[發明專利]鋰離子二次電池用正極活性物質、正極以及鋰離子二次電池

有效

• 申請號: 201710176239.8
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107275583B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 久保達也;山野晃裕;山下直人;柳田昌宏
• 申請（專利權）人: 住友橡膠工業株式會社;國立研究開發法人產業技術總合研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 湯國華

1.一種硫系正極活性物質，所述硫系正極活性物質是通過在非氧化性氣氛下熱處理含有聚合物、硫和以微粒形式分散的有機金屬化合物的原料而得到，

其中，

所述聚合物為在非氧化性氣氛下與硫一起進行熱處理時會與硫結合、形成碳-硫結構的聚合物，

所述原料還含有硫化促進劑，

所述有機金屬化合物為脂肪酸金屬鹽、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的金屬離子交聯聚合物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的金屬離子交聯聚合物、夾心化合物以及二硫代氨基甲酸的金屬鹽中的任意，其中，二硫代氨基甲酸的金屬鹽中的金屬為選自Na、Mg、Ti、Cr、Fe、Ni、Cu、Ru、Nb、Sb和Te中的至少一種，

所述熱處理溫度為250℃～550℃，

由有機金屬化合物的硫化產生的金屬硫化物顆粒分散于經熱處理的物質中，以及

所述金屬硫化物顆粒的粒徑為10nm以上且小于100nm。

2.根據權利要求1所述的硫系正極活性物質，其特征在于，所述金屬包含選自Na、Mg、Ti、Cr、Fe、Ni、Cu、Ru、Nb、Sb和Te中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的硫系正極活性物質，其特征在于，所述金屬包含選自Na、Mg、Fe和Te中的至少一種。

4.根據權利要求1～3中任一項所述的硫系正極活性物質，其特征在于，熱處理溫度為300℃～450℃。

5.根據權利要求1～3中任一項所述的硫系正極活性物質，其特征在于，所述聚合物為選自不飽和鏈烴單體的聚合物、和經取代的芳香族烴與氯化硫的縮合物中的至少一種。

6.根據權利要求1～3中任一項所述的硫系正極活性物質，其特征在于，所述原料還含有導電性碳材料。

7.根據權利要求6所述的硫系正極活性物質，其特征在于，所述導電性碳材料是具有石墨結構的碳材料。

8.根據權利要求6所述的硫系正極活性物質，其特征在于，基于100質量份的聚合物，所述原料含有250～1500質量份的硫、5～50質量份的有機金屬化合物、3～250質量份的硫化促進劑和5～50質量份的導電性碳材料。

9.根據權利要求1～3中任一項所述的硫系正極活性物質，其特征在于，所述硫系正極活性物質中的硫的總含量為50質量％以上。

10.正極，其包含權利要求1～9中任一項所述的硫系正極活性物質。

11.鋰離子二次電池，其具有權利要求10所述的正極。

12.用于制備權利要求1～9中任一項所述的硫系正極活性物質的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)和(2)：

(1)將有機金屬化合物以微粒的形式分散在包含聚合物、硫和硫化促進劑的原料中的步驟，以及

(2)在非氧化性氣氛下在250℃～550℃的溫度下對步驟(1)中得到的原料進行熱處理的步驟。