[发明专利]一种改性锂电池正极材料、制备方法及包含其的锂电池

权利要求书

1.一种改性锂电池正极材料，其特征在于，所述正极材料为使用含氟的无机材料进行层状复合的硅酸锰锂，所述含氟的无机材料为氟化锂；

所述正极材料，是由以下制备方法制备得到的：

步骤A、在含锂盐的水溶液中，加入可溶性锰盐，搅拌、过滤、干燥后得到锂盐-锰盐固体颗粒，所述锂盐、锰盐的摩尔比为1∶2～2∶1；

步骤B、将步骤A所得的锂盐-锰盐固体颗粒与硅源按摩尔比为3∶1混合后，加入碳源，在惰性气氛下，850～900℃煅烧5～8小时制得固体颗粒；酸洗，去除未反应的锂盐和锰盐，过滤、干燥后即得所述硅酸锰锂；

步骤C、按照摩尔比比1∶1.2～1∶1.5称取氢氧化锂和氟化铵，加入有机溶剂配制成体积比为1∶25～1∶50的混合溶液，置于磁力搅拌器上搅拌2～4小时；

步骤D、将步骤C反应后的溶液进行离心处理，得到白色沉淀物，将所得沉淀物在80～100℃下烘至含水小于5%，得到白色粉体；

步骤E、将步骤D所得白色粉体在惰性气体保护下于200℃下反应3～4小时，反应结束后，将炉温升至400℃，以高纯惰性气体作载气，驱除反应后过量的氟化铵，保温时间3～4小时，即得所述氟化锂；

步骤F、将步骤B所得的硅酸锰锂和步骤E所得氟化锂采用热压片在0.5MP、60～70℃条件下压片成型，其中硅酸锰锂的压片厚度为1.5-2.0mm，氟化锂的压片厚度为0.5-0.8mm，将两种压片的薄片状坯体上下层叠形成多层叠片的坯体，然后移置等静压机中压制成一个整体；最后经过烧结成为具有层状复合结构的氟化锂改性硅酸锰锂。

2.根据权利要求1所述所述的改性锂电池正极材料，其特征在于，步骤A中，

所述锂盐为氢氧化锂、碳酸锂或醋酸锂中的一种；

所述锰盐为醋酸锰或硝酸锰中的一种；

所述锂盐溶液的浓度为1.2～2.5mol/L，所述锰盐溶液的浓度为0.8～1.2mol/L。

3.根据权利要求1所述所述的改性锂电池正极材料，其特征在于，步骤B中，

所述硅源为无定形氧化硅或正硅酸四乙酯；

所述碳源为葡萄糖酸、柠檬酸或草酸中的一种或其混合物。

4.根据权利要求1所述所述的改性锂电池正极材料，其特征在于，步骤D中，

所述离心机转速5000r/min～6000r/min，离心时间20分钟。

5.根据权利要求1所述所述的改性锂电池正极材料，其特征在于，步骤F中，

所述烧结温度为400℃，以高纯惰性气体作载气，升温速率控制在12℃/min，烧结时间3～4小时，即得所述具有层状复合结构的氟化锂改性硅酸锰锂电池正极材料。

6.一种锂电池用正极，所述正极包含权利要求1所述的改性锂电池正极材料。

7.一种锂电池，所述电池包含权利要求6所述的正极。

8.一种锂电池组，所述电池组包含权利要求7所述的电池。

9.根据权利要求8所述的电池组，其用作中大型装置的电源，所述中大型装置选自：电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆和用于电力存储的系统。