一种稀土掺杂型硅酸锰锂正极材料及其微波辅助制备方法技术

本发明专利技术涉及一种稀土掺杂型硅酸锰锂正极材料及其微波辅助制备方法，制备的主要步骤包括：（1）以一定量的锂源、锰源、硅源化合物、碳源添加剂和稀土化合物为原料制备稀土掺杂型硅酸锰锂材料前驱体；（2）将其置于微波场中在保护气气氛下微波烧结，得稀土掺杂型硅酸锰锂正极材料。本发明专利技术的制备方法，首先利用稀土元素的八面体位置优先择位能特性提高了材料稳定性；其次将稀土元素优异的吸波性与微波辅助热处理相结合，使材料的吸波性显著改善从而增加了微波在基体材料内部传播时的反应次数，反应得以更加充分地进行，不仅提高了产物纯度，进一步优化了材料的电化学性能，并且缩短了合成周期，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土掺杂型硅酸锰锂正极材料及其微波辅助制备方法
本专利技术涉及一种稀土掺杂型硅酸锰锂正极材料及其微波辅助制备方法。
技术介绍
聚阴离子型正极材料作为锂离子电池电极材料的一种，由于其良好的结构稳定性和安全性能以及其具有较高的理论容量，引起了广大的关注和研究，目前研究较多的是橄榄石和NASICON两种结构类型的聚阴离子型正极材料。其中Li2MnSiO4材料作为聚阴离子型正极材料的一员，因其理论容量高、原料成本低、绿色环保等优点，被认为是很有前途的锂离子电池正极候选材料。2006年，R.Dominko及其研究小组采用改进溶胶-凝胶法，利用柠檬酸作为络合剂首次合成了Li2MnSiO4正极材料。目前Li2MnSiO4的合成方法主要包括固相法、溶胶凝胶法、水热法和溶剂热法。由于Li2MnSiO4材料本身具有离子导电率低、合成过程中Mn2+极易被氧化产生杂质相以及在充放电过程中由于Mn2+半径小，会同锂层产生位错，导致其循环性能较差等缺点，造成其实际容量远远低于其理论容量，故要对其进行一些改性手段来提高材料的电化学性能。常见的改性手段有以下几种：（1）碳包覆改性，例如杨勇课题组利用湿化学法在原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土掺杂型硅酸锰锂正极材料及其微波辅助制备方法，其特征在于：该材料通式为Li2Mn1‑xMxSiO4/C，其中：M代表稀土元素La、Ce、Nd的一种或几种的组合，0.01≤x≤0.10。

【技术特征摘要】
1.一种稀土掺杂型硅酸锰锂正极材料及其微波辅助制备方法，其特征在于：该材料通式为Li2Mn1-xMxSiO4/C，其中：M代表稀土元素La、Ce、Nd的一种或几种的组合，0.01≤x≤0.10。2.一种稀土掺杂型硅酸锰锂正极材料及其微波辅助制备方法，其特征在于制备方法包括如下步骤：（1）制备稀土元素掺杂的硅酸锰锂材料前驱体将一定量的锂源、锰源、硅源化合物、碳源添加剂及稀土化合物混合均匀，采用一定方法制备稀土元素掺杂的硅酸锰锂材料前驱体；（2）微波烧结将上述前驱体置于微波场中，在保护气保护下微波加热至一定温度进行恒温热处理，冷却至室温后得到稀土掺杂型硅酸锰锂正极材料。3.如权利要求2所述的一种稀土掺杂型硅酸锰锂正极材料及其微波辅助制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的锂源化合物选自氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、氯化锂、硝酸锂、磷酸锂、草酸锂其中的一种或几种混合物（锂源过量1~5%）；所述锰源化合物选自草酸锰、醋酸锰、氯化锰、磷酸锰、二氧化锰、四氧化三锰其中的一种或几种混合物；所述硅源化合物选自二氧化硅、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯的一种或几种混合物；所述的碳源添加剂选自炭黑、石墨等碳素材料，或蔗糖、柠檬酸、葡萄糖、聚乙烯醇、抗坏血酸、可溶性淀粉、酚醛树脂、糠醛树脂等有机碳源，或苯萘二元共聚物、苯蒽二元共聚物、苯菲二元共聚物等高聚物其中的一种或几种（碳源添加剂占总质量的10~40%）。4.如权利要求2所述的一种稀土掺杂型硅酸锰锂正极材料及其微波辅助制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的稀土化合物选自硝酸镧、碳酸镧、氧化镧、草酸镧、硝酸铈、碳酸铈、氧化铈、草酸铈、硝酸钕、碳酸钕、氧化钕、草酸钕其中的一种或几种混合物。5.如权利要求2所述的一种稀土掺杂型硅酸锰锂正极材料及其微波辅助制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的稀土元素掺杂的硅酸锰锂材料前驱体的制备方法包括固相法、溶胶凝胶法、水...

【专利技术属性】
技术研发人员：马东玮，冯季军，常彩云，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37