【技术实现步骤摘要】
用金属片作为基底的硅酸锰锂/碳复合纳米材料的制备方法、锂离子电池正极、锂离子电池
本专利技术涉及无机纳米材料
,具体涉及一种用金属片作为基底的硅酸锰锂/碳复合纳米材料的制备方法、锂离子电池正极、锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池做为能量存储的重要器件具有体积小、质量轻、比能量高、高安全性、环保性好等优点,新能源领域占据着不可替代的重要位置,近年来得到快速发展。锂离子电池正极材料是影响电池性能和成本的最重要因素,目前得到商业应用较广泛的正极材料主要是LiCoO2,但钴市售价格高昂,且钴污染环境,不利于环境的可持续发展。因此,需要迫切开发出廉价又无污染的新材料来替代LiCoO2。1997年研究者首次报道了具有橄榄石结构的磷酸盐化合物LiFePO4,其循环性能好,安全廉价并且环境友好,现今已进入实际应用,但其相对较低的理论容量(170mAhg-1)和电压(3.4V)仍难以满足高效率动力电池的要求。近年来,与LiFePO4同样结构的Li2MSiO4(M=Fe,Co,Ni,Mn)系列逐渐引起了人们的极大兴趣。在这一系列中,Li2MnSiO4的理论电压平台在4.1V左右,理论上可以从分子中脱出Li,容量可高达333mAhg-1。依据理论容量、价格、资源等综合优势而被认为是最具发展前景的一种绿色电极材料。但Li2MnSiO4材料也存在不足,其电子和离子电导率都很低,导致其电化学性能较差。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的不足,本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用金属片作为基底的硅酸锰锂/碳复合纳米材料的制备方法、锂离子电池正极、锂离子电池,通过模板法首先得到Li2 ...
【技术保护点】
一种用金属片作为基底的硅酸锰锂/碳复合纳米材料的制备方法,包括以下步骤:A、将金属基底放入聚苯乙烯微球悬浮液中,加热反应,固化,得到表面生长有PS opal的金属基底;B、将表面生长有PS opal的金属基底放入Li2MnSiO4/C溶胶中浸润,取出,干燥,在还原性气氛下煅烧,得到表面生长有Li2MnSiO4/C反蛋白石结构的金属基底,收集;C、将表面生长有Li2MnSiO4/C反蛋白石结构的金属基底放入SiO2溶胶中,搅拌,得到表面生长有SiO2@Li2MnSiO4/C反蛋白石结构的金属基底,取出,洗涤,干燥;D、将表面生长有SiO2@Li2MnSiO4/C反蛋白石结构的金属基底再次放入Li2MnSiO4/C溶胶中浸泡,取出,干燥,在还原性气氛下煅烧,得到表面生长有Li2MnSiO4/C‑SiO2@Li2MnSiO4/C反蛋白石结构的金属基底;E、将表面生长有Li2MnSiO4/C‑SiO2@Li2MnSiO4/C反蛋白石结构的金属基底放入HF溶液中进行刻蚀,洗涤,干燥,得到三维小球嵌入的Li2MnSiO4/C复合材料,即用金属片作为基底的硅酸锰锂/碳复合纳米材料。
【技术特征摘要】
1.一种用金属片作为基底的硅酸锰锂/碳复合纳米材料的制备方法,包括以下步骤:A、将金属基底放入聚苯乙烯微球悬浮液中,加热反应,固化,得到表面生长有PSopal的金属基底;B、将表面生长有PSopal的金属基底放入Li2MnSiO4/C溶胶中浸润,取出,干燥,在还原性气氛下煅烧,得到表面生长有Li2MnSiO4/C反蛋白石结构的金属基底,收集;C、将表面生长有Li2MnSiO4/C反蛋白石结构的金属基底放入SiO2溶胶中,搅拌,得到表面生长有SiO2@Li2MnSiO4/C反蛋白石结构的金属基底,取出,洗涤,干燥;D、将表面生长有SiO2@Li2MnSiO4/C反蛋白石结构的金属基底再次放入Li2MnSiO4/C溶胶中浸泡,取出,干燥,在还原性气氛下煅烧,得到表面生长有Li2MnSiO4/C-SiO2@Li2MnSiO4/C反蛋白石结构的金属基底;E、将表面生长有Li2MnSiO4/C-SiO2@Li2MnSiO4/C反蛋白石结构的金属基底放入HF溶液中进行刻蚀,洗涤,干燥,得到三维小球嵌入的Li2MnSiO4/C复合材料,即用金属片作为基底的硅酸锰锂/碳复合纳米材料。2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤A中金属基底选自钨片、镍片、钛片中的一种,优选钨片或钛片;PSopal溶液的质量百分浓度为0.05~0.18%,优选0.07~.14%。3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤A中反应的温度为50~70℃,优选57~65℃;反应的时间为4~36小时,优选6~24小时;固化温度为90~120℃,优选95~105℃,固化时间为0.5~4小时,优选2~3小时。4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤B中Li2MnSiO4/C通过溶胶凝胶法合成,具体为:1.3018g醋酸锂与2.4509g乙酸锰溶于7.2g水与7.2g醋酸相互混合的混合溶液中,搅拌1h,在加入1g葡萄糖,搅拌直至溶解;0.01mol正硅酸乙酯溶于16ml异丙醇中,搅拌...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘金云,林夕蓉,谷翠萍,李金金,刘锦淮,
申请(专利权)人:安徽师范大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。