CN103236543B - 硅酸亚铁锂正极材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，向酸性SiO₂乳液中加入草酸混合均匀后再加入硫酸亚铁与溶剂1的混合溶液，然后洗涤、过滤、干燥，得到铁离子包覆SiO₂壳核材料；步骤2，向步骤1得到的铁离子包覆SiO₂壳核材料中加入锂源化合物和碳源化合物，最后经过烧结后随炉冷却，研磨，即得到硅酸亚铁锂正极材料。本发明硅酸亚铁锂正极材料的制备方法简单，便于操作，制备得到的硅酸亚铁锂正极材料无杂质、粒度细小均匀，形貌可控，提高了材料的电导率，低温和大电流放电下的性能也有所改善。

Description

硅酸亚铁锂正极材料的制备方法

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种硅酸亚铁锂正极材料的制备方法。

背景技术

近几年来锂离子电池以其电压平台高、能量密度高、自放电小、循环性能良好和安全性好等优点得到了广泛应用。锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、三元材料以及磷酸铁锂材料，钴酸锂的价格比较高，且安全性较差，锰酸锂材料循环性能相对较差，三元材料与磷酸铁锂材料的倍率放电能力差，导致功率密度小。

硅酸亚铁锂由于其结构稳定、循环性能好，克容量高，被广泛用作锂离子电池正极材料。目前制备硅酸亚铁锂正极材料常用的方法是固相法，固相法的优点在于成本低，工艺简单，其不足之处在于该方法易混入杂质，制备得到的硅酸亚铁锂材料粒度不均匀，而且晶粒较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，解决了固相法制备得到的硅酸亚铁锂正极材料粒度不均匀的问题。

本发明所采用的技术方案是，硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，向酸性SiO₂乳液中加入草酸混合均匀后再加入硫酸亚铁与溶剂1的混合溶液，然后洗涤、过滤、干燥，得到铁离子包覆SiO₂壳核材料；

步骤2，向步骤1得到的铁离子包覆SiO₂壳核材料中加入锂源化合物和碳源化合物，最后经过烧结后随炉冷却，研磨，即得到硅酸亚铁锂正极材料。

本发明的特点还在于，

步骤1中酸性SiO₂乳液是由溶剂2、表面活性剂和硅酸钠混合得到的，向溶剂2中依次加入表面活性剂和硅酸钠并充分搅拌配制成混合溶液，再将混合溶液用3～10%硫酸溶液调节至pH为2～7，得到酸性SiO₂乳液。

表面活性剂和硅酸钠的质量比为0～3：1，硅酸钠和溶剂2的摩尔比为1：10～50，硫酸亚铁和溶剂1的摩尔比为1：30～100，硫酸亚铁、草酸与硅酸钠的摩尔比为1：1：1。

步骤2中锂源化合物和碳源化合物的加入方式有两种，一种是：将锂源化合物和碳源化合物加入到铁离子包覆SiO₂壳核材料的溶液中，然后经过洗涤、过滤和干燥得到硅酸亚铁锂前驱体；另一种是：将锂源化合物和碳源化合物直接加入到铁离子包覆SiO₂壳核材料中，然后经过球磨得到硅酸亚铁锂前驱体。

碳源化合物的加入量为最终得到的硅酸亚铁锂正极材料的1wt%～20wt%，锂源化合物中的锂与硅酸钠的摩尔比为1.95～2.1：1。

步骤2中烧结采用两段烧结或直接烧结，两段烧结是在将硅酸亚铁锂前驱体在保护性气氛下，温度为250～550℃的环境下处理0.5～6小时，然后冷却后与有机酸混合，在转速为100rpm～500rpm的球磨机上以丙酮或乙醇为溶剂湿磨2～12小时后在60℃～120℃下真空干燥，最后再在保护性气氛下，温度为600℃～900℃的环境下处理6～24小时；直接烧结是将硅酸亚铁锂前驱体在保护性气氛下升温至250℃～550℃后保温0.5～6小时，然后继续升温至600℃～900℃后保温6小时～24小时。

