CN113023790B - 一种正极材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种正极材料及其制备方法与应用。所述制备方法包括以下步骤：将硅酸盐包覆剂与三元正极材料一烧产物进行混合，烧结，得到所述正极材料；其中，制备硅酸盐包覆剂的原料中包括锰源和/或铁源，制备三元正极材料一烧产物中的三元正极前驱体原料的化学式为NixCoyMn1‑x‑y(OH)2，0.7≤x＜1且0＜y≤0.3且0<x+y<1。通过高压强水热法制备硅酸盐正极材料，作为包覆剂，可嵌在三元颗粒表面和一次颗粒间隙中，形成稳定牢固的包覆层，这样综合了两种材料各自的优势，将它们的电化学性能充分展现出来，具有较高的比容量和较高的电压平台，特别是高温循环有明显提升。

Description

一种正极材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于锂离子电池的技术领域，涉及一种正极材料及其制备方法与应用。
背景技术
当今社会，锂离子电池由于其能量密度高、循环寿命长、安全性高和环境友好等优点，已成为新能源电池领域中重点研究的对象。目前，锂离子电池已被广泛应用到手机、笔记本电脑、电动自行车和一些电子设备等多个领域内，成为人类生产和生活中不可或缺的一部分。
近年来，聚阴离子型正极材料正迅速发展，其中磷酸铁锂正极材料的使用较为成熟，由于其循环优异、价格低廉和环境友好等优点已应用在多个领域内。然而，如今在追求更高容量的正极材料中，磷酸铁锂显然不能满足部分人的需求，于是硅酸盐系正极材料(Li2MSiO4，M＝Ni，Co，Mn，Fe)逐渐进入了人们的视野。硅酸盐系正极材料的结构中有两个锂，理论上可实现两个锂的可逆脱嵌，因此具有更高的理论容量。其中最具代表性的为硅酸亚铁锂和硅酸锰锂，硅酸亚铁锂具有良好的循环性能，而硅酸锰锂具有较高的充放电比容量。此外，它们同时还兼备了价格低廉、环境友好和电压平台高等优点，同样具有良好的应用前景。但是由于硅酸盐系正极材料传统的制备方法，无论是常见的固相法、溶胶凝胶法，还是水热法、微波法等，制备工艺都存在一定的不足。
作为锂离子电池正极材料，镍钴锰三元正极材料(NCM)综合了镍、钴、锰三种元素各自的优点，是最具发展潜力的正极材料之一。其中，高镍三元正极材料因具有较高的比容量受到了人们的青睐。然而，随着镍含量的升高，材料的Li/Ni混排现象逐渐加重，降低了材料的倍率性能；镍含量越高的三元材料，越容易与空气中的CO2和H2O反应生成Li2CO3和LiOH残余碱，导致材料循环性能和安全性能下降；此外，材料循环时，电解液与颗粒直接接触后，会腐蚀颗粒表面，破坏表面结构，进而降低材料的循环稳定性。
目前，针对高镍材料循环不佳的问题，多采取包覆改性提高材料的循环性能。包覆剂虽然有助于材料循环性能的提高，但由于其电化学活性通常较低，因此会导致材料的比容量下降。提高材料循环性能的另一种方法是将原二次烧结工艺转变为三次烧结工艺，即通过多次包覆烧结，达到稳定材料颗粒表面结构，降低颗粒与电解液副反应程度的目的。然而三次烧结工艺的过程较为繁琐，生产周期较长，不利于对材料量化指标的把控，同时生产成本也较二次烧结工艺大大增加。此外，目前的研究通常注重提高三元材料在常温下的电化学性能，而材料在高温下的电化学性能的提升作用并不明显。
CN111244419A公开了一种高镍三元正极材料及其制备方法和应用。高镍三元正极材料的制备方法包括如下步骤：S1.将高镍三元前驱体、锂源、掺杂剂1混合均匀；S2.将混合原料进行一次烧结得到一烧产品；S3.将一烧产品与掺杂剂2混合均匀，进行二次烧结得到二烧产品；S4.将二烧产品水洗干燥后与包覆剂1和包覆剂2混合均匀，进行三次烧结得到三烧产品；S5.将三烧产品经过过筛、批混、除磁、打包得到高镍三元正极材料。然而三次烧结工艺的过程较为繁琐，生产周期较长，不利于对材料量化指标的把控，同时生产成本也较二次烧结工艺大大增加。
因此如何得到循环稳定，尤其是在45℃高温下的循环稳定，同时容量较高的正极材料，是亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种正极材料及其制备方法与应用。本发明通过高压强水热法制备的硅酸盐正极材料，材料纯度高、颗粒结构稳定且尺寸较小，作为包覆剂，可嵌在三元颗粒表面和一次颗粒间隙中，形成稳定牢固的包覆层，该改性材料综合了两种材料各自的优势，将它们的电化学性能充分展现出来，具有稳定的循环性能(特别是高温循环有明显提升)、较高的比容量和较高的电压平台。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种正极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将第一锂源、硅源和金属M源进行一次混合，进行加压水热反应，得到硅酸盐包覆剂；
同时，将三元正极材料前驱体和第二锂源进行二次混合，一次烧结，得到一烧产物；
