[发明专利]一种氟掺杂及硅酸锂包覆的富锂锰基正极材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种氟掺杂及硅酸锂包覆的富锂锰基正极材料，其特征在于：所述的氟掺杂及硅酸锂包覆的富锂锰基正极材料的化学式如下：

xLi₂MnO₃·(1-x)LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O_2-0.5yF_y@w%Li₂SiO₃，其中0.3≤x≤0.7，0.06≤y≤0.48，硅酸锂的质量分数为w%=0.5%～4%；

所述的氟掺杂及硅酸锂包覆的富锂锰基正极材料通过如下步骤制备得到：（1）将可溶性金属盐溶于水配置成金属盐溶液A；可溶性金属盐包括可溶性锂盐、可溶性钴盐、可溶性镍盐和可溶性锰盐；

（2）将沉淀剂溶于水，得到溶液B；

（3）在搅拌状态下将步骤（1）制得的溶液A加入到步骤（2）中制得的溶液B中，反应；

（4）将步骤（3）反应得到的产物进行水热反应；将水热反应得到的产物自然冷却、烘干、第一次研磨、焙烧，将焙烧得到的产物进行第二次研磨，得到棒状富锂锰基氧化物正极材料；

（5）将六氟硅酸铵水溶液和步骤（4）得到的棒状富锂锰基氧化物正极材料混合均匀，或是将六氟硅酸铵水溶液、步骤（4）得到的棒状富锂锰基氧化物正极材料和氨水混合均匀；烘干后进行第一次研磨；将研磨得到的材料进行焙烧，接着第二次研磨，得到氟掺杂及硅酸锂包覆的富锂锰基正极材料；

步骤（1）中所述的可溶性锂盐、可溶性钴盐、可溶性镍盐和可溶性锰盐按摩尔比（0.110～0.123）：（0.010～0.023）：（0.010～0.023）：（0.043～0.057）配比混合；

步骤（5）中所述的六氟硅酸铵的用量按六氟硅酸铵质量：棒状富锂锰基氧化物正极材料质量=0.01～0.04：1配比计算；

步骤（5）中所述的氨水的用量为氨水：六氟硅酸铵=质量比7：10～40配比计算；

步骤（5）中所述的混合的条件为于200～400rpm混合20～40min；

步骤（5）中所述的烘干的温度为70～90℃；

步骤（5）中所述的焙烧的具体操作如下：以4～6℃/min升至600～800℃并保温2～8h。

2.权利要求1所述的氟掺杂及硅酸锂包覆的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将可溶性金属盐溶于水配置成金属盐溶液A；可溶性金属盐包括可溶性锂盐、可溶性钴盐、可溶性镍盐和可溶性锰盐；

（2）将沉淀剂溶于水，得到溶液B；

（3）在搅拌状态下将步骤（1）制得的溶液A加入到步骤（2）中制得的溶液B中，反应；

（4）将步骤（3）反应得到的产物进行水热反应；将水热反应得到的产物自然冷却、烘干、第一次研磨、焙烧，将焙烧得到的产物进行第二次研磨，得到棒状富锂锰基氧化物正极材料；

（5）将六氟硅酸铵水溶液和步骤（4）得到的棒状富锂锰基氧化物正极材料混合均匀，或是将六氟硅酸铵水溶液、步骤（4）得到的棒状富锂锰基氧化物正极材料和氨水混合均匀；烘干后进行第一次研磨；将研磨得到的材料进行焙烧，接着第二次研磨，得到氟掺杂及硅酸锂包覆的富锂锰基正极材料；

步骤（1）中所述的可溶性锂盐、可溶性钴盐、可溶性镍盐和可溶性锰盐按摩尔比（0.110～0.123）：（0.010～0.023）：（0.010～0.023）：（0.043～0.057）配比混合；

步骤（5）中所述的六氟硅酸铵的用量按六氟硅酸铵质量：棒状富锂锰基氧化物正极材料质量=0.01～0.04：1配比计算；

步骤（5）中所述的氨水的用量为氨水：六氟硅酸铵=质量比7：10～40配比计算；

步骤（5）中所述的混合的条件为于200～400rpm混合20～40min；

步骤（5）中所述的烘干的温度为70～90℃；

步骤（5）中所述的焙烧的具体操作如下：以4～6℃/min升至600～800℃并保温2～8h。