保护性气氛为氮气、氩气、CO、CO₂中的一种或两种以上的混合气体。

表面活性剂为P123、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚苯乙烯磺酸钠、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、葡萄糖酸钠、水杨酸、琥珀酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸、曲拉通S-100、聚氧乙烯壬基苯基醚、十六烷基三甲基氯化烷、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物；溶剂1和溶剂2均为去离子水、蒸馏水、乙醇、丙酮中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

锂源化合物为氢氧化锂、二水醋酸锂、硝酸锂、碳酸锂、氯化锂、硫酸锂、碘化锂、叔丁醇锂、苯甲酸锂、甲酸锂、氟化锂、铬酸锂、四水柠檬酸锂、四氯铝酸锂、溴化锂、四氟硼酸锂、草酸锂、醋酸锂、磷酸二氢锂、硅酸锂、磷酸锂、氧化锂、亚硝酸锂、钼酸锂、钒酸锂中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物；碳源化合物为抗坏血酸、呋喃树脂、脲醛树脂、密胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲脂、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、纤维素、葡萄糖、煤沥青、石油沥青、聚丙烯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、淀粉、面粉、地瓜粉、马铃薯粉、玉米粉、芋头粉、大米粉、碳粉、米糠粉、石墨粉、乙炔黑、炭黑、蔗糖、柠檬酸、糠醛树脂、聚对苯、苯萘二元共聚物、苯蒽二元共聚物、苯菲二元共聚物、苯萘三元共聚物、苯萘恩三元共聚物、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

有机酸为柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、水杨酸、琥珀酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

本发明的有益效果是，

1.本发明硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，通过共沉淀法得到壳核结构的前驱体，并在共沉淀过程中控制二氧化硅的形貌和粒度，有效改善了前驱体材料的晶体形貌和包覆效果；最后在加入碳源化合物和锂源化合物后经过烧结得到硅酸亚铁锂正极材料，使其粒度细小均匀，形貌可控，提高了材料的电导率，低温和大电流放电下的性能也有所改善。

2.本发明硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，其制备方法简单，便于操作，制备得到的硅酸亚铁锂正极材料无杂质、粒度细小均匀，形貌可控。

附图说明

图1是本发明实施例1制备得到的硅酸亚铁锂正极材料的X-射线衍射图；

图2是本发明实施例1制备得到的硅酸亚铁锂正极材料的电镜扫描图；

图3是本发明实施例1制备得到的硅酸亚铁锂正极材料的首次充放电图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，向溶剂2中依次加入表面活性剂和硅酸钠并充分搅拌配制成混合溶液，表面活性剂和硅酸钠的质量比为0～3：1，硅酸钠和溶剂2的摩尔比为1：10～50再将混合溶液用3～10%的硫酸溶液调节至pH为2～7，得到酸性SiO₂乳液；

步骤2，向步骤1得到的酸性SiO₂乳液中加入草酸混合均匀后再加入摩尔比为1：30～100的硫酸亚铁与溶剂1的混合溶液，硫酸亚铁、草酸与硅酸钠的摩尔比为1：1：1，然后洗涤、过滤、干燥，得到铁离子包覆SiO₂壳核材料；

步骤3，向步骤2得到的铁离子包覆SiO₂壳核材料中加入锂源化合物和碳源化合物，最后经过两段烧结或直接烧结后随炉冷却，研磨，即得到硅酸亚铁锂正极材料。

锂源化合物和碳源化合物的加入方式有两种，一种是：将锂源化合物和碳源化合物加入到铁离子包覆SiO₂壳核材料的溶液中，然后经过洗涤、过滤和干燥得到硅酸亚铁锂前驱体；另一种是：将锂源化合物和碳源化合物直接加入到铁离子包覆SiO₂壳核材料中，然后经过球磨得到硅酸亚铁锂前驱体。碳源化合物的加入量为最终得到的硅酸亚铁锂正极材料的1wt%～20wt%，锂源化合物中的锂与硅酸钠的摩尔比为1.95～2.1：1。

两段烧结是在将硅酸亚铁锂前驱体在保护性气氛下，温度为250～550℃的环境下处理0.5～6小时，然后冷却后与有机酸混合，在转速为100rpm～500rpm的球磨机上以丙酮或乙醇为溶剂湿磨2～12小时后在60℃～120℃下真空干燥，最后再在保护性气氛下，温度为600℃～900℃的环境下处理6～24小时；直接烧结是将硅酸亚铁锂前驱体在保护性气氛下升温至250℃～550℃后保温0.5～6小时，然后继续升温至600℃～900℃后保温6小时～24小时。

