2）所述將步驟（1）得到的混合液與二價鐵源分散液混合包括：在步驟（1）得到的混合液中加入二價鐵源分散液；

優選地，步驟（2）所述混合在攪拌下進行；

優選地，步驟（2）所述混合時間為至少20分鐘，進一步優選為25～40分鐘，特別優選為30分鐘。

8.如權利要求3-7任一項所述的方法，其特征在于，步驟（3）所述反應在高壓釜中進行；優選地，所述高壓釜具有聚四氟乙烯內膽；

優選地，步驟（3）所述反應溫度為155～210℃，特別優選為160～200℃；

優選地，步驟（4）所述除雜包括：洗滌并干燥；優選地，所述洗滌為離心超聲洗滌；優選地，所述干燥在真空干燥箱中進行；優選地，所述干燥溫度為40～120℃，進一步優選為60～110℃，特別優選為100℃；優選地，所述干燥時間為至少4小時，進一步優選為5～10小時，特別優選為6～8小時。

9.一種六角桃核形硅酸鐵鋰，其特征在于，所述六角桃核形硅酸鐵鋰由權利要求1-8任一項所述方法制備，粒徑為0.8-1.2μm，截面呈六角桃核形，每個六角桃核形聚集體由納米顆粒組成。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包含權利要求9所述六角桃核形硅酸鐵鋰。