[發(fā)明專利]一種針狀硅酸二價過渡金屬鋰化合物及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211279004.9
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115483386A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁正平;李俊鵬;羅鯤;任玉榮;戴華平
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/583;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258
• 代理人: 李楠

1.一種針狀硅酸二價過渡金屬鋰化合物的制備方法，其特征在于：使鋰源、二價過渡金屬源和硅源按比例在含有表面活性劑的溶液中進(jìn)行水熱反應(yīng)，所述水熱反應(yīng)的溫度為150-230℃，鋰元素、二價過渡金屬元素和硅元素的摩爾比為3～4：0.8～1.2：1；

優(yōu)選地，鋰元素、二價過渡金屬元素和硅元素的摩爾比為3.5：1：1；

優(yōu)選地，所述水熱反應(yīng)的溫度為170-200℃。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硅酸二價過渡金屬鋰化合物的制備方法，其特征在于：所述表面活性劑為陽離子表面活性劑；

優(yōu)選地，所述表面活性劑為季銨鹽類表面活性劑；

優(yōu)選地，所述表面活性劑為選自溴化十六烷基三甲基銨、溴化十二烷基三甲基銨、氯化十八烷基三甲基銨和溴化二甲基基銨中的一種或多組組成的混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硅酸二價過渡金屬鋰化合物的制備方法，其特征在于：所述鋰源為選自磷酸二氫鋰、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、草酸鋰和硫酸鋰中的一種或幾種的組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硅酸二價過渡金屬鋰化合物的制備方法，其特征在于：所述二價過渡金屬源為二價鐵源、二價錳源或二價鈷源；

優(yōu)選地，所述二價過渡金屬源為選自草酸類、醋酸類、硫酸類、磷酸類和氯化物類中的一種或多組組成的混合物；

優(yōu)選地，所述二價過渡金屬源為硫酸類二價過渡金屬化合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硅酸二價過渡金屬鋰化合物的制備方法，其特征在于：所述硅源為納米SiO₂。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硅酸二價過渡金屬鋰化合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)將所述鋰源、所述硅源和所述表面活性劑加入水中混合形成第一混合液；

(b)向所述第一混合液中加入所述二價過渡金屬源或所述二價過渡金屬源的溶液形成第二混合液；

(c)將所述第二混合液于150-230℃反應(yīng)4-7天得反應(yīng)液；

(d)對所述反應(yīng)液進(jìn)行除雜即可。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針狀硅酸二價過渡金屬鋰化合物的制備方法，其特征在于：步驟(a)中，先將所述鋰源加入水中溶解，再依次加入所述硅源、所述表面活性劑以分別分散或溶解；

優(yōu)選地，步驟(c)中，所述反應(yīng)在具有聚四氟乙烯內(nèi)膽的高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行。

8.一種針狀硅酸二價過渡金屬鋰化合物，其特征在于，它由權(quán)利要求1至7中任一所述的制備方法制得。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的針狀硅酸二價過渡金屬鋰化合物，其特征在于：它為30～50nm寬、100～500nm長的針狀顆粒。

10.權(quán)利要求8或9所述針狀硅酸二價過渡金屬鋰化合物的應(yīng)用，其特征在于：它用作鋰離子電池的正極活性材料。