[发明专利]含硅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

1.一种含硅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·SiO₂，其中，0.1≤x≤0.9，M为Mn、Co或Ni。

2.根据权利要求1所述的一种含硅富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其特征在于，包括以下原料组分：锰原料、镍原料、钴原料、锂盐、液相硅原料和络合剂；所述锰原料为硝酸锰、乙酸锰或碳酸锰；所述镍原料为硝酸镍、乙酸镍或碳酸镍；所述钴原料为硝酸钴、乙酸钴或碳酸钴；所述锂盐为硝酸锂、乙酸锂或碳酸锂；所述液相硅原料为正硅酸乙酯、硅酸钠水溶液或四氯化硅；所述络合剂为乙酰丙酮、乙二胺四乙酸、蔗糖、柠檬酸或葡萄糖。

3.一种权利要求2所述的一种含硅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，包括以下步骤：

步骤一，采用溶胶凝胶法制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其具体子步骤为：将锰原料、镍原料、钴原料溶于液体溶剂，再依次加入络合剂、锂盐，形成溶胶，在100℃空气中，干燥，即得；

步骤二，采用液相引入法制备含硅富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其具体子步骤为：在富锂锰基层状锂离子电池正极材料制备的过程中，引入液相硅原料，经热处理，即得。

4.根据权利要求1所述的一种含硅富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其特征在于，包括以下原料组分：锰原料、镍原料、钴原料、锂盐、固相硅原料和络合剂；所述锰原料为硝酸锰、乙酸锰或碳酸锰；所述镍原料为硝酸镍、乙酸镍或碳酸镍；所述钴原料为硝酸钴、乙酸钴或碳酸钴；所述锂盐为硝酸锂、乙酸锂或碳酸锂；所述固相硅原料为硅酸钠；所述络合剂为乙酰丙酮、乙二胺四乙酸、蔗糖、柠檬酸或葡萄糖。

5.一种权利要求4所述的一种含硅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，包括以下步骤：

步骤一，采用溶胶凝胶法制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其具体子步骤为：将锰原料、镍原料、钴原料溶于液体溶剂，再依次加入络合剂、锂盐，形成溶胶，在100℃空气中，干燥，即得；

步骤二，采用固相引入法制备含硅富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其具体子步骤为：将粉末状富锂锰基层状锂离子电池正极材料与固相硅原料研磨或是在富锂锰基层状锂离子电池正极材料制备的过程中引入固相硅原料，经热处理，得到含富锂锰基三元锂离子电池正极材料。

6.根据权利要求1所述的一种含硅富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其特征在于，包括以下原料组分：锰原料、镍原料、钴原料、锂盐、液相硅原料、碳酸钠、碳酸氢铵；所述锰原料为硝酸锰、乙酸锰或碳酸锰；所述镍原料为硝酸镍、乙酸镍或碳酸镍；所述钴原料为硝酸钴、乙酸钴或碳酸钴；所述锂盐为硝酸锂、乙酸锂或碳酸锂；所述液相硅原料为正硅酸乙酯、硅酸钠水溶液或四氯化硅。

7.一种权利6所述的含硅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，包括以下步骤：

步骤一，采用共沉淀法制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其具体子步骤为：依次制备包含锰原料、镍原料、钴原料的原料水溶液，碳酸盐水溶液，以及铵盐水溶液，再将原料水溶液、碳酸盐水溶液、铵盐水溶液三种溶液三相并流并陈化，将陈化得到的过滤物与锂盐混合研磨成粉末，最后经热处理，即得；

步骤二，采用液相引入法制备含硅富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其具体子步骤为：在富锂锰基层状锂离子电池正极材料制备的过程中引入液相硅原料，经热处理，即得。

8.根据权利要求1所述的一种含硅富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其特征在于，包括以下原料组分：锰原料、镍原料、钴原料、锂盐、固相硅原料、碳酸钠、碳酸氢铵；所述锰原料为硝酸锰、乙酸锰或碳酸锰；所述镍原料为硝酸镍、乙酸镍或碳酸镍；所述钴原料为硝酸钴、乙酸钴或碳酸钴；所述锂盐为硝酸锂、乙酸锂或碳酸锂；所述固相硅原料为硅酸钠。

9.一种权利要求8所述的一种含硅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，包括以下步骤：

步骤一，采用共沉淀法制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其具体子步骤为：依次制备包含锰原料、镍原料、钴原料的原料水溶液，碳酸盐水溶液，以及铵盐水溶液，再将原料水溶液、碳酸盐水溶液、铵盐水溶液三种溶液三相并流并陈化，将陈化得到的过滤物与锂盐混合研磨成粉末，最后经热处理，即得；

步骤二，采用固相引入法制备含硅富锂锰基层状锂离子电池正极材料，其具体子步骤为：将粉末状富锂锰基层状锂离子电池正极材料与固相硅原料研磨或是在富锂锰基层状锂离子电池正极材料制备的过程中引入固相硅原料，经热处理，得到含富锂锰基三元锂离子电池正极材料。