(2)将步骤(1)所述硅酸盐包覆剂与步骤(1)所述一烧产物进行三次混合，二次烧结，得到所述正极材料；
其中，所述金属M源包括铁源和/或锰源，所述三元正极材料前驱体的化学式为NixCoyMn1-x-y(OH)2，0.7≤x＜1，0＜y≤0.3，0<x+y<1，例如，所述x可以为0.7、0.8或0.9等，所述y可以为0.1、0.2或0.3等。
包覆硅酸锰铁锂的高镍三元材料的电化学性能好于单纯的硅酸亚铁锂或硅酸锰锂包覆的高镍三元材料，其原因在于硅酸锰铁锂是以掺杂为手段来提高材料的电化学性能，掺杂有利于提高材料的放电比容量，同时更容易发挥铁和锰的双重优势。
本发明通过采用高压强水热法制备硅酸盐正极材料，不仅可以使反应快速进行，同时形成的材料纯度高、颗粒结构稳定且尺寸较小，因此在作为包覆剂时，可嵌在三元颗粒表面和一次颗粒间隙中，形成稳定牢固的包覆层，不容易在辊压时发生破损和脱落，同时避免了三元材料颗粒与电解液的直接接触，减少了金属离子的溶解和锂离子的消耗，有利于维持材料的循环稳定性。其次，用硅酸盐包覆的高镍三元材料，并没有明显的容量损失，这得益于硅酸盐材料发挥的作用，高压强水热法制备的硅酸盐材料颗粒的尺寸较小，缩短了自身锂离子的扩散路径，同时作为包覆剂，与电解液拥有较大的接触面积，更有利于提高锂离子的扩散速率，提高自身大倍率放电性能；此外，以高镍三元材料的高比容量为基础以及硅酸盐系材料的高容量、高循环和高电压平台的优点，同样使得改性后的三元材料具有较高比容量的优势。最后，该方法相较于传统的二烧工艺，在比容量和高温循环上具有明显的优势；与三烧工艺相比，电化学性能相当，但生产周期大大减少，不仅有利于提高材料的产能，还可以降低材料的生产成本。
优选地，步骤(1)所述第一锂源包括氢氧化锂和/碳酸锂。
优选地，步骤(1)所述硅源包括二氧化硅、硅酸或四氯化硅中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，步骤(1)所述锰源包括氯化锰、硝酸锰、乙酸锰或硫酸锰中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，步骤(1)所述铁源包括氯化亚铁、乙酸亚铁、硫酸亚铁或硝酸亚铁中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，步骤(1)所述加压水热反应中通入的气体为保护性气体。
优选地，所述保护性气体包括氩气、氦气或氮气中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，步骤(1)所述加压水热反应中的压强为19～22MPa，例如19MPa、20MPa、21MPa或22MPa等。
本发明中，高压可以使得反应快速进行，同时形成的材料纯度高，颗粒结构稳定且尺寸较小，当压强过小时，会导致水热反应速率降低，在较短时间内，不能制得高纯度的硅酸盐材料，且材料中会存在一些硅酸锂杂质，同时颗粒的结晶度也有所下降，作为包覆剂时，会使得最终得到的正极材料性能提高程度降低。
优选地，步骤(1)所述加压水热反应中的反应温度为180～240℃，例如180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃或240℃等。
本发明中，反应温度过低，会出现反应不完全的情况，这种情况一般会伴随着颗粒的结晶度较差以及硅酸锂和四氧化三铁等杂质的产生，同时会使得形成的硅酸盐颗粒的表面比较粗糙，作为包覆剂时，会使得最终得到的正极材料性能提高程度降低。
优选地，步骤(1)所述加压水热反应中的反应时间为2～4h，例如2h、3h或4h等。
优选地，步骤(1)所述加压水热反应结束后，依次进行洗涤、过滤和干燥。
优选地，所述干燥的温度为100～150℃，例如100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃等。
优选地，所述干燥的时间为4～6h，例如4h、5h或6h等。
优选地，步骤(1)所述硅酸盐包覆剂的化学式为Li2MnmFenSiO4，0≤m≤1，0≤n≤1，m+n＝1，例如，所述m可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1等，所述n可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1等。
优选地，步骤(2)所述三元正极材料前驱体和第二锂源中的锂的质量比为1:(1.02～1.06)，例如1:1.02、1:1.03、1:1.04、1:1.05或1:1.06等。
优选地，步骤(1)所述第二锂源包括氢氧化锂和/或碳酸锂。
优选地，步骤(1)所述一次烧结的温度为700～900℃，例如700℃、750℃、800℃、850℃或900℃等。
优选地，步骤(1)所述一次烧结的时间为6～10h，例如6h、7h、8h、9h或10h等。
优选地，步骤(1)所述一烧产物的中值粒径为8～12μm，例如8μm、9μm、10μm、11μm或12μm等。
