微波辅助固相法合成锂离子电池正极复合材料Li2FeSiO4/C

摘要： 以Na2SiO3·9H2O和FeCl2·4H2O为原料, 采用低热固相反应获得了分散均匀的β-FeOOH/SiO2前驱体; 再以Li2CO3为锂源、聚乙烯醇和超导电炭黑为复合碳源, 通过微波辅助固相法合成了Li2FeSiO4/C材料. 通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和恒电流充放电测试等方法对材料的结构、微观形貌及电化学性能进行表征. 650℃下微波处理12 min可获得结晶好、晶粒细小均匀的Li2FeSiO4/C材料; 在选用的微波合成体系下, 超导碳和聚乙烯醇热分解的无定形碳不仅利于合成反应的顺利进行, 而且提高了Li2FeSiO4的整体导电性能. 制备的复合正极材料在60 ℃下0.05C倍率首次放电容量为129.6 mAh/g, 0.5C倍率下为107.5 mAh/g, 0.5C下15次循环后保持为104.8 mAh/g, 具有较好的放电比容量和良好的循环稳定性能. 结果表明, 微波辅助固相合成工艺是制备Li2FeSiO4/C复合材料的一种很有前景的方法.