硅掺杂的碳气凝胶包覆的正极材料及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种硅掺杂的碳气凝胶包覆的正极材料及其制备方法和锂离子电池。所述方法包括以下步骤：将间苯二酚、甲醛、碳酸钠、硅源和水混合，凝胶化反应得到湿凝胶，干燥后得到硅掺杂的有机气凝胶；将正极材料的原料混合，喷雾干燥，得到正极材料前驱体；将所述硅掺杂的有机气凝胶和所述正极材料前驱体球磨混合，煅烧，得到硅掺杂的碳气凝胶包覆的正极材料。本发明专利技术的方法能够在保证正极材料结构的前提下，改善了正极材料的导电性能、提升Li

【技术实现步骤摘要】
硅掺杂的碳气凝胶包覆的正极材料及其制备方法和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，涉及一种硅掺杂的碳气凝胶包覆的正极材料及其制备方法和锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池自商业化以来，广泛应用于汽车和可移动电子产品中，受到越来越多学者的关注和研究。其中，正极材料的性能是影响锂离子电池性能的关键部分。
[0003]磷酸铁锂(LFP)是一种橄榄石结构的电池正极材料，因其成本低、安全性好，循环寿命长而得到广泛应用，但能量密度低的特性制约了磷酸铁锂的进一步发展。通过向磷酸铁锂中引入锰元素的方式制得的磷酸锰铁锂(LMFP)具有更高的电压平台(4.1V)，因而其展现出显著优于磷酸铁锂材料的能量密度，在继承磷酸铁锂优势的同时又弥补了材料的短板，成为了磷酸铁锂的重要升级方向。但同时，磷酸锰铁锂也存在导电率低，循环性能差等问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种硅掺杂的碳气凝胶包覆的正极材料及其制备方法和锂离子电池。
[0005]为达上述目的，本专利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅掺杂的碳气凝胶包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将间苯二酚、甲醛、碳酸钠、硅源和水混合，凝胶化反应得到湿凝胶，干燥后得到硅掺杂的有机气凝胶；将正极材料的原料混合，喷雾干燥，得到正极材料前驱体；将所述硅掺杂的有机气凝胶和所述正极材料前驱体球磨混合，煅烧，得到硅掺杂的碳气凝胶包覆的正极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅源包括硅酸钠、硅酸锂、硅酸钾和硅酸铵中的至少一种；优选地，以硅掺杂的碳气凝胶包覆的正极材料的质量为100％计，硅元素的含量为0.01％～5％；优选地，所述间苯二酚：甲醛：碳酸钠：水的质量比为1：(0.1％～1％)：(0.01％～0.1％)：(5～25)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述凝胶化反应的温度为80℃～100℃；优选地，所述凝胶化反应的升温速率为0.5℃/min～2.5℃/min；优选地，所述方法还包括在凝胶化反应之前进行预处理的步骤，所述预处理包括水浴加热；优选地，所述预处理的温度为20℃～40℃，时间为0.5h～2.5h；优选地，所述湿凝胶的干燥温度为100℃～120℃；优选地，所述湿凝胶的干燥时间为4h～8h。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，所述正极材料为磷酸盐系正极材料；优选地，所述正极材料的通式为LiMn
x
Fe1‑
x
PO4，0.4≤x≤0.8，所述正极材料的原料包括锂源、铁源、锰源和磷源；优选地，所述将正极材料的原料混合的步骤包括：将正极材料的原料溶解在溶剂中，均质处理，得到分散液；优选地，所述均质处理的条件为：压力5MPa～20MPa，转速500r/min～3500r/min，时间0.5h～2.5h。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，所述喷雾干燥的条件为：流速0.5mL/min～2.0mL/min，压力0.1MPa～0.8MPa，温度100℃～200℃；优选地，所述硅掺杂的有机气凝胶和所述正极材料前驱体混合的质量比为0.01％～2％；优选地，所述球磨混合的时间为2h～6h；优选地，所述煅烧在惰性气体的氛围下进行；优选地，所述煅烧的温度为400℃～600℃；优选地，所述煅烧的时间为2h～10h。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在煅烧后进行后处理的步骤，所述后处理包括下述方式中的至少一种：
(a)对煅烧产物进行破...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈恋，徐荣益，孔令涌，李意能，陈燕玉，
申请(专利权)人：佛山市德方纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：