优选地，以所述一烧产物为100％计，所述硅酸盐包覆剂的添加量为1～5％，例如1％、2％、3％、4％或5％等。
本发明中，硅酸盐包覆剂包覆量过多，会阻碍锂离子的传输，不利于材料容量的发挥，过小，不能起到良好的包覆效果，且不利于材料循环稳定性的提高。
优选地，步骤(2)所述二次烧结结束后，进行过筛处理。
优选地，所述过筛处理中筛网目数为270～400目，例如270目、300目、320目、350目、380目或400目等。
优选地，步骤(2)所述二次烧结的温度为300～600℃，例如300℃、400℃、500℃或600℃等。
优选地，步骤(2)所述二次烧结的时间为5～10h，例如5h、6h、7h、8h、9h或10h等。
作为优选的技术方案，所述正极材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将第一锂源、硅源和金属M源进行一次混合，通入保护性气体使压强为19～22MPa，在所述压强下，以180～240℃的反应温度进行水热反应2～4h，洗涤，过滤，在100～150℃下干燥4～6h，得到化学式为Li2MnmFenSiO4的硅酸盐包覆剂，0≤m≤1，0≤n≤1，m+n＝1；
同时，将三元正极材料前驱体和第二锂源以进行二次混合，其中，三元正极材料前驱体和第二锂源中的锂的质量比为1:(1.02～1.06)，在700～900℃下进行一次烧结6～10h，得到中值粒径为8～12μm的一烧产物；
(2)以所述一烧产物为100％计，将质量占比为1～5％的硅酸盐包覆剂与一烧产物进行三次混合，在300～600℃下进行二次烧结5～10h，以270～400目进行过筛处理，得到所述正极材料；
其中，所述金属M源包括铁源和/或锰源，所述三元正极材料前驱体的化学式为NixCoyMn1-x-y(OH)2，0.7≤x＜1，0＜y≤0.3，0<x+y<1。
第二方面，本发明提供一种正极材料，所述正极材料由第一方面所述的正极材料的制备方法制备得到，所述正极材料包括三元正极材料基体以及包覆于所述基体表面的硅酸盐包覆层。
本发明中，硅酸盐作为包覆剂时，可嵌在三元颗粒表面和一次颗粒间隙中，形成稳定牢固的包覆层，不容易在辊压时发生破损和脱落，同时避免了三元材料颗粒与电解液的直接接触，减少了金属离子的溶解和锂离子的消耗，有利于维持材料的循环稳定性。其次，用硅酸盐包覆的高镍三元材料，并没有明显的容量损失。
优选地，所述三元正极材料基体的化学式为LiNixCoyMn1-x-yO2，0.7≤x＜1，0＜y≤0.3，0<x+y<1，例如，所述x可以为0.7、0.8或0.9等，所述y可以为0.1、0.2或0.3等。
优选地，所述硅酸盐包覆层的化学式为Li2MnmFenSiO4，0≤m≤1，0≤n≤1，m+n＝1，例如，所述m可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1等，所述n可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1等。
第三方面，本发明还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如第二方面所述的正极材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过高压强水热法制备的硅酸盐正极材料，该方法不仅可以使反应快速进行，还可以使得制备得到的材料纯度高、颗粒结构稳定且尺寸较小，作为包覆剂，可嵌在三元颗粒表面和一次颗粒间隙中，形成稳定牢固的包覆层，该改性材料综合了两种材料各自的优势，将它们的电化学性能充分展现出来，在不降低正极材料原有容量的情况下，可以提升其在高温下的循环性能，使其具有较稳定的循环性能、较高的比容量和较高的电压平台，因此本发明所提供的电池，其放电比容量可达206.2mAh/g，常温下的循环性能为95.15％及以上，而其在高温45℃下的容量保持率，不低于94.92％。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种正极材料，所述正极材料为由Li2Mn0.3Fe0.7SiO4包覆的三元正极材料基体LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2组成。
所述正极材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将氢氧化锂、硅酸、氯化锰和氯化亚铁以Li2Mn0.3Fe0.7SiO4的摩尔比放入去离子水中均匀混合，然后将混合溶液迅速转移至反应釜中密封，同时向反应釜中充入适量的氩气使整个体系的工作压强达到22MPa，并在210℃条件下反应3h。反应结束后，用去离子水和酒精进行洗涤、过滤，并在120℃条件下干燥5h，得到化学式为Li2Mn0.3Fe0.7SiO4的包覆剂；
