簡(jiǎn)述

正硅酸鋰是一種常作為鋰離子導(dǎo)體材料的無機(jī)化合物，化學(xué)式為L(zhǎng)i₄O₄Si，分子量為119.85，性狀為白色固體粉末，常溫常壓下穩(wěn)定。該物質(zhì)具有較高的鋰離子傳輸性能，能夠極大的提高鋰電池的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能[1]。

制備方法

以煤矸石為原料可以制得正硅酸鋰，具體步驟為：煤矸石經(jīng)煅燒活化，酸浸，抽濾，水洗和烘干預(yù)處理后，與碳酸鋰按摩爾比n:n=1:3.8-4.2在溶劑中混勻，然后除去溶劑，所得固體混合料經(jīng)煅燒即得。該方法以固體廢棄物煤矸石為原料，降低了成本，所制得的正硅酸鋰對(duì)CO的吸收效果較好[2]。

此外，以乙酸鋰和正硅酸乙酯作為原料，去離子水和無水乙醇為溶劑，氨水作為催化劑，用溶膠凝膠法也可制備正硅酸鋰粉末。當(dāng)反應(yīng)溫度為80℃，pH值為7，加水量/無水乙醇量/TEOS的摩爾比=15:4:1時(shí)，制得的干凝膠，在700℃燒結(jié)2小時(shí)，得到的正硅酸鋰粉末的晶粒平均粒徑最小，約為50nm。研究發(fā)現(xiàn)，所用的PVA型號(hào)為PVA-124，當(dāng)PVA濃度小于9%時(shí)，溶解溫度為80℃，保溫時(shí)間為2h時(shí)聚乙烯醇可以完全溶解。使用PVA-124作為凝膠劑，H₂O/Li₄O₄Si/PVA的質(zhì)量比為15:10:1時(shí)，滴入表層含有少量硅油的雙氧水中，可以獲得較好的成球質(zhì)量，對(duì)制得的凝膠球以2℃/mmin的升溫速度，升至1000℃，保溫2h，得到的小球的壓碎強(qiáng)度最大[3]。

應(yīng)用

正硅酸鋰主要用于制備復(fù)合材料，進(jìn)而用于吸附與電化學(xué)研究等。

（1）吸收CO的正硅酸鋰材料的制備。使用氣相法二氧化硅作為硅前驅(qū)體，與硝酸鋰通過固相反應(yīng)制備正硅酸鋰，硝酸鋰與二氧化硅的摩爾比為4:1，氣相法二氧化硅加入到已溶解硝酸鋰的無水乙醇中，并將混合物在一定溫度下攪拌直至完全蒸發(fā)，隨后在真空烘箱中干燥，然后在馬弗爐中進(jìn)行煅燒，煅燒后，將產(chǎn)物研磨成粉末。上述發(fā)明過程簡(jiǎn)單，操作條件易于控制，大大降低了制備成本，且所得材料具有出色的循環(huán)吸收穩(wěn)定性[4]。

（2）儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域的正硅酸鋰復(fù)合材料的制備。正硅酸鋰復(fù)合材料包括：作為內(nèi)核的金屬摻雜正硅酸鋰，以及包覆于內(nèi)核的碳層，其中，金屬摻雜正硅酸鋰的化學(xué)式為L(zhǎng)i₄Si_1yX_yO₄，0<y≤0.2，X表示金屬。上述正硅酸鋰復(fù)合材料中應(yīng)用于正極材料及鋰電池材料中時(shí)，能夠明顯提高鋰電池的首周充放電容量和循環(huán)性能[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]閆勇;黃學(xué)杰;田孟羽;李文超;石磊.正硅酸鋰復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用與流程.

[2]許紅亮,程維高,靳曉增,等.一種以煤矸石為原料制備正硅酸鋰的方法:CN201210182366.6[P].CN102674383A.

[3]曹友東.濕化學(xué)法制備正硅酸鋰小球的工藝研究[D].昆明理工大學(xué),2014.

[4]趙明,姬國(guó)釗,范涵露,等.一種吸收CO的正硅酸鋰材料及其制備方法:CN201810024215.5[P].CN108217668A.

[5]閆勇,黃學(xué)杰,田孟羽,等.正硅酸鋰復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用:CN202011414147.7[P].CN112467122A.