保护性气氛为氮气、氩气、CO、CO₂中的一种或两种以上的混合气体。

表面活性剂为P123、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚苯乙烯磺酸钠、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、葡萄糖酸钠、水杨酸、琥珀酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸、曲拉通S-100、聚氧乙烯壬基苯基醚、十六烷基三甲基氯化烷、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物；溶剂1和溶剂2均为去离子水、蒸馏水、乙醇、丙酮中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

锂源化合物为氢氧化锂、二水醋酸锂、硝酸锂、碳酸锂、氯化锂、硫酸锂、碘化锂、叔丁醇锂、苯甲酸锂、甲酸锂、氟化锂、铬酸锂、四水柠檬酸锂、四氯铝酸锂、溴化锂、四氟硼酸锂、草酸锂、醋酸锂、磷酸二氢锂、硅酸锂、磷酸锂、氧化锂、亚硝酸锂、钼酸锂、钒酸锂中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物；碳源化合物为抗坏血酸、呋喃树脂、脲醛树脂、密胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲脂、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、纤维素、葡萄糖、煤沥青、石油沥青、聚丙烯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、淀粉、面粉、地瓜粉、马铃薯粉、玉米粉、芋头粉、大米粉、碳粉、米糠粉、石墨粉、乙炔黑、炭黑、蔗糖、柠檬酸、糠醛树脂、聚对苯、苯萘二元共聚物、苯蒽二元共聚物、苯菲二元共聚物、苯萘三元共聚物、苯萘恩三元共聚物、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

有机酸为柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、水杨酸、琥珀酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

本发明硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，通过共沉淀法得到壳核结构的前驱体，并在共沉淀过程中控制二氧化硅的形貌和粒度，有效改善了前驱体材料的晶体形貌和包覆效果；最后在加入碳源化合物和锂源化合物后经过烧结得到硅酸亚铁锂正极材料，使其粒度细小均匀，形貌可控，提高了材料的电导率，低温和大电流放电下的性能也有所改善。

本发明硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，其制备方法简单，便于操作，制备得到的硅酸亚铁锂正极材料无杂质、粒度细小均匀，形貌可控。

实施例1

步骤1，向25ml乙醇中依次加入2g聚乙二醇和0.02mol硅酸钠并充分搅拌配制成混合溶液，再用7.5%的硫酸溶液调节PH值为5，得到酸性的SiO₂乳液；

步骤2，向步骤1得到的酸性SiO₂乳液中加入0.02mol的草酸混合均匀后再加入0.02mol的硫酸亚铁与25ml去离子水的混合溶液持续搅拌3小时，然后进行洗涤、离心分散及干燥，得到铁离子包覆SiO₂壳核材料；

步骤3，将步骤2得到的铁离子包覆SiO₂壳核材料中加入0.02mol的碳酸锂、5g葡萄糖和20ml丙酮球磨搅拌后进行后在80℃下真空干燥3小时，得到硅酸亚铁锂前驱体，再将硅酸亚铁锂前驱体放进管式炉在氩气气氛保护下升温至410℃保温3小时后取出并加入30ml酒精和1.5g的抗坏血酸，真空球磨后在60℃下真空干燥2小时，最后在氩气气氛下，850℃下处理6小时后随炉冷却，研磨，即得到硅酸亚铁锂正极材料。

