[发明专利]氟铁酸钾改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.氟铁酸钾改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其特征在于，其化学通式为(xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂)/yK₄Fe₃F₁₂；其中，0.1≤x≤0.9，0.001≤y≤0.6，M为Mn、Ni和Co；

所述正极材料包括以下原料组分：锰原料、镍原料、钴原料、锂盐、钾源、铁源、氟源和液体溶剂；其中，所述锰原料为金属锰、锰氧化物、含锰无机盐、含锰有机盐；所述镍原料为金属镍、镍氧化物、含镍无机盐、含镍有机盐；所述钴原料为金属钴、钴氧化物、含钴无机盐、含钴有机盐；所述锂盐为含锂无机盐、含锂有机盐；所述钾源为氟化钾；所述铁源为氟化铁、氟化亚铁、柠檬酸铁、乙酸亚铁中的至少一种；所述氟源为三氟乙酸或四氟丙醇；所述液体溶剂为去离子水、乙二醇乙醚、三氟乙酸中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的氟铁酸钾改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其特征在于，所述锂盐、锰原料、镍原料和钴原料中，当锰原料为二价锰原料、镍原料为二价镍原料、钴原料为二价钴原料时，其中，Li⁺、Mn²⁺、Ni²⁺与Co²⁺的摩尔比为(1.1～1.9)：(0.3997～0.9333)：(0.2997～0.0333)：(0.2997～0.0333)。

3.根据权利要求1所述的氟铁酸钾改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其特征在于，所述含锰有机盐为含锰醇盐，所述含镍有机盐为含镍醇盐，所述含钴有机盐为含钴醇盐，所述含锂有机盐为含锂醇盐。

4.氟铁酸钾改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，基于权利要求1所述的氟铁酸钾改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料，包括以下步骤：

步骤1，制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料：将锰原料、镍原料、钴原料依次溶于液体溶剂中，再加入络合剂、锂盐，50-90℃条件下水浴加热、搅拌反应3-5h，得到前驱体溶胶，然后对所述前驱体溶胶进行热处理，得到富锂锰基层状锂离子电池正极材料；其中，所述热处理按照以下操作进行：在马弗炉中，空气气氛下，首先在350-550℃条件下煅烧3-5h，再在800-950℃条件下煅烧12-24h；其中，所述络合剂包括醇胺类络合剂、羟基羧酸类络合剂、有机磷酸盐类络合剂或聚丙烯酸类络合剂；

步骤2，制备氟铁酸钾前驱体：将钾源和铁源加入液体溶剂中溶解，溶解后置于水热反应釜中水热反应，水热反应后依次进行水洗、烘干，得到氟铁酸钾前驱体；

步骤3，制备氟铁酸钾改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料：将所述富锂锰基层状锂离子电池正极材料与所述氟铁酸钾前驱体混合均匀，研磨2-4h，即得氟铁酸钾改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料。

5.根据权利要求4所述的氟铁酸钾改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述水热反应的温度为180～260℃，所述水热反应的时间为16-30h。