，本發(fā)明步驟(2)中所述攪拌時(shí)間1?10h，例如可為lh、2h、2.5h、3h、4h、5h、5.3h、5.5h、6h、7h、8h、9h 或 lOh 等，優(yōu)選攬摔 4h。
[0028]本發(fā)明步驟(3)中加入的是二價(jià)鐵源與抗壞血酸的混合溶液B。
[0029]優(yōu)選地，本發(fā)明步驟(3)中所述混合溶液B中二價(jià)鐵與抗壞血酸的摩爾比為1:0.019ο
[0030]二價(jià)鐵源溶于水后極易被氧化，使最終產(chǎn)物出現(xiàn)很多雜質(zhì)，本發(fā)明通過(guò)將抗壞血酸與二價(jià)鐵源同時(shí)分散到同一溶液體系，避免了二價(jià)鐵的氧化，且通過(guò)調(diào)節(jié)抗壞血酸的添加量，進(jìn)一步調(diào)節(jié)鋰、硅和二價(jià)鐵的摩爾比到合適的比值，這對(duì)純相硅酸鐵鋰的制備是非常有利的。
[0031]優(yōu)選地，本發(fā)明步驟(3)中繼續(xù)在保護(hù)性氣氛下攪拌的時(shí)間為10?lOOmin，時(shí)間例如可為 lOmin、15min、18min、20min、25min、30min、38min、43min、50min、60min、65min、70min、80min、85min、90min 或 lOOmin，優(yōu)選為 60mino
[0032]本發(fā)明步驟(4)中所述水熱反應(yīng)的溫度為150?250°C，例如可為150°C、153°C、155 °C、160 °C、165 °C、168 °C、170 °C、175 °C、180 °C、190 °C、193 °C、198 °C、200 °C、210 °C、215°(:、220°(:、230°(:、234°(:、238°(:、240°(:、245°(:或250°(:等，優(yōu)選為 180 ?240°C，進(jìn)一步優(yōu)選為220 °C。
[0033]本發(fā)明步驟⑷中所述水熱反應(yīng)的時(shí)間為1?20h，例如可為lh、2h、3h、3.5h、4h、5h、7h、8h、10h、12h、13h、15h、18h、19h 或 20h 等，優(yōu)選為 3 ?6h，進(jìn)一步優(yōu)選為 3h。
[0034]優(yōu)選地，本發(fā)明所述保護(hù)性氣氛為氬氣氣氛、氦氣氣氛或氮?dú)鈿夥罩械囊环N或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有:氬氣氣氛和氦氣氣氛的組合，氦氣氣氛和氮?dú)鈿夥盏慕M合，氬氣氣氛、氦氣氣氛和氮?dú)鈿夥盏慕M合等，優(yōu)選為氬氣氣氛。
[0035]優(yōu)選地，本發(fā)明所述方法還包括在水熱反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行洗滌、干燥和研磨的步驟。
[0036]優(yōu)選地，所述洗滌為用去離子水和酒精超聲、離心洗滌數(shù)次。
[0037]優(yōu)選地，所述干燥為真空干燥，以防止二價(jià)鐵氧化。優(yōu)選為使用真空干燥箱干燥。
[0038]作為本發(fā)明所述多孔硅酸鐵鋰的制備方法的優(yōu)選技術(shù)方案，包括以下步驟:
[0039](1)將二氧化硅和氫氧化鋰溶于去離子水，將得到的混合水溶液攪拌均勻后超聲1?6h，得到透明澄清的混合溶液A ;
[0040](2)將聚乙二醇400與混合溶液A混合，聚乙二醇400與步驟(1)和步驟(3)中所述去離子水的總量的體積比為0.25:1?2:1，在保護(hù)性氣氛下攪拌1?10h ;
[0041](3)將二價(jià)鐵源與抗壞血酸溶于去離子水得到混合溶液B，在保護(hù)性氣氛及攪拌的條件下將混合溶液B加入混合溶液A與有機(jī)添加劑的混合溶液中，得到混合溶液C，其中二價(jià)鐵與抗壞血酸的摩爾比為1:0.019，繼續(xù)在保護(hù)性氣氛下攪拌10?lOOmin ；
[0042](4)將混合溶液C在保護(hù)性氣氛下于180?240°C溫度下進(jìn)行水熱反應(yīng)，水熱反應(yīng)時(shí)間為3?6h，得到多孔硅酸鐵鋰。
