[发明专利]一种LiFeO2纳米颗粒及其制备方法

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种LiFeO₂纳米颗粒及其制备方法。所述LiFeO₂纳米颗粒为球形，粒径为180‑700nm。采用熔盐法制备，将可溶性铁盐、锂盐、KCl和LiCl，均匀混合后经高温焙烧，得到产物为单分散LiFeO₂球形纳米颗粒。本发明制备的LiFeO₂纳米材料呈球形，可控性佳、形貌均一、分散性好的粒径较小的LiFeO₂纳米材料，将在电、催化等方面拥有广阔的市场前景。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种LiFeO₂纳米颗粒及其制备方法。

背景技术

LiFeO₂有着各种晶体结构，其中包含层状立方α-LiFeO₂、层状中间相β-LiFeO₂、层状四方γ-LiFeO₂、波纹层状LiFeO₂、针铁矿型LiFeO₂、空心石型LiFeO₂等多种晶体形式的LiFeO₂。在同分异构体中，波纹型、针铁矿型和空心石型LiFeO₂具有电化学活性，而通过固态反应制备的层状α-LiFeO₂纳米颗粒也具有电化学活性，并被广泛应用于锂离子电池的阴极与阳极材料。过去人们主要研究LiFeO₂作为阴极材料。然而，LiFeO₂作为阴极材料的电化学性能表现较差。最近，LiFeO₂被用作阳极材料，并被证明其具有很好的锂存储能力。J.Krummacher等人研究了用离子液体辅助固态法制备的碳涂层α-LiFeO₂纳米颗粒在1C下50个循环后仍具有200mAh/g的容量，这些研究都表明LiFeO₂是一种有前途的锂离子阳极材料。

LiFeO₂作为最有前途的铁基材料之一，具有无毒、资源丰富、成本低、理论比容量高(282mAh/g)等优点，在微波器件、光隔离器、铁氧体磁芯存储系统、阴极/阳极材料等各种技术应用中得到了广泛的研究。在所有已知的LiFeO₂形式中，α-LiFeO₂由于其高几倍的电化学活性而受到更多的关注。然而通过600℃以上的高温固态反应获得的大块α-LiFeO₂是非活性的，这是由于锂离子位置上的铁离子阻碍了锂的扩散途径，导致了LiFeO₂的导电率降低，因此提高导电率是当前研究的重要方向，其中一种方法就是减小粒径并制备纳米级的LiFeO₂。

因此，开发出一种环境友好、尺寸可控性好、形貌均一、分散性好、同时易于大量合成的LiFeO₂纳米颗粒，有利于提高LiFeO₂纳米颗粒的电化学性能，从而提高LiFeO₂的电导率，使其在锂离子电极材料得到广泛应用。

发明内容

为了解决现有技术中LiFeO₂合成工艺成本高、性能不佳，制得的产品尺寸可控性不佳、形貌不均一、分散性不好等问题。本发明的目的在于提供一种球形LiFeO₂纳米颗粒及其熔盐法的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种LiFeO₂纳米颗粒，为球形，粒径为180-700nm。

本发明还提供一种所述LiFeO₂纳米颗粒的制备方法，为采用熔盐法制备，具体包括如下步骤：

(1)将可溶性铁盐、锂盐、KCl、LiCl，按物质的量之比2∶1∶50x∶30x均匀混合，得到混合物，其中0.2<x<1.6；

(2)将步骤(1)得到的混合物，升温焙烧，自然冷却；