将高镍三元正极材料前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1O2、氢氧化锂按锂盐比为1.04放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在纯氧条件下800℃烧结8h。随炉冷却后，对物料进行破碎和过筛，得到粒径为10μm的一烧产物；
(2)将一烧产物和2％的Li2Mn0.3Fe0.7SiO4包覆剂放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在500℃条件下烧结6h，随炉冷却后，用300目的筛网对物料进行过筛，得到所述正极材料。
实施例2
本实施例提供一种正极材料，所述正极材料为由Li2Mn0.8Fe0.2SiO4包覆的三元正极材料基体LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2组成。
所述正极材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将氢氧化锂、二氧化硅、硝酸锰和硝酸亚铁以Li2Mn0.8Fe0.2SiO4的摩尔比放入去离子水中均匀混合，然后将混合溶液迅速转移至反应釜中密封，同时向反应釜中充入适量的氩气使整个体系的工作压强达到20MPa，并在240℃条件下反应2h。反应结束后，用去离子水和酒精进行洗涤、过滤，并在130℃条件下干燥5h，得到化学式为Li2Mn0.8Fe0.2SiO4的包覆剂；
将高镍三元正极材料前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1O2、氢氧化锂按锂盐比为1.02放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在纯氧条件下700℃烧结10h。随炉冷却后，对物料进行破碎和过筛，得到粒径为8μm的一烧产物；
(2)将一烧产物和5％的Li2Mn0.8Fe0.2SiO4的包覆剂放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在300℃条件下烧结10h，随炉冷却后，用400目的筛网对物料进行过筛，得到所述正极材料。
实施例3
本实施例提供一种正极材料，所述正极材料为由Li2MnSiO4包覆的三元正极材料基体LiNi0.75Co0.1Mn0.15O2组成。
所述正极材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将氢氧化锂、硅酸和乙酸锰以Li2MnSiO4的摩尔比放入去离子水中均匀混合，然后将混合溶液迅速转移至反应釜中密封，同时向反应釜中充入适量的氦气使整个体系的工作压强达到19MPa，并在220℃条件下反应3h。反应结束后，用去离子水和酒精进行洗涤、过滤，并在100℃条件下干燥6h，得到化学式为Li2MnSiO4的包覆剂；
将高镍三元正极材料前驱体Ni0.75Co0.1Mn0.15O2、氢氧化锂按锂盐比为1.06放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在纯氧条件下900℃烧结6h。随炉冷却后，对物料进行破碎和过筛，得到粒径为12μm的一烧产物；
(2)将一烧产物和3％的Li2MnSiO4的包覆剂放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在600℃条件下烧结5h，随炉冷却后，用270目的筛网对物料进行过筛，得到所述正极材料。
实施例4
本实施例提供一种正极材料，所述正极材料为由Li2FeSiO4包覆的三元正极材料基体LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2组成。
所述正极材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将氢氧化锂、四氯化硅和硫酸亚铁以Li2FeSiO4的摩尔比放入去离子水中均匀混合，然后将混合溶液迅速转移至反应釜中密封，同时向反应釜中充入适量的氩气使整个体系的工作压强达到21MPa，并在180℃条件下反应4h。反应结束后，用去离子水和酒精进行洗涤、过滤，并在150℃条件下干燥4h，得到化学式为Li2FeSiO4的包覆剂；
将高镍三元正极材料前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1O2、氢氧化锂按锂盐比为1.05放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在纯氧条件下850℃烧结7h。随炉冷却后，对物料进行破碎和过筛，得到粒径为9μm的一烧产物；
(2)将一烧产物和1％的Li2FeSiO4的包覆剂放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在400℃条件下烧结8h，随炉冷却后，用325目的筛网对物料进行过筛，得到所述正极材料。
实施例5