图1是本发明实施例1制备得到的硅酸亚铁锂正极材料的X-射线衍射图，从图1可以看出，硅酸亚铁锂正极材料为纯相。

图2是本发明实施例1制备得到的硅酸亚铁锂正极材料的电镜扫描图，从图2可以看出，硅酸亚铁锂正极材料的粒度较小。

将硅酸亚铁锂正极材料粉末、导电炭黑和聚偏二氟乙烯(PVDF)按质量比80：10：10的比例混合，加入适量的N-甲基吡咯烷酮(NMP)，充分搅拌成均匀后涂于铝箔上，然后在130°C下真空干燥箱中干燥8h，取出后裁剪为15.5mm直径的小片做为正极片，以15.8mm直径的金属锂片为负极，以直径16mm、厚度20um的Celgard2400微孔聚丙烯膜为隔膜，再加入体积比为1:1:1的碳酸乙烯酯(EC)/1,2-二甲基碳酸酯(DMC)/碳酸二乙酯（DEC）的1mol·L-1LiPF6电解液，在充满氩气的手套箱中装配成CR2032型扣式电池，将扣式电池置于美国Arbin电池测试柜上测试其电化学性能，充放电倍率为0.1C，电压范围为1.5V-4.8V。图3是本发明实施例1制备得到的硅酸亚铁锂正极材料的首次充放电图，从图3可以看出，实施例1制得的硅酸亚铁锂正极材料充电容量达到153mAh/g，可逆容量为131mAh/g。

实施例2

步骤1，20ml丙酮与20去离子水中依次加入8g P123和0.025mol硅酸钠并充分搅拌配制成混合溶液，再用9%硫酸溶液调节PH值为6，得到酸性SiO₂乳液；

步骤2，向步骤1得到的酸性SiO₂乳液中加入0.025mol的草酸混合均匀后加入0.025mol的硫酸亚铁与50ml蒸馏水和20ml的酒精的混合溶液持续搅拌5小时，然后进行洗涤、离心分散及干燥，得到铁离子包覆SiO₂壳核材料；

步骤3，将步骤2得到的铁离子包覆SiO₂壳核材料中加入0.04mol的四水柠檬酸锂、1g抗坏血酸和0.7g的炭黑和20ml酒精球磨搅拌后进行后在80℃下真空干燥3小时，得到硅酸亚铁锂前驱体，再将硅酸亚铁锂前驱体放进管式炉在氩气气氛保护下升温至500℃后保温1小时后继续升温至650℃后保温20小时，最后随炉冷却，研磨，即得到硅酸亚铁锂正极材料。

实施例3

步骤1，向15ml丙酮中加入0.02mol硅酸钠并充分搅拌配制成混合溶液，再3%硫酸溶液调节PH值为2，得到酸性的SiO₂乳液；

步骤2，向步骤1得到的酸性SiO₂乳液中加入0.02mol的草酸混合均匀后加入0.02mol的硫酸亚铁和10ml去离子水与5ml的丙酮的混合溶液持续搅拌3小时，然后进行洗涤、离心分散及干燥，得到铁离子包覆SiO₂壳核材料；

步骤3，将步骤2得到的铁离子包覆SiO₂壳核材料中加入0.0195mol的氯化锂、0.483g葡萄糖和20ml丙酮球磨搅拌后进行后在80℃下真空干燥3小时，得到硅酸亚铁锂前驱体，再将硅酸亚铁锂前驱体放进管式炉在氩气气氛保护下升温至250℃保温6小时后取出并加入20ml丙酮和2.0g的苹果酸，在转速为100rpm的球磨机上湿磨12小时，后在60℃下真空干燥，最后在氩气气氛下，600℃下处理24小时后随炉冷却，研磨，即得到硅酸亚铁锂正极材料。

实施例3中有机酸为苹果酸，也可以为柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、水杨酸、琥珀酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

实施例4

步骤1，向27ml乙醇与10ml去离子水中加入0.02mol硅酸钠与12g的P123并充分搅拌配制成混合溶液，再用10%硫酸溶液调节PH值为7，得到酸性的SiO₂乳液；

步骤2，向步骤1得到的酸性SiO₂乳液中加入0.02mol的草酸混合均匀后加入0.02mol的硫酸亚铁和36ml去离子水的混合溶液持续搅拌4小时，然后再进行洗涤、离心分散及干燥，得到铁离子包覆SiO₂壳核材料；

步骤3，将步骤2得到的铁离子包覆SiO₂壳核材料中加入0.042mol的醋酸锂、0.3g乙炔黑、0.322g炭黑和20ml丙酮球磨搅拌后进行后在80℃下真空干燥3小时，得到硅酸亚铁锂前驱体，再将硅酸亚铁锂前驱体放进管式炉在氩气气氛保护下升温至550℃保温0.5小时后取出并加入20ml丙酮和1g的柠檬酸和2g苹果酸，在转速为500rpm的球磨机上湿磨2小时，后在120℃下真空干燥，最后在氩气气氛下，900℃下处理6小时后随炉冷却，研磨，即得到硅酸亚铁锂正极材料。