[0043]上述優(yōu)選技術(shù)方案中將二氧化硅與氫氧化鋰分別稱(chēng)量好加入去離子水后一起同時(shí)攪拌超聲處理，使得二氧化硅在超聲分散的同時(shí)便與氫氧化鋰發(fā)生反應(yīng)，生成制備硅酸鐵鋰的中間物質(zhì)，這樣不僅簡(jiǎn)化了操作方法，而且縮短了超聲處理的時(shí)間。
[0044]上述優(yōu)選技術(shù)方案中，適量添加聚乙二醇400參與水熱反應(yīng)，可以在相對(duì)溫和的條件下經(jīng)較快3h水熱反應(yīng)便可制備出高性能的多孔硅酸鐵鋰。
[0045]上述優(yōu)選技術(shù)方案中，鋰、硅和二價(jià)鐵的摩爾比為(4?5): 1:1。
[0046]本優(yōu)選技術(shù)方案中，硅和二價(jià)鐵摩爾比為1:1且鋰適當(dāng)過(guò)量，即鋰、硅和二價(jià)鐵的摩爾比為(4?5): 1:1時(shí)，由圖1所述的XRD圖可以看出，制得的多孔硅酸鐵鋰的純度較高。
[0047]本發(fā)明的目的之二在于提供一種采用如上所述方法制備得到的多孔硅酸鐵鋰，其具有多孔結(jié)構(gòu)，具有如下化學(xué)組成:Li2FeSi04。
[0048]本發(fā)明的目的之三在于提供一種如上所述的多孔硅酸鐵鋰的用途，所述用途指其可用作鋰離子電池的正極材料，也可以作為前驅(qū)體進(jìn)一步碳包覆制備多孔硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料，得到的多孔硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料呈多孔結(jié)構(gòu)，且多孔硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料也可用作鋰離子電池的正極材料。
[0049]多孔硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料通過(guò)如下方法制備:將本發(fā)明所述多孔硅酸鐵鋰經(jīng)洗滌、干燥和研磨后與碳源在酒精中混合均勻，干燥后，400?800°C退火處理2?20h便得到多孔硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料。
[0050]優(yōu)選地，所述碳源為葡萄糖、蔗糖、檸檬酸或抗壞血酸中的一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有:葡萄糖與蔗糖的組合，葡萄糖與檸檬酸的組合，蔗糖與抗壞血酸的組合，葡萄糖、蔗糖和檸檬酸的組合，葡萄糖、蔗糖、檸檬酸與抗壞血酸的組合等，優(yōu)選葡萄糖。
[0051 ]優(yōu)選地，退火溫度為 400 ?800°C，例如可為 400°C、500 °C、600°C、700°C 或 800 °C等。
[0052]優(yōu)選地，退火處理時(shí)間為2?20h，例如可為2h、3h、4h、5h、8h、10h、12h、15h、16h、18h 或 20h 等。
[0053]優(yōu)選地，退火條件優(yōu)選為600°C退火處理4h。
[0054]通過(guò)以本發(fā)明所述方法制備得到的多孔硅酸鐵鋰作為前驅(qū)體，并對(duì)其進(jìn)行碳包覆得到多孔硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料，將其作為正極組成電池，在0.5C、1C、5C、10C和20C充放電倍率下室溫下分別可達(dá) 165.189mAh/g、152.763mAh/g、128.622mAh/g、117.736mAh/g 和105.395mAh/g ;另外10C倍率下充放電100次循環(huán)容量保持率可達(dá)101.34%，200次循環(huán)容量保持率可達(dá)97.32%, 300次循環(huán)容量保持率可達(dá)93.51 %，表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)性能。
