，再将第三溶液在50°C水浴恒温蒸发成1mL凝胶；
[0033]步骤二，将1mL溶胶置于氮气气氛炉800°C煅烧6h，得到Li2CoSi04与非晶碳复合的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料。。
[0034]实施例3:制备Li2MnS14与非晶碳复合的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料，其具体步骤:
[0035]步骤一，称取0.5表面活性剂P123,溶于15mL乙二醇乙醚中，形成第一溶液；再依次称取2.088g娃酸钠、0.02moL碳酸锂和0.0lmoL碳酸猛溶于3mL乙二醇乙醚，形成第二溶液；将第二溶液加入第一溶液，45°C水浴恒温搅拌均匀，形成第三溶液，再将第三溶液在45°C水浴恒温蒸发成1mL凝胶；
[0036]步骤二，将1mL溶胶置于氩气气氛炉650°C煅烧7h，得到制备Li2MnS144与非晶碳复合的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料。
[0037]实施例4:制备Li2NiS14与非晶碳复合的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料，其具体步骤:
[0038]步骤一，称取0.5表面活性剂P123，溶于15mL水中，形成第一溶液；再依次称取
2.088g硅酸钠、0.02moL硝酸锂和0.0lmoL硝酸镍溶于3mL水中，形成第二溶液；将第二溶液加入第一溶液，45°C水浴恒温搅拌均匀，形成第三溶液，再将第三溶液在45°C水浴恒温蒸发成1mL凝胶；
[0039]步骤二，将1mL溶胶置于氮气气氛炉650°C煅烧7h，得到Li2NiS14与非晶碳复合的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料。
[0040]对所有实施例的Li2MS14与非晶碳复合的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料的电化学性能进行检测。以实施例1为例，结合图1、图2和图3，说明Li2FeS1g非晶碳复合的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料的结构和电化学性能，其表征结果如下:
[0041]参照图1，为1^#65104与非晶碳复合的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极材料的X-射线衍射(XRD)图谱；其横坐标为X-射线衍射的测量角度2 Θ，单位为。(度)，纵坐标为材料的在此衍射角度时的衍射封强度intensity，单位为a.u.。由图谱结果分析可知，合成的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料为纯相Li2FeS14,且无其他杂项，纯度较尚O
[0042]参照图2，为Li2FeS14与非晶碳复合的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料的扫描电镜(SEM)图谱。从图中可以看出，直径为20-30纳米长约200-300纳米的Li2FeSi04/C复合纳米纤维分散性好，纳米纤维产率很高。
[0043]参照图3，为Li2FeS14与非晶碳复合的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料的倍率循环曲线图。其横坐标为循环次数cycle number，纵坐标为材料的比容量specific capacity，单位为mAh/g ;实心方块表示充电charge的数据，空心圆圈表示放电discharge的数据。由图可知，在0.1C倍率时，该正娃酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料的比容量维持在190mAh/g左右，在多次循环1C高倍率时，其比容量仍能维持在IlOmAh/g左右，表现出良好的倍率性能。
[0044]显然，按照本发明制备的Li2FeS14 (M = Fe, Mn, Co, Ni)与非晶碳复合的正娃酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料，可以有效提高电解液在Li2FeS14材料循环过程中的渗透，同时P123引入非晶碳材料能够有效提高材料的循环稳定性能。
[0045]其他实施例制备的(M = Mn, Co, Ni)与非晶碳复合的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料，其性能与实施例1相当，同样纯度高、分散性好，也表现出良好、稳定的循环性能。
[0046]以上所述，仅是本发明的较佳案例，并不对本发明做出任何限制，凡是针对本发明技术内容对以上实施案例所做的任何简单修改、变更、模仿均属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料，其特征在于，其为正硅酸盐Li2MSi04m米晶体与非晶碳组成的正硅酸盐碳Li 2MSi04/C复合纳米纤维锂离子电池正极活性材料，其中，M为Fe、Mn、Co或Ni。2.根据权利要求1所述的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料，其特征在于，包括以下原料组份:碳原料、硅原料、锂盐和M盐，M为Fe、Mn、Co或Ni。3.根据权利要求2所述的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料，其特征在于，所述碳原料为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷嵌段共聚物，硅原料为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或硅酸钠；锂盐为硝酸锂、碳酸锂或乙酸锂；M盐为硝酸盐、碳酸盐或乙酸盐，M为Fe、Mn、Co 或 Ni。4.一种权利要求1所述的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，称取碳原料并溶于液体溶剂中，形成第一溶液；再依次称取硅原料、锂盐和M盐另溶于所述液体溶剂中，形成第二溶液；然后，将第二溶液加入第一溶液，恒温搅拌均匀，形成第三溶液，再将第三溶液恒温蒸发成凝胶； 步骤二，对凝胶进行热处理，得到正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料。5.根据权利要求4所述的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述碳原料为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷嵌段共聚物表面活性剂；所述硅原料为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或硅酸钠；所述锂盐为硝酸锂、碳酸锂或乙酸锂；所述M盐为硝酸盐、碳酸盐或乙酸盐，M为Fe、Mn、Co或Ni。6.根据权利要求4所述的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述液体溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇或乙二醇乙醚。7.根据权利要求4所述的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述恒温蒸发温度在从室温到80°C范围内。8.根据权利要求4所述的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述热处理为600-800°C惰性气氛炉煅烧热处理6-20小时。9.根据权利要求4所述的正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体气氛炉中的气氛为氮气、氩气、二氧化碳。
【专利摘要】本发明涉及锂离子电池制备领域，公开了一种正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料及其制备方法。该正极活性材料为正硅酸盐Li2MSiO4纳米晶体与非晶碳组成的正硅酸盐碳Li2MSiO4/C复合纳米纤维锂离子电池正极活性材料，其中，M为Fe、Mn、Co或Ni；其制备方法为：首先称取碳原料并溶于液体溶剂中，形成第一溶液；再依次称取硅原料、锂盐和M盐另溶于所述液体溶剂中，形成第二溶液；然后，将第二溶液加入第一溶液，恒温搅拌均匀，形成第三溶液，再将第三溶液恒温蒸发成凝胶，最后对凝胶进行热处理，即得。
【IPC分类】H01M4/62, H01M4/36, H01M4/58, H01M4/505, H01M4/525, B82Y30/00
【公开号】CN104993101
【申请号】CN201510255755
【发明人】李东林, 雍红团华, 樊小勇, 苟蕾, 张巍, 谢荣
【申请人】长安大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月19日