[发明专利]一种碳包覆辅助的钠钛双掺杂硅酸铁锂正极材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种碳包覆辅助的钠钛双掺杂硅酸铁锂正极材料，其特征在于，所述正极材料的通式为Li_(2-x)Na_xFe_(1-y)Ti_ySiO₄/C，其中，C为包覆碳，0.03≤x≤0.2，0.03≤y≤0.2；

所述正极材料由钠钛双掺杂硅酸铁锂及包覆在其表面的包覆碳构成，所述钠钛双掺杂硅酸铁锂正极材料采用如下方法进行制备：

(1)配制锂源、铁源、硅源、钠源和钛源的混合溶液，再与螯合剂进行混合，得到溶胶；

(2)将步骤(1)得到的溶胶与碳材料混合，加热，得到湿凝胶；

(3)将步骤(2)得到的湿凝胶进行干燥，得到干凝胶，然后在惰性气氛中进行煅烧，得到所述的碳包覆辅助的钠钛双掺杂硅酸铁锂正极材料；

步骤(1)所述锂源、铁源、硅源、钠源和钛源中的锂、铁、硅、钠和钛原子按Li_(2-x)NaxFe_(1-y)Ti_ySiO₄/C的化学计量比配比，其中0.03≤x≤0.2，0.03≤y≤0.2；

步骤(3)包括：将步骤(2)得到的湿凝胶进行干燥，然后进行一次研磨，在惰性气氛中进行一次煅烧，得到中间产物，再将中间产物进行二次研磨并压片，在惰性气氛中进行二次煅烧，得到所述的碳包覆的钠/钛双掺杂硅酸铁锂正极材料；所述压片的压力为8-10Mpa。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，以所述正极材料的质量为100％计，所述包覆碳的质量为1-25％。

3.根据权利要求2所述的正极材料，其特征在于，以所述正极材料的质量为100％计，所述包覆碳的质量为3-15％。

4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述包覆碳包括石墨烯材料、碳纳米管、碳纤维或介孔碳中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求4所述的正极材料，其特征在于，所述石墨烯材料包括氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、掺杂石墨烯或石墨烯泡沫中的任意一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求5所述的正极材料，其特征在于，所述石墨烯材料为氧化石墨烯。

7.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤(1)所述锂源包括碳酸锂、硝酸锂、醋酸锂、氢氧化锂、氯化锂、柠檬酸锂、草酸锂、氟化锂、磷酸锂、硫酸锂、甲醇锂或异丙醇锂中的任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求7所述的正极材料，其特征在于，步骤(1)所述锂源为醋酸锂、硝酸锂、氯化锂或氢氧化锂中的任意一种或至少两种的组合。

9.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤(1)所述铁源包括硝酸铁、氯化铁或硫酸铁中的任意一种或至少两种的组合。

10.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤(1)所述硅源包括正硅酸四乙酯和/或硅酸锂。

11.根据权利要求10所述的正极材料，其特征在于，步骤(1)所述硅源为正硅酸四乙酯。

12.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤(1)所述钠源包括氢氧化钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠或氟化钠中的任意一种或至少两种的组合。

13.根据权利要求12所述的正极材料，其特征在于，步骤(1)所述钠源为氢氧化钠、氯化钠、硫酸钠或硝酸钠中的任意一种或至少两种的组合。

14.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，步骤(1)所述钛源包括钛酸四丁酯、氯化钛或硫酸钛中的任意一种或至少两种的组合。