[发明专利]金属氟化物包覆的层状富锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种金属氟化物包覆层状富锂正极材料，其特征在于它是以金属氟化物MeF_y和Li[Li_(1-2x)/3M_xMn_(2-x)/3]O₂为原料，MeF_y包覆Li[Li_(1-2x)/3M_xMn_(2-x)/3]O₂制成，MeF_y与Li[Li_(1-2x)/3M_xMn_(2-x)/3]O₂的质量比为2wt％～10wt％，金属元素氟化物的摩尔比是1∶y，y为金属氟化物分子式MeF_y中氟的原子个数；所述的Li[Li_(1-2x)/3M_xMn_(2-x)/3]O₂正极材料中，M为Ni，Co，Cr或任意两种共存，x为0～0.33；制备步骤：按计量将富锂正极材料浸渍在相应金属Me的可溶性盐溶液中，然后加入等体积可溶性氟化物溶液反应，加热，分离，真空干燥，保护气体下焙烧。

2.根据权利要求1所述的金属氟化物包覆层状富锂正极材料，其特征在于所述的金属氟化物MeF_y主要包括碱土金属氟化物CaF₂、MgF₂、SrF₂、镧系金属氟化物LaF₃、CeF₃及其过渡金属氟化物YF₃、VF₃、TiF₃、ZnF₂、FeF₃、ZrF₂、ZrF₃、ZrF₄。

3.根据权利要求1所述的金属氟化物包覆层状富锂正极材料，其特征在于所述的富锂正极材料是Li[Li_0.22Ni_0.17Mn_0.61]O₂。

4.根据权利要求1所述的金属氟化物包覆层状富锂正极材料，其特征在于所述的氟化物是YF₃、CaF₂、LaF₃、FeF₃。

5.一种权利要求1所述的氟化物MeF_y包覆层状富锂正极材料的制备方法，其特征在于它是经过如下的步骤：

1)将富锂正极材料Li[Li_(1-2x)/3M_xMn_(2-x)/3]O₂浸渍在相应金属的可溶性盐溶液中，然后加入等体积可溶性氟化物溶液；

2)将上述溶液于60～90℃的水浴中持续搅拌3～8小时，然后离心洗涤，再于60℃的真空恒温箱中干燥，其真空压强小于2000Pa；

3)干燥后，在氩气保护下于400℃焙烧4～8小时，制得氟化物MeF_y包覆的Li[Li_(1-2x)/3M_xMn_(2-x)/3]O₂。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于步骤1)所述的金属的可溶性盐是醋酸盐、硝酸盐。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于步骤1)所述的氟化物为氟化铵、氟化钠、氟化钾。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的Li[Li_(1-2x)/3M_xMn_(2-x)/3]O₂正极材料的制备方法如下：

1)以可溶性锂盐、镍、钴或铬的盐和锰盐为原材料，按分子式中的计量关系称量，加入过量的草酸，过量10％～30％，配制成混合水溶液，其金属离子总浓度为0.5～2摩尔每升，将混合液转移至反应釜中，再加入10毫升冰醋酸，搅拌均匀后密封；

2)将反应釜置于120～180℃烘箱中加热反应5～14小时后自然冷却，将溶液转移至烧杯中，搅拌至溶剂完全挥发；

3)将固体产物研磨成粉末，转移至坩埚中，350～500℃低温预烧2～6小时；压片后，将固体产物研磨成粉末，转移至坩埚中，350～500℃低温预烧2～6小时；

4)压片后，将材料置于马弗炉中750～1000℃高温烧结，即可制得Li[Li_(1-2x)/3M_xMn_(2-x)/3]O₂。