【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池负极材料，具体涉及一种六氟硅酸亚铁、铁硅复合材料的制备方法及应用。
技术介绍
1、随着科技的不断进步与发展，社会已经长期处于能源短缺的状况，再加上人们对化石能源过度使用导致了严重污染和破坏，使能源和环境危机日益严重，从而引起了人们对气候和环境的关切，以及对人体健康问题的重视。为此，人类开始转向清洁能源，来减少对化石能源的依赖。这加速了新能源的开发和储存，使之成为了当今人类发展和进步的重要方向之一。由于锂离子电池(lib)具备的便携性和可调节能量收集与释放的离子转移机制，使其成为人们重要的能源储存工具，并广泛应用于各类电动交通工具中。锂离子电池(lib)具有以下优点：环保性高于传统蓄电池；几乎没有自放电和记忆效应；具备较长的工作寿命，可达500次以上；此外，lib还具有高安全性和高功率等优势，因此在各个行业中得到广泛应用。相较于干电池和铅蓄电池，lib在性能上有许多优势，因此在市场中得到广泛应用，特别是在3c数码产品和电动交通工具等领域。lib已成为推动人类科学和文明进步的重要动力，并成为当今各企业、高等院校和研究机构研究的热门课题。为了满足社会对新能源的需求，lib正在不断提高能量密度、改善循环性能和提升安全性能。
2、lib是广泛应用于电子设备、电动车和新能源储备等领域的重要储能设备。其工作原理基于锂离子在电极材料中的扩散。电极材料一般分为阳极和阴极两部分。阴极材料通常为化合物，如licoo2、limn2o4，而阳极材料通常为石墨。选择石墨作为阳极材料的原因是它不仅成本低廉，而且具有适当的嵌锂电
3、然而，石墨类阳极在锂电池中的理论比容量仅为372mah/g。商业化高端石墨材料的实际比容量已接近其理论比容量，约为360-365mah/g。由于石墨阳极材料的改进对lib的能量密度提升有限，导致其无法满足进一步发展的需求。因此，需要寻找其他材料或技术来提高lib的能量密度。
4、硅材料因具有较高的理论比容量，丰富的储量，价格低廉等优点被作为一种有潜力的替代材料而受到了广泛关注。然而，由于硅材料在充放电过程中体积膨胀和收缩，导致电极发生了严重的体积变化，容易引起电极材料的断裂和电池性能下降。因此，研究人员致力于寻找硅基阳极材料的改性和优化方法，以克服这些问题。
5、近年来，许多研究都集中在开发新型硅基阳极材料，例如硅纳米颗粒、硅纳米线、硅薄膜等。这些材料具有较小的尺寸和特殊的结构，能够缓解硅材料的体积变化问题，提高电极的稳定性和循环寿命。但其往往存在制备方法复杂，制备成本高等缺陷，无法大规模生产。因此，更多的研究者将目光放在了硅基阳极材料与其他材料的复合上。通过与其他材料的复合，可以改善硅材料的稳定性，减少体积变化，从而提高电池的循环寿命和稳定性。
6、此外，材料复合还具有以下特性：1、增强机械稳定性：硅材料的体积变化容易引起电极材料的断裂，从而降低电池的机械稳定性。通过与其他材料的复合，可以增强电极的机械稳定性，减少材料的断裂，延长电池的使用寿命；2、提高导电性：某些复合材料可以提高硅基阳极材料的导电性能，从而提高电池的功率输出和充放电效率；3、增加表面反应活性：硅材料的表面反应活性较低，导致电池的反应速率较慢，通过与其他材料的复合，可以增加硅材料的表面反应活性，加快电池的反应速率；4、提高能量密度：硅材料具有较高的理论比容量，通过与其他材料的复合，可以进一步提高电池的能量密度，满足更高能量需求的应用；5、优化界面结构：硅材料与其他材料的复合可以优化电池的界面结构，提高电池的电子和离子传输速率，从而提高电池的性能。这些优势使得硅基复合阳极材料成为研究和开发的热点，为下一代高性能电池的应用提供了新的可能性。
7、综上所述，研究硅基阳极材料是为了提高锂离子电池的能量密度和循环寿命。通过与硅材料进行复合，研究人员希望能够实现更高性能的锂离子电池，以满足不断增长的能源需求和环境可持续性
8、六氟硅酸亚铁是一种无色淡绿色粉末，目前在工业上主要用于电镀、染料、催化剂等领域。目前六氟硅酸亚铁的制备方法为：将溴化亚铁和六氟硅酸按一定比例混合，加热至一定温度反应后，过滤得到产物六氟硅酸亚铁。这种方法原材料相对昂贵，并且制备过程需要进行加热，需要一定的耗能，另外，该反应如果投料比例出现问题会导致制备的六氟硅酸亚铁中存在过多的杂质，因此，该制备方法存在一定的缺陷。而且到目前为止，还没有文献报道六氟硅酸亚铁用于制备锂离子电池负极材料。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种六氟硅酸亚铁、铁硅复合材料的制备方法及应用，本专利技术采用氢氟酸与硅铁合金一步制备六氟硅酸亚铁，此方法极为简便，制备的六氟硅酸亚铁纯度极高，无其他副产物，不会产生其他材料残渣，在一定程度上节约了原料。