实施例5

步骤1，向15ml丙酮中加入0.02mol硅酸钠并充分搅拌配制成混合溶液，再3%硫酸溶液调节PH值为2，得到酸性的SiO₂乳液；

步骤2，向步骤1得到的酸性SiO₂乳液中加入0.02mol的草酸混合均匀后加入0.02mol的硫酸亚铁和10ml去离子水与5ml的丙酮的混合溶液持续搅拌3小时，然后再进行洗涤、离心分散及干燥，得到铁离子包覆SiO₂壳核材料；

步骤3，将步骤2得到的铁离子包覆SiO₂壳核材料中加入0.0195mol的氯化锂、0.483g葡萄糖和20ml丙酮球磨搅拌后进行后在80℃下真空干燥3小时，得到硅酸亚铁锂前驱体，再将硅酸亚铁锂前驱体放进管式炉在氩气气氛保护下升温至250℃后保温6小时后继续升温至900℃后保温6小时，最后随炉冷却，研磨，即得到硅酸亚铁锂正极材料。

实施例6

步骤1，向27ml乙醇与10ml去离子水中加入0.02mol硅酸钠与12g的P123并充分搅拌配制成混合溶液，再用10%硫酸溶液调节PH值为7，得到酸性的SiO₂乳液；

步骤2，向步骤1得到的酸性SiO₂乳液中加入0.02mol的草酸混合均匀后加入0.02mol的硫酸亚铁和36ml去离子水的混合溶液持续搅拌4小时，然后再进行洗涤、离心分散及干燥，得到铁离子包覆SiO₂壳核材料；

步骤3，将步骤2得到的铁离子包覆SiO₂壳核材料中加入0.042mol的醋酸锂、0.3g乙炔黑、0.322g炭黑和20ml丙酮球磨搅拌后进行后在80℃下真空干燥3小时，得到硅酸亚铁锂前驱体，再将硅酸亚铁锂前驱体放进管式炉中在氩气气氛保护下升温至550℃后保温0.5小时后继续升温至600℃后保温24小时，最后随炉冷却，研磨，即得到硅酸亚铁锂正极材料。

实施例6中为P123，也可以为P123、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚苯乙烯磺酸钠、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、葡萄糖酸钠、水杨酸、琥珀酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸、曲拉通S-100、聚氧乙烯壬基苯基醚、十六烷基三甲基氯化烷、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

实施例6中溶剂2为27ml乙醇与10ml去离子水，也可以为去离子水、蒸馏水、乙醇、丙酮中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

实施例6中溶剂1为去离子水，也可以为去离子水、蒸馏水、乙醇、丙酮中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

实施例6中锂源化合物为醋酸锂，也可以为氢氧化锂、二水醋酸锂、硝酸锂、碳酸锂、氯化锂、硫酸锂、碘化锂、叔丁醇锂、苯甲酸锂、甲酸锂、氟化锂、铬酸锂、四水柠檬酸锂、四氯铝酸锂、溴化锂、四氟硼酸锂、草酸锂、醋酸锂、磷酸二氢锂、硅酸锂、磷酸锂、氧化锂、亚硝酸锂、钼酸锂、钒酸锂中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

实施例6中碳源化合物为0.3g乙炔黑和0.322g炭黑的混合物，也可以为抗坏血酸、呋喃树脂、脲醛树脂、密胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲脂、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、纤维素、葡萄糖、煤沥青、石油沥青、聚丙烯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、淀粉、面粉、地瓜粉、马铃薯粉、玉米粉、芋头粉、大米粉、碳粉、米糠粉、石墨粉、乙炔黑、炭黑、蔗糖、柠檬酸、糠醛树脂、聚对苯、苯萘二元共聚物、苯蒽二元共聚物、苯菲二元共聚物、苯萘三元共聚物、苯萘恩三元共聚物、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

实施例6中保护气氛为氩气气氛，也可以为氮气、氩气、CO、CO₂中的一种或两种以上的混合气体。

Claims (9)