[0055]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0056](1)本發(fā)明通過(guò)加入適量合適的有機(jī)添加劑參與水熱反應(yīng)，使得水熱反應(yīng)可以在相對(duì)溫和的條件下經(jīng)較快3h水熱反應(yīng)便可制備出多孔硅酸鐵鋰。另外，通過(guò)將二價(jià)鐵源與抗壞血酸制成混合溶液并調(diào)節(jié)二者比例可以配合性地調(diào)節(jié)鋰源的更大添加量，使鋰:硅:鐵的摩爾比為(4?5): 1:1，從而制備更高性能和更高純度的多孔硅酸鐵鋰。
[0057](2)本發(fā)明所述多孔硅酸鐵鋰的制備方法簡(jiǎn)單、反應(yīng)周期短、產(chǎn)品產(chǎn)率高、制備成本低、倍率與循環(huán)性能好的優(yōu)點(diǎn)。
[0058](3)以本發(fā)明所述方法制備得到的多孔硅酸鐵鋰作為前驅(qū)體對(duì)其進(jìn)行碳包覆得到的多孔硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料，將其作為正極組成電池，在0.5C、1C、5C、10C和20C充放電倍率下室溫下分別可達(dá) 165.189mAh/g、152.763mAh/g、128.622mAh/g、117.736mAh/g 和105.395mAh/g ;另外10C倍率下充放電100次循環(huán)容量保持率可達(dá)101.34%，200次循環(huán)容量保持率可達(dá)97.32%, 300次循環(huán)容量保持率可達(dá)93.51 %，表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)性能。
【附圖說(shuō)明】
[0059]圖1為本發(fā)明中實(shí)施例1中制備的多孔硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料的XRD圖；
[0060]圖2為本發(fā)明中實(shí)施例1中制備的多孔硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料的Sffl圖；
[0061]圖3為本發(fā)明中實(shí)施例1中制備的多孔硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料的倍率性能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0062]下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0063]本發(fā)明制備得到的多孔硅酸鐵鋰可以作為正極材料制備成電池，但是由于在實(shí)際應(yīng)用中一般都進(jìn)行碳包覆，即制成硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料作為正極并組裝電池使用，因此以下實(shí)施例著重研究了硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料作為正極組裝成電池并檢測(cè)材料性能。
[0064]倍率性能的檢測(cè)方法:將本發(fā)明所得多孔硅酸鐵鋰和多孔硅酸鐵鋰/碳復(fù)合材料分別作為正極，在氬氣保護(hù)的手套箱中組裝成實(shí)驗(yàn)扣式鋰離子電池，以不同的倍率在
1.5?4.8V間進(jìn)行室溫下充放電測(cè)試。
[0065]實(shí)施例1
[0066](1)將37.8mmol (即0.0378mol) 一水合氫氧化鋰和9mmol 二氧化娃稱(chēng)好后放入100ml燒杯中，然后向燒杯中加35ml去離子水，磁力攪拌30分鐘。之后超聲3小時(shí)得到透明澄清溶液。
[0067](2)向三口瓶中加入25ml聚乙二醇400，并將超聲好的澄清溶液緩慢加入其中，隨后向混合液中通氬氣并磁力攪拌3-4小時(shí)以除去三口瓶及溶液中的氧氣并使液體混合均勻。
[0068](3)然后用6ml去離子水溶解9mmol的七水合硫酸亞鐵和0.03g抗壞血酸，得到混合溶液，并用注射器將混合溶液在保護(hù)性氣體保護(hù)下緩慢加入到三口瓶中的混合液體中，滴加完畢后