球磨参数对锂离子正极材料Li2FeSiO4电化学性能的影响

陈贞干， 黄小兵，,， 陈红辉， 周诗彪，陈远道， 刘北平， 杨基峰， 瞿美臻， 于作龙

(1. 湖南文理学院 化学化工学院,湖南 常德 415000; 2. 常德力元新材料有限责任公司，湖南 常德 415001;3. 中国科学院 成都有机化学研究所，四川 成都 610041)

商品化锂离子电池正极所用各种脱嵌锂过渡金属氧化物材料普遍存在的问题是：氧化物在充电态时都是强氧化剂，与目前使用的有机电解液直接接触存在严重的安全隐患[1～6]。为了满足锂离子电池对正极材料高性能、安全、无污染、低成本的应用要求，选用聚阴离子型正极材料替代过渡金属氧化物是当前研究的重点。在诸多聚阴离子型材料中，Li2FeSiO4因其原料资源丰富、价格便宜、环境友好、热稳定性好、安全性高等优点特别具有吸引力[7～8],有望成为新一代锂离子电池正极材料。

自Anton Nyten等[9]首次合成Li2FeSiO4正极材料以来，人们在该正极材料的研究中做了大量工作，其中包括利用创新的合成方法、改进合成工艺来提高Li2FeSiO4正极材料的电化学性能。目前合成Li2FeSiO4正极材料的方法主要有：固相法[9～12]和溶胶凝胶法[13～17]。其中固相法简便、成本低、易于产业化，但制备的Li2FeSiO4颗粒较大，从而使锂离子在其中的迁移路径变长、嵌入和脱出困难。尤其在高倍率环境下，容易在内部形成无法脱嵌的“死锂”，导致高倍率性能差。

为解决固相法制备的Li2FeSiO4颗粒大的问题，本文以碳酸锂、草酸亚铁、纳米二氧化硅为原料，采用机械球磨法制备了Li2FeSiO4前驱体E; E再经过高温焙烧制备了Li2FeSiO4正极材料(F)。重点研究了球磨参数对F电化学性能的影响。……