1.硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，向酸性SiO₂乳液中加入草酸混合均匀后再加入硫酸亚铁与溶剂1的混合溶液，然后洗涤、过滤、干燥，得到铁离子包覆SiO₂壳核材料；

步骤2，向步骤1得到的铁离子包覆SiO₂壳核材料中加入锂源化合物和碳源化合物，最后经过烧结后随炉冷却，研磨，即得到硅酸亚铁锂正极材料；

所述步骤1中酸性SiO₂乳液是由溶剂2、表面活性剂和硅酸钠混合得到的，向溶剂2中依次加入表面活性剂和硅酸钠并充分搅拌配制成混合溶液，再将混合溶液用3～10％硫酸溶液调节至pH为2～7，得到酸性SiO₂乳液；

所述溶剂1和溶剂2均为去离子水、蒸馏水、乙醇、丙酮中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

2.根据权利要求1所述的硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂和硅酸钠的质量比为0～3：1，硅酸钠和溶剂2的摩尔比为1：10～50，硫酸亚铁和溶剂1的摩尔比为1：30～100，硫酸亚铁、草酸与硅酸钠的摩尔比为1：1：1。

3.根据权利要求2所述的硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中锂源化合物和碳源化合物的加入方式有两种，一种是：将锂源化合物和碳源化合物加入到铁离子包覆SiO₂壳核材料的溶液中，然后经过洗涤、过滤和干燥得到硅酸亚铁锂前驱体；另一种是：将锂源化合物和碳源化合物直接加入到铁离子包覆SiO₂壳核材料中，然后经过球磨得到硅酸亚铁锂前驱体。

4.根据权利要求3所述的硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述碳源化合物的加入量为最终得到的硅酸亚铁锂正极材料的1wt％～20wt％，锂源化合物中的锂与硅酸钠的摩尔比为1.95～2.1：1。

5.根据权利要求4所述的硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中烧结采用两段烧结或直接烧结，两段烧结是在将硅酸亚铁锂前驱体在保护性气氛下，温度为250～550℃的环境下处理0.5～6小时，然后冷却后与有机酸混合，在转速为100rpm～500rpm的球磨机上以丙酮或乙醇为溶剂湿磨2～12小时后在60℃～120℃下真空干燥，最后再在保护性气氛下，温度为600℃～900℃的环境下处理6～24小时；直接烧结是将硅酸亚铁锂前驱体在保护性气氛下升温至250℃～550℃后保温0.5～6小时，然后继续升温至600℃～900℃后保温6小时～24小时。

6.根据权利要求5所述的硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述保护性气氛为氮气、氩气、CO、CO₂中的一种或两种以上的混合气体。

7.根据权利要求6所述的硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为P123、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚苯乙烯磺酸钠、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、葡萄糖酸钠、水杨酸、琥珀酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸、曲拉通S-100、聚氧乙烯壬基苯基醚、十六烷基三甲基氯化烷、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物；所述溶剂1和溶剂2均为去离子水、蒸馏水、乙醇、丙酮中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

8.根据权利要求7所述的硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源化合物为氢氧化锂、二水醋酸锂、硝酸锂、碳酸锂、氯化锂、硫酸锂、碘化锂、叔丁醇锂、苯甲酸锂、甲酸锂、氟化锂、铬酸锂、四水柠檬酸锂、四氯铝酸锂、溴化锂、四氟硼酸锂、草酸锂、醋酸锂、磷酸二氢锂、硅酸锂、磷酸锂、氧化锂、亚硝酸锂、钼酸锂、钒酸锂中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物；所述碳源化合物为抗坏血酸、呋喃树脂、脲醛树脂、密胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲脂、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、纤维素、葡萄糖、煤沥青、石油沥青、聚丙烯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、淀粉、面粉、地瓜粉、马铃薯粉、玉米粉、芋头粉、大米粉、碳粉、米糠粉、石墨粉、乙炔黑、炭黑、蔗糖、柠檬酸、糠醛树脂、聚对苯、苯萘二元共聚物、苯蒽二元共聚物、苯菲二元共聚物、苯萘蒽三元共聚物、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。

9.根据权利要求8所述的硅酸亚铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述有机酸为柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、水杨酸、琥珀酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸中的任一种或两种以上任意摩尔比混合物。