2、此外，此方法制备的六氟硅酸亚铁具有极好的电化学性能，将其作为硅负极材料的添加剂，从而缓解硅负极的体积膨胀问题，增强机械稳定性。
3、实现本专利技术上述目的所采用的技术方案为：
4、一种六氟硅酸亚铁的制备方法，包括如下步骤：
5、将硅铁合金fexsiy与氢氟酸进行刻蚀反应，反应完成后，过滤，将滤液进行干燥，得到淡绿色晶体六氟硅酸亚铁。
6、一种六氟硅酸亚铁在制备锂离子电池负极材料中的应用。
7、一种铁硅复合材料的制备方法，包括如下步骤：
8、将硅铁合金fexsiy与氢氟酸进行刻蚀反应，反应完成后，过滤，将滤液进行干燥，得到淡绿色晶体六氟硅酸亚铁，将六氟硅酸亚铁和石墨进行球磨，将所得的粉末用乙醇进行清洗，过滤，将滤饼进行干燥，得到所述的铁硅复合材料；
9、或将硅铁合金fexsiy和石墨进行球磨，将所得的粉末用乙醇进行清洗，过滤，将滤饼进行干燥，得到碳掺杂的硅铁合金，将碳掺杂的硅铁合金与氢氟酸进行刻蚀反应，反应完成后，过滤，将滤液进行干燥，得到所述的铁硅复合材料；
10、或者将硅铁合金fexsiy、六氟硅酸亚铁和石墨进行球磨，将所得的粉末用乙醇进行清洗，过滤，将滤饼进行干燥，得到所述的铁硅复合材料。
11、进一步，所述的硅铁合金fexsiy中，x+y＝100。
12、进一步，所述的氢氟酸的浓度为1m。
13、进一步，所述的硅铁合金fexsiy与氟化氢的质量比为5:1-4。。
14、进一步，所述的刻蚀反应的温度为40℃，反应时间为24h。
15、进一步，所述的刻蚀反应在密闭条件下进行。
16、进一步，所述的滤液在80℃下真空烘干。
17、进一步，所述的球磨时间为30min。
18、一种铁硅复合材料在制备锂离子电池硅负极材料中的应用。
19、与现有技术相比，本专利技术的优点与有益效果在于：
20、1、本专利技术采用氢氟酸与硅铁合金一步制备六氟硅酸亚铁，其重难点在于氢氟酸的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种六氟硅酸亚铁的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.一种权利要求1所述方法制备的六氟硅酸亚铁在制备锂离子电池负极材料中的应用。
3.一种铁硅复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的六氟硅酸亚铁的制备方法或权利要求3的铁硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述的硅铁合金FexSiy中，x+y＝100。
5.根据权利要求1所述的六氟硅酸亚铁的制备方法或权利要求3的铁硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述的氢氟酸的浓度为1-5M。
6.根据权利要求1所述的六氟硅酸亚铁的制备方法或权利要求3的铁硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述的硅铁合金FexSiy与氟化氢的质量比为5:1-4。
7.根据权利要求1所述的六氟硅酸亚铁的制备方法或权利要求3的铁硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述的刻蚀反应的温度为20-40℃，反应时间为24-36h。
8.根据权利要求1所述的六氟硅酸亚铁的制备方法或权利要求3的铁硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述的刻蚀反应在密闭条件下进行。<...
【技术特征摘要】
1.一种六氟硅酸亚铁的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.一种权利要求1所述方法制备的六氟硅酸亚铁在制备锂离子电池负极材料中的应用。
3.一种铁硅复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的六氟硅酸亚铁的制备方法或权利要求3的铁硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述的硅铁合金fexsiy中，x+y＝100。
5.根据权利要求1所述的六氟硅酸亚铁的制备方法或权利要求3的铁硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述的氢氟酸的浓度为1-5m。
6.根据权利要求1所述的六氟硅酸亚铁的制备方法或权利要求3的铁硅复合材料的制备方法，其特征...
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。