本实施例与实施例1的区别为，步骤(1)中的工作压强为17Mpa。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例6
本实施例与实施例1的区别为，步骤(1)中的水热反应温度为170℃。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例7
本实施例与实施例1的区别为，步骤(2)中的Li2Mn0.3Fe0.7SiO4包覆剂的添加量为7％。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
对比例1
1)将高镍三元正极材料前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1O2、氢氧化锂按锂盐比为1.04放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在纯氧条件下800℃烧结8h，随炉冷却后，对物料进行破碎和过筛，得到粒径为10μm的高镍材料一烧产物；
2)将高镍三元一烧产物和1％的硼酸放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在500℃条件下烧结6h。随炉冷却后，用300目的筛网对物料进行过筛，得到三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2。
对比例2
1)将高镍三元正极材料前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1O2、氢氧化锂按锂盐比为1.05放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在纯氧条件下800℃烧结8h，随炉冷却后，对物料进行破碎和过筛，得到粒径为10μm的高镍材料一烧产物；
2)将高镍三元一烧产物和0.5％的氢氧化铝放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在500℃条件下烧结6h。随炉冷却后，对物料进行过筛，得到高镍材料二烧产物；
3)将高镍三元二烧产物和1％的硼酸放入高混机中充分搅拌混合，然后将混合物放入气氛炉中在300℃条件下烧结10h。随炉冷却后，用300目的筛网对物料进行过筛，得到三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2。
将实施例1-7与对比例1-2所提供的正极材料、导电剂SP和粘结剂PVDF以92:4:4的质量比均匀混合后，加入NMP中，制备得到正极浆料，将正极浆料涂覆于铝箔上，烘干，辊压得到正极极片，然后在氩气手套箱内组装纽扣半电池，并测试其电化学性能，在0.1C，25℃和45℃下进行循环，循环次数为50圈，其结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002954524150000121
Figure BDA0002954524150000131
从实施例1-2和实施例3-4的数据结果可知，当硅酸盐中锰和铁元素同时存在时，有利于提高材料的放电比容量，同时更容易发挥铁和锰的双重优势。
从实施例1与实施例5的数据结果可知，水热反应过程中压强减小，会使得反应速率变慢，不利于高纯度且颗粒结晶度较好的硅酸盐包覆剂的制备，使得电池的性能有所降低。
从实施例1与实施例6的数据结果可知，水热反应过程中温度降低，会出现反应不完全的情况，同样使得硅酸盐作为包覆剂时，会使得电池的性能提升效果较低。
从实施例1与实施例7的数据结果可知，硅酸盐包覆剂包覆量过多，会阻碍锂离子的传输，不利于材料容量的发挥。
从实施例1与对比例1和对比例2的数据结果可知，三元材料表面包覆其他物质时，经过二次烧结时，其放电比容量有所降低，虽然经过三次烧结后，其常温下的循环性能有所提升，但是对于其在高温下的循环性能，且结果依然较差。
综上所述，通过本发明所提供的高压水热反应制备得到的硅酸盐材料作为包覆剂包覆三元材料，不仅可以节省时间，且可以在不降低电池容量的情况下，提高电池的循环性能，尤其是在45℃下的循环性能，因此本发明所提供的电池，其放电比容量可达206.2mAh/g，常温下的循环性能为95.15％及以上，而其在高温45℃下的容量保持率，不低于94.92％。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (20)

1.一种正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将第一锂源、硅源和金属M源进行一次混合，进行加压水热反应，得到硅酸盐包覆剂；
同时，将三元正极材料前驱体和第二锂源进行二次混合，一次烧结，得到一烧产物；
(2)将步骤(1)所述硅酸盐包覆剂与步骤(1)所述一烧产物进行三次混合，二次烧结，得到所述正极材料；步骤(1)所述加压水热反应中通入的气体为保护性气体；所述硅酸盐包覆剂包覆于一烧产物的表面，同时还嵌入一烧物料的一次颗粒间隙中；
