一种硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆的正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及正极材料技术领域，具体提出一种硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆的正极材料及其制备方法和应用。硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆的正极材料包括：正极活性材料及硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆层，该包覆层为硅酸根取代氟化磷酸铝锂中的部分磷酸根所形成的氟代混合聚阴离子材料。其制备方法为：将正极活性材料溶于溶剂中，按比例加入锂源、铝源、硅源、磷源、氟源，之后搅拌均匀形成混合浆料，接着对混合浆料进行干燥处理和烧结。本发明专利技术通过硅酸根部分取代氟化磷酸铝锂中的磷酸根形成氟代混合聚阴离子材料，能显著提高整个包覆层的结构稳定性和电导率，使得正极材料在具有良好循环性能的同时，放电容量和倍率性能得到明显改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及正极材料，特别是一种硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆的正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、正极材料作为锂离子电池的关键组分，决定了其整体造价成本及能量密度。目前商业化的锂离子电池正极材料体系主要基于层状结构、尖晶石结构以及橄榄石结构，其中层状结构的三元正极材料因能量密度高、循环寿命长等优势，广泛用于动力电池市场。但是，正极材料与液态电解质的直接接触，正极表面的副反应生成的界相层会导致界面阻抗增加，从而降低电池性能。

2、为了克服这些限制，现有技术采用氧化物、氟化物、磷酸盐、固态电解质等对正极材料的表面进行包覆改性。其中，氟化磷酸盐结构因具有诱导效应的聚阴离子po43-和较强电负性的氟离子，使材料表现出高的电化学稳定窗口和好的结构稳定性，特别是氟化磷酸铝锂，其作为一种快离子导体，具有优良的li+传导能力，是一种潜在的正极包覆材料。如中国专利技术专利申请号202210507984.7(公布号cn 114899376 a)提供了一种氟化磷酸铝锂包覆的正极材料及其制备方法，包括以下步骤：取正极活性材料、氢氧化锂、磷酸二氢铵、氟化铵和氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆的正极材料，其特征在于，包括：正极活性材料及位于所述正极活性材料外表面的硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆层，所述硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆层为硅酸根取代氟化磷酸铝锂中的部分磷酸根所形成的氟代混合聚阴离子材料。

2.根据权利要求1所述的硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆的正极材料，其特征在于，所述硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆层的化学式为Li1+xAlSixP1-xO4F，其中0.04≤x≤0.08。

3.根据权利要求2所述的硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆的正极材料，其特征在于，所述正极活性材料包括三元正极活性材料，所述三元正极活性材料的化学式为LiNi...

【技术特征摘要】

1.一种硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆的正极材料，其特征在于，包括：正极活性材料及位于所述正极活性材料外表面的硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆层，所述硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆层为硅酸根取代氟化磷酸铝锂中的部分磷酸根所形成的氟代混合聚阴离子材料。

2.根据权利要求1所述的硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆的正极材料，其特征在于，所述硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆层的化学式为li1+xalsixp1-xo4f，其中0.04≤x≤0.08。

3.根据权利要求2所述的硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆的正极材料，其特征在于，所述正极活性材料包括三元正极活性材料，所述三元正极活性材料的化学式为linixcoymn1-x-yo2，其中：0.6≤x<0.9，0.1≤y<0.3。

4.根据权利要求3所述的硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆的正极材料，其特征在于，所述硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆层厚度10-50nm，所述硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆层与所述正极活性材料的质量比为0.5％-5％。

5.根据权利要求3所述的硅酸根掺杂氟化磷酸铝锂包覆的正极材料，其特征在于，所述三元正极活性材料为lini0.8co...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永杰，曹文卓，闫昭，李婷，
申请(专利权)人：宜宾南木纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：