其中，所述金属M源包括铁源和/或锰源，所述三元正极材料前驱体的化学式为NixCoyMn1-x-y(OH)2，0.7≤x＜1，0＜y≤0.3，0<x+y<1；步骤(1)所述加压水热反应中的压强为19～22MPa；步骤(1)所述加压水热反应中的反应温度为180～240℃；步骤(1)所述加压水热反应中的反应时间为2～4h；步骤(1)所述硅酸盐包覆剂的化学式为Li2MnmFenSiO4，0≤m≤1，0≤n≤1，m+n＝1。
2.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一锂源包括氢氧化锂和/或碳酸锂。
3.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述硅源包括二氧化硅、硅酸或四氯化硅中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锰源包括氯化锰、硝酸锰、乙酸锰或硫酸锰中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铁源包括氯化亚铁、乙酸亚铁、硫酸亚铁或硝酸亚铁中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述保护性气体包括氩气、氦气或氮气中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述加压水热反应结束后，依次进行洗涤、过滤和干燥。
8.根据权利要求7所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为100～150℃。
9.根据权利要求7所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述干燥的时间为4～6h。
10.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述三元正极材料前驱体和第二锂源中的锂的质量比为1:(1.02～1.06)。
11.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第二锂源包括氢氧化锂和/或碳酸锂。
12.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述一次烧结的温度为700～900℃。
13.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述一次烧结的时间为6～10h。
14.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述一烧产物的中值粒径为8～12μm。
15.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，以所述一烧产物的质量为100％计，所述硅酸盐包覆剂的添加量为1～5％。
16.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述二次烧结结束后，进行过筛处理。
17.根据权利要求16所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述过筛处理中筛网目数为270～400目。
18.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述二次烧结的温度为300～600℃。
19.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述二次烧结的时间为5～10h。
20.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将第一锂源、硅源和金属M源进行一次混合，通入保护性气体使压强为19～22MPa，在所述压强下，以180～240℃的反应温度进行水热反应2～4h，洗涤，过滤，在100～150℃下干燥4～6h，得到化学式为Li2MnmFenSiO4的硅酸盐包覆剂，0≤m≤1，0≤n≤1，m+n＝1；
同时，将三元正极材料前驱体和第二锂源以进行二次混合，其中，三元正极材料前驱体和第二锂源中的锂的质量比为1:(1.02～1.06)，在700～900℃下进行一次烧结6～10h，得到中值粒径为8～12μm的一烧产物；
(2)以所述一烧产物为100％计，将质量占比为1～5％的硅酸盐包覆剂与一烧产物进行三次混合，在300～600℃下进行二次烧结5～10h，以270～400目进行过筛处理，得到所述正极材料；
其中，所述金属M源包括铁源和/或锰源，所述三元正极材料前驱体的化学式为NixCoyMn1-x-y(OH)2，0.7≤x＜1，0＜y≤0.3，0